Khai thác nước hiệu quả cao bằng cách sử dụng siêu âm điện

Khai thác nước của các hợp chất thực vật (ví dụ, khai thác nước lạnh hoặc nóng, chiết xuất nước áp lực và khai thác nước dưới tới hạn) có thể được cải thiện hiệu quả bằng cách siêu âm. Việc chiết xuất nước hỗ trợ siêu âm không chỉ cho năng suất cao hơn và giảm thời gian xử lý, mà còn dẫn đến tiêu thụ năng lượng thấp hơn, điều kiện khai thác nhẹ hơn và chiết xuất chất lượng cao khi so sánh với các kỹ thuật khai thác thông thường. Chiết xuất nước siêu âm được sử dụng thành công để chiết xuất nhiều hợp chất có nguồn gốc thực vật bao gồm alkaloids, flavonoid, glycosides, hợp chất phenolic và polysaccharides.

Chiết xuất nước siêu âm của các hợp chất hoạt tính sinh học

Các máy chiết xuất siêu âm như UP400St (400W, 24kHz) tăng cường chiết xuất thực vật dựa trên nước thông thường.Nước là dung môi cực nhất, làm cho nó trở thành một dung môi tuyệt vời cho các hợp chất cực. Do thiên nhiên không độc hại và thân thiện với môi trường, nước sẽ là dung môi lý tưởng cho bất kỳ chiết xuất thực vật nào. Tuy nhiên, các thành phần ít cực và không cực kém hoặc hoàn toàn không hòa tan trong nước. Ngoài ra, nếu không có bất kỳ sự thúc đẩy chuyển giao hàng loạt nào, quá trình khai thác trong nước sẽ cực kỳ chậm và do đó không kinh tế. Siêu âm cường độ cao, tần số thấp là một kỹ thuật chiết xuất rất hiệu quả, cung cấp sự pha trộn mạnh mẽ và chuyển khối lượng. Do đó, khai thác siêu âm được biết đến để cung cấp lợi thế đáng kể so với các phương pháp khai thác thông thường. Những lợi thế này bao gồm năng suất cao hơn, chế biến nhanh, doanh thu hàng loạt nhanh chóng cũng như chiết xuất nội tuyến liên tục, sử dụng dung môi xanh, điều kiện chiết xuất nhẹ, bảo quản các hợp chất chiết xuất, an toàn trong hoạt động và dễ dàng mở rộng thông lượng lớn cho sản xuất thương mại. (cf. Zabot et al., 2021)

Yêu cầu thông tin




Lưu ý của chúng tôi Chính sách bảo mật.


Hệ thống chiết xuất siêu âm công nghiệp với 16kW để sản xuất nội tuyến liên tục các chiết xuất thực vật chất lượng cao từ việc sử dụng nước làm dung môi chiết xuất.

MultiSonoReactor với 4x 4kW để sản xuất quy mô lớn (hàng loạt) chiết xuất thực vật sử dụng nước làm dung môi chiết xuất. MultiSonoReactor cũng có thể được điều áp và làm nóng cho các hiệu ứng chiết xuất hiệp đồng.

Chiết xuất nước nóng được cải thiện bằng siêu âm

Các thông số xác định việc khai thác thực vật trong quá trình khai thác nước là nhiệt độ, thời gian, áp suất và diện tích bề mặt của vật liệu thực vật. Một chiết xuất nước nóng có thể được chuẩn bị trong một thời gian tương đối ngắn do nhiệt độ cao của nước.
Giải pháp: Năng suất và tỷ lệ chiết xuất có thể được tăng cường đáng kể khi khuấy siêu âm được áp dụng. Chỉ riêng nước nóng chỉ có khả năng hạn chế để phá vỡ cấu trúc tế bào và nhiệt độ cao thường làm hỏng hoặc phá hủy các hợp chất labile nhiệt, do đó chất lượng chiết xuất bị ảnh hưởng. Khi khai thác siêu âm được kết hợp với chiết xuất nước nóng, nhiệt độ có thể giảm đáng kể (ví dụ: từ 100 ° C đến 50 ° C), ngăn ngừa sự suy thoái nhiệt của các thành phần thực vật chiết xuất, tăng tổng năng suất và tiết kiệm năng lượng. Cavitation siêu âm là nguyên tắc đằng sau hiện tượng khai thác siêu âm. Cavitation siêu âm (hoặc âm thanh) hoàn toàn là lực cơ học, phá vỡ các bức tường tế bào, giải phóng các hợp chất mục tiêu và cải thiện sự chuyển khối lượng giữa nội thất tế bào và nước (dung môi). Do đó, khai thác nước siêu âm cung cấp kết quả khai thác tuyệt vời.

Chiết xuất nước lạnh được cải thiện bằng siêu âm

Chiết xuất nước lạnh (truyền nước lạnh) không hiệu quả hơn đáng kể, vì tránh sử dụng nước nóng. Nước lạnh hoặc nhiệt độ phòng không chiết xuất các hợp chất thực vật rất tốt, vì nước lạnh được ngâm thực sự chậm vào vật liệu thực vật và chuyển khối lượng gần như không đáng kể. Ưu điểm của việc chiết xuất nước lạnh nằm ở việc tránh bất kỳ sự gia tăng nhiệt độ nào do đó ngăn chặn sự suy thoái nhiệt của các hợp chất nhạy cảm với nhiệt. Tuy nhiên, động lực khai thác rất kém làm cho việc khai thác nước lạnh thông thường không thể thực hiện được cho sản xuất thương mại. Đó là lý do tại sao truyền nước lạnh hầu như chỉ được sử dụng trong giai đoạn thử nghiệm do chậm và không hiệu quả.
Giải pháp: Với việc đưa siêu âm vào chiết xuất nước lạnh, sự chậm chạp và kém hiệu quả của ngâm nước lạnh có thể dễ dàng khắc phục. Việc chiết xuất nước lạnh tăng cường siêu âm cho phép duy trì nhiệt độ khai thác lạnh, trong khi khớp nối các lực cắt dữ dội vào môi trường chất lỏng rắn. Kết quả của cơ chế chiết xuất siêu âm, thành tế bào được mở ra và các hợp chất thực vật nhanh chóng được giải phóng vào nước. Chiết xuất và truyền nước lạnh siêu âm biến việc ngâm lạnh thành một quá trình có hiệu quả cao cho năng suất cao, chiết xuất chất lượng cao trong một thời gian chiết xuất ngắn.

Siêu âm là một phương pháp chiết xuất nhanh và nhẹ để sản xuất chiết xuất nấm chất lượng cao bằng cách sử dụng nước làm dung môi. Trong video, máy chiết xuất siêu âm UP400St được sử dụng để chiết xuất nấm dược liệu.

Chiết xuất nấm nước lạnh sử dụng UP400St với đầu dò 22mm

Chiết xuất nước áp lực kết hợp với siêu âm

Khai thác siêu âm được đặc trưng bởi sự pha trộn vi mô, thông qua các rung động, thúc đẩy sự khuếch tán dung môi lớn hơn vào hạt và từ bên trong của hạt lên bề mặt, tăng cường chuyển khối lượng. Ngoài ra, siêu âm làm giảm kích thước hạt của vật liệu tế bào, dẫn đến cải thiện tác dụng của chiết xuất chất lỏng áp lực hỗ trợ siêu âm. Các hạt nhỏ hơn khoảng 0,68 mm cho thấy năng suất cao hơn các hạt lớn hơn (khoảng 1,05 mm) vì diện tích bề mặt cao hơn cho phép tăng đáng kể sự chuyển khối lượng và do đó cải thiện năng suất khai thác. (cf. Zabot et al., 2021)

Máy chiết xuất siêu âm loại đầu dò công nghiệp để cách ly thực vật dựa trên nước.

Siêu âm tăng cường khai thác nước của vật liệu thực vật trong nước: ultrasonicator UIP1000hdT trong một cốc lớn có chứa bùn thực vật. Ở đây, nước được sử dụng làm dung môi, nhưng chiết xuất siêu âm tương thích với bất kỳ loại dung môi nào.

Ưu điểm của khai thác bằng siêu âm

  • Năng suất cao cấp
  • Khai thác tốc độ cao
  • Chất chiết xuất chất lượng cao
  • Quy trình nhẹ, không nhiệt
  • dung môi xanh
  • Hiệu quả
  • Vận hành dễ dàng và an toàn
  • Chi phí đầu tư và hoạt động thấp
  • 24/7 hoạt động dưới nhiệm vụ hạng nặng
  • Màu xanh lá cây, phương pháp thân thiện với sinh thái

Yêu cầu thông tin




Lưu ý của chúng tôi Chính sách bảo mật.


Chiết xuất nước lạnh áp lực hiệu quả với siêu âm điện

Thiết bị siêu âm công nghiệp để chiết xuất phytochemical sử dụng nước làm dung môi: Đầu dò siêu âm với lò phản ứng tế bào dòng chảy áp lực để sản xuất chiết xuất nội tuyến.Dưới áp suất cao, sự xâm nhập của nước lạnh vào các mô thực vật được tạo điều kiện và các chất phytochemical hòa tan trong nước được hòa tan mà không gây phân hủy nhiệt. Phương pháp chiết xuất nước lạnh áp suất cao có thể được kết hợp với siêu âm để cải thiện sự cô lập của các thành phần thực vật cực và không phân cực. Nước như một dung môi không độc hại, rẻ tiền và thân thiện với môi trường là một sự thay thế hấp dẫn cho dung môi hữu cơ, đặc biệt là khi sản xuất thực phẩm có nguồn gốc thực vật, liệu pháp và bổ sung chế độ ăn uống.
Đối với chiết xuất nước lạnh áp suất tăng cường siêu âm, một đầu dò siêu âm (sonotrode) được tích hợp vào bể chiết xuất hoặc tế bào dòng chảy. Bể hoặc tế bào dòng chảy thường được điều áp với áp suất từ 5 đến 100 barg tùy thuộc vào các hợp chất chiết xuất được nhắm mục tiêu. Hielscher Siêu âm cung cấp ngay cả lò phản ứng siêu âm công nghiệp tùy chỉnh và tế bào dòng chảy, có thể áp lực lên đến 300barg cho phép thiết lập áp lực tối ưu của quá trình khai thác của bạn.

Chiết xuất nước siêu tới hạn được cải thiện bởi Sonication

Chiết xuất nước dưới tới hạn được tăng cường siêu âm là một kỹ thuật hiệp đồng khác, trong đó siêu âm điện cải thiện sự chuyển khối giữa rắn và lỏng. Khai thác nước dưới tới hạn (SWE) – còn được gọi là khai thác nước nóng áp lực hoặc khai thác nước siêu nóng – là một kỹ thuật ít được sử dụng hơn để chiết xuất các hợp chất thực vật có phân cực thấp hơn. Trong khai thác nước dưới tới hạn, nước ở trạng thái siêu tới hạn của nó được sử dụng làm dung môi.
Nước dưới tới hạn là gì và tại sao nước dưới tới hạn là dung môi tốt để chiết xuất các hợp chất thực vật ít cực hơn? "Nước sở hữu nhiều đặc tính nhiệt động lực học bị ảnh hưởng rất nhiều bởi nhiệt độ và áp suất. Tùy thuộc vào điều kiện, trạng thái vật lý của nó (rắn, lỏng hoặc khí), hành vi nhiệt, mật độ hoặc độ nhớt có thể được sửa đổi. Bằng cách tăng nhiệt độ và áp suất trên một điểm được gọi là điểm quan trọng (được xác định ở 221 bar và 374 ° C), nước có thể đạt được trạng thái siêu tới hạn. Ở điều kiện dưới tới hạn, tương ứng với nhiệt độ từ 100 ° C đến nhiệt độ quan trọng (374 ° C) và áp suất giữa 1 bar và áp suất quan trọng (221 bar) để tránh bốc hơi, phân cực nước giảm; nó làm cho nước trở thành dung môi tốt hơn để chiết xuất các hợp chất hoạt tính sinh học hữu cơ khác nhau." (Li và Chemat, 2019)
Khi siêu âm được kết hợp với chiết xuất nước dưới tới hạn, hiệu quả khai thác có thể được cải thiện bằng cách tăng năng suất chiết xuất và giảm thời gian khai thác. Để có kết quả tối ưu, áp suất trong lò phản ứng hàng loạt áp suất kín hoặc lò phản ứng tế bào dòng chảy phải đạt ít nhất gấp đôi so với áp suất hơi của nước. (Bạn có thể tìm thấy một bảng áp lực hơi của nước ở cuối trang này.)
Huang et al. (2010) đã điều tra tác dụng chiết xuất của siêu âm công suất cao, tần số thấp kết hợp với chiết xuất nước dưới tới hạn. Do đó, một đầu dò siêu âm được kết hợp vào ấm đun nước của thiết bị chiết xuất nước dưới tới hạn để chiết xuất dầu dễ bay hơi từ Lithospermum erythrorhizon. Kết quả cho thấy hiệu quả tăng cường hỗ trợ siêu âm của 20 KHz tốt hơn so với 36 KHz và tăng theo công suất đầu ra (từ 0 đến 250 W). Năng suất khai thác nước dưới tới hạn tăng từ 1,87% lên 2,39% thông qua dao động siêu âm (250 W, 20 KHz) ở nhiệt độ 160 ° C và áp suất 5 MPa trong quá trình khai thác 25 phút. Siêu âm có thể cải thiện không chỉ năng suất khai thác, mà còn tỷ lệ khai thác do đó tiết kiệm thời gian.
Khai thác nước dưới tới hạn hỗ trợ siêu âm có thể được chạy ở áp suất thấp hơn (ví dụ: 5barg) so với khai thác nước dưới tới hạn thông thường (ví dụ: 10MPa), giúp tiết kiệm chi phí năng lượng và làm cho quy trình khai thác an toàn hơn.

Máy chiết xuất siêu âm hiệu suất cao để cách ly phytochemical ở chế độ lô.

Khai thác nước siêu âm của phytochemicals từ thực vật có thể được chạy theo lô và hoạt động liên tục. Hình ảnh cho thấy máy siêu âm mạnh mẽ 1000 watt UIP1000hdT trong quá trình chiết xuất thực vật chế độ hàng loạt.

Yêu cầu thông tin




Lưu ý của chúng tôi Chính sách bảo mật.


Ưu điểm của chiết xuất thực vật siêu âm

Cả hai, nghiên cứu khoa học và thực hiện công nghiệp chứng minh rằng chiết xuất hỗ trợ siêu âm là một kỹ thuật đáng tin cậy và dễ vận hành, không đòi hỏi nền tảng kỹ thuật hoặc đào tạo chuyên sâu. Hiệu quả khai thác rất cao, năng suất cao, chi phí vận hành thấp, cũng như chi phí đầu tư thấp (đặc biệt là khi so sánh với các kỹ thuật khác như CO2 máy chiết xuất) và chi phí năng lượng thấp là những lợi thế chính của máy chiết xuất siêu âm loại đầu dò.
Lợi ích hơn nữa, biến công nghệ khai thác siêu âm thành phương pháp ưa thích, là chiết xuất chất lượng cao do nhiệt độ chiết xuất thấp, kết quả đáng tin cậy (khả năng lặp lại / tái tạo), khả năng mở rộng hoàn toàn tuyến tính đến bất kỳ cấp độ sản xuất nào cũng như bảo trì thấp.
"Những lợi thế khác liên quan đến việc sử dụng khai thác loại đầu dò siêu âm là dễ dàng xử lý chiết xuất, thực hiện nhanh chóng, không có dư lượng, năng suất cao, thân thiện với môi trường, nâng cao chất lượng và ngăn ngừa suy thoái chiết xuất."
(xem Chemat và Khan, 2011)

Siêu âm chiết xuất và thanh lọc phytochemicals từ thực vật: Hình ảnh cho thấy máy siêu âm loại đầu dò UP400St, một bộ lọc chân không Büchi và rotor-evaporator để chiết xuất curcumin.

Thiết lập khai thác để cách ly thực vật: máy siêu âm kiểu đầu dò UP400St, Bộ lọc chân không Büchi và máy bay hơi rotor để chiết xuất chất phytochemical.

Máy siêu âm hiệu suất cao để chiết xuất nước

Máy chiết xuất loại đầu dò siêu âm để giải phóng phytochemical và thực vật hiệu quả từ thực vật.Máy chiết xuất siêu âm Hielscher được thiết lập tốt trong lĩnh vực chiết xuất thực vật, bất kể dung môi nào được sử dụng. Nhà sản xuất chiết xuất – cả hai, các nhà sản xuất chiết xuất thích hợp nhỏ hơn, độc quyền cũng như các nhà sản xuất hàng loạt quy mô lớn – tìm thấy trong danh mục thiết bị rộng lớn của Hielscher các thiết bị khai thác siêu âm lý tưởng cho các yêu cầu sản xuất của họ. Hàng loạt cũng như các thiết lập quy trình nội tuyến liên tục có sẵn và có thể được vận chuyển ra khỏi kệ. Thích hợp để làm việc với bất kỳ dung môi nào, chiết xuất siêu âm có thể được áp dụng linh hoạt cho bất kỳ khai thác vật liệu thực vật nào. Sử dụng nước làm dung môi cho phép sản xuất các chiết xuất được chứng nhận hữu cơ mà không cần sử dụng ethanol "hữu cơ" đắt tiền. (Tất nhiên, nguyên liệu thực vật phải được trồng hữu cơ để sản xuất chiết xuất nước hữu cơ).

Chiết xuất hiệu quả cao với siêu âm Hielscher

Máy chiết xuất siêu âm Hielscher có hiệu quả phá vỡ các tế bào thực vật, tăng diện tích bề mặt của vật liệu thực vật để thâm nhập dung môi và chuyển khối lượng để giải phóng chất phytochemical (chất chuyển hóa thứ cấp). Được thiết kế liên quan đến sự thân thiện với người dùng, máy chiết xuất Hielscher nhanh chóng được cài đặt và có thể được vận hành an toàn và trực quan.

Đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng cao nhất – Thiết kế & Sản xuất tại Đức

Phần cứng tinh vi và phần mềm thông minh của máy siêu âm Hielscher được thiết kế để đảm bảo kết quả khai thác siêu âm đáng tin cậy từ nguyên liệu thực vật của bạn với kết quả có thể tái tạo và hoạt động an toàn, thân thiện với người dùng. Độ bền, độ tin cậy, hoạt động 24/7 dưới tải đầy đủ và hoạt động đơn giản từ quan điểm của công nhân là những yếu tố chất lượng hơn nữa, làm cho máy siêu âm Hielscher thuận lợi.
Máy chiết xuất siêu âm Hielscher được sử dụng trên toàn thế giới trong chiết xuất phytochemical chất lượng cao. Được chứng minh là mang lại các hợp chất thực vật chất lượng cao, máy chiết xuất siêu âm Hielscher không chỉ được sử dụng bởi các thợ thủ công nhỏ hơn về chiết xuất đặc sản và cửa hàng, mà chủ yếu trong sản xuất công nghiệp các chiết xuất thương mại rộng rãi, bổ sung dinh dưỡng và trị liệu. Do phần cứng mạnh mẽ và phần mềm thông minh, bộ xử lý siêu âm Hielscher có thể dễ dàng vận hành và theo dõi.

Giao thức Dữ liệu Tự động

Máy siêu âm Hielscher có thể được điều khiển từ xa thông qua điều khiển trình duyệt. Các thông số sonication có thể được theo dõi và điều chỉnh chính xác theo yêu cầu quy trình.Để đáp ứng các tiêu chuẩn sản xuất thực phẩm, bổ sung dinh dưỡng và các sản phẩm điều trị, quy trình sản xuất phải được theo dõi và ghi lại chi tiết. Các thiết bị siêu âm kỹ thuật số Hielscher Siêu âm có giao thức dữ liệu tự động. Do tính năng thông minh này, tất cả các thông số quy trình quan trọng như năng lượng siêu âm (tổng và năng lượng ròng), nhiệt độ, áp suất và thời gian được tự động lưu trữ vào thẻ SD tích hợp ngay khi thiết bị được bật. Giám sát quy trình và ghi dữ liệu rất quan trọng để tiêu chuẩn hóa quy trình liên tục và chất lượng sản phẩm. Bằng cách truy cập dữ liệu quy trình được ghi lại tự động, bạn có thể sửa đổi các lần chạy sonication trước đó và đánh giá kết quả.
Một tính năng thân thiện với người dùng khác là điều khiển từ xa trình duyệt của hệ thống siêu âm kỹ thuật số của chúng tôi. Thông qua điều khiển trình duyệt từ xa, bạn có thể bắt đầu, dừng, điều chỉnh và giám sát bộ xử lý siêu âm của mình từ xa từ bất cứ đâu.
Bạn muốn tìm hiểu thêm về những lợi thế của việc chiết xuất nước siêu âm từ vật liệu thực vật? Liên hệ với chúng tôi ngay bây giờ để thảo luận về quy trình sản xuất chiết xuất thực vật của bạn! Đội ngũ nhân viên giàu kinh nghiệm của chúng tôi sẽ rất vui khi chia sẻ thêm thông tin về khai thác siêu âm, hệ thống siêu âm và giá cả của chúng tôi!

Bảng dưới đây cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của máy siêu âm:

batch Khối lượng Tốc độ dòng Thiết bị khuyến nghị
1 đến 500ml 10 đến 200mL / phút UP100H
10 đến 2000mL 20 đến 400mL / phút UP200Ht, UP400St
0.1 đến 20L 00,2 đến 4L / phút UIP2000hdT
10 đến 100L 2 đến 10L / phút UIP4000hdT
N.A. 10 đến 100L / phút UIP16000
N.A. lớn hơn Cụm UIP16000

Liên hệ chúng tôi! / Hỏi chúng tôi!

Yêu cầu thêm thông tin

Vui lòng sử dụng mẫu dưới đây để yêu cầu thêm thông tin về bộ vi xử lý siêu âm, ứng dụng và giá cả. Chúng tôi sẽ vui mừng để thảo luận về quá trình của bạn với bạn và để cung cấp cho bạn một hệ thống siêu âm đáp ứng yêu cầu của bạn!










Homogenizers siêu âm cao cắt được sử dụng trong phòng thí nghiệm, bench-top, thí điểm và chế biến công nghiệp.

Hielscher Ultrasonics sản xuất hiệu suất cao siêu âm homogenizers cho các ứng dụng trộn, phân tán, nhũ tương và khai thác trên phòng thí nghiệm, thí điểm và quy mô công nghiệp.

Thông tin kỹ thuật về khai thác nước siêu âm

Các phương pháp chiết xuất thông thường như ngâm, truyền dịch, thấm, thuốc sắc, chiết xuất trào ngược, chưng cất hơi nước, thăng hoa và ép thường được sử dụng trong việc chiết xuất các hợp chất dược liệu từ thực vật. Những nhược điểm của các phương pháp này bao gồm quá trình tốn thời gian, độ tinh khiết kém và hiệu quả thấp.

Thông số quy trình ảnh hưởng đến khai thác siêu âm

Khai thác hỗ trợ siêu âm được biết đến với các tính năng và lợi thế độc đáo của nó, làm cho sonication trở thành kỹ thuật chiết xuất vượt trội khi so sánh với các phương pháp chiết xuất thông thường của các hợp chất thực vật. Một lợi thế lớn của chiết xuất hỗ trợ siêu âm nằm ở khả năng thích ứng chính xác của các yếu tố xử lý siêu âm (như biên độ, thời gian, nhiệt độ, áp suất), cho phép điều chỉnh quá trình siêu âm tối ưu với hợp chất mục tiêu. Mỗi vật liệu thực vật có các thông số khai thác lý tưởng, theo đó đạt được năng suất, chất lượng và tỷ lệ khai thác tốt nhất. Quá trình khai thác siêu âm cho phép điều chỉnh các điều kiện khai thác tối ưu này một cách hoàn hảo.

biên độ siêu âm

Biên độ là sự dịch chuyển rung động của đầu dò siêu âm (sonotrode). Biên độ càng cao, độ rung và cavitation trong chất lỏng sonicated càng mạnh. Siêu âm Hielscher được hình thang trong các máy siêu âm loại đầu dò hiệu suất cao, có thể cung cấp biên độ có thể điều chỉnh chính xác. Đầu dò tùy chỉnh, có thể cung cấp lên đến 200μm trong hoạt động liên tục 24/7 có sẵn ra khỏi kệ. Đối với biên độ cao hơn, sonotrodes siêu âm tùy chỉnh cũng có thể dễ dàng sản xuất.
Biên độ là một – Nếu không phải là duy nhất nhất – thông số quan trọng để khai thác thực vật hiệu quả. Biên độ cao tạo ra các lực cần thiết để phá vỡ thành tế bào và giải phóng vật liệu nội bào. Do đó, siêu âm hiệu suất cao trở nên rất hiệu quả trong chiết xuất thực vật.

Thời gian / Thời gian điều trị siêu âm

Chiết xuất hỗ trợ siêu âm thường ngắn hơn nhiều so với các phương pháp truyền thống, vì sonication giải phóng các hợp chất thực vật với tỷ lệ chiết xuất cao hơn đáng kể. Siêu âm cho phép các thủ tục khai thác ngắn hơn, bảo tồn các hợp chất chiết xuất chống lại quá trình xử lý quá mức. Xử lý ngắn hơn do siêu âm có nghĩa là thông lượng cao hơn và chất lượng chiết xuất cao hơn.

Điều trị siêu âm xung

Xung siêu âm là một chế độ điều trị, trong đó việc điều trị siêu âm được ngừng lại bằng các chu kỳ tạm dừng được xác định (ví dụ: chu kỳ nhiệm vụ 50%: 30 giây. ON, 30 giây. OFF; 100% nhiệm vụ cyle: sonication liên tục mà không tạm dừng) Chu kỳ nhiệm vụ của siêu âm (còn được gọi là chế độ xung hoặc chu kỳ xung siêu âm) đề cập đến tỷ lệ phần trăm thời gian trong đó siêu âm được kết hợp vào môi trường (thời gian xung) trong một khoảng thời gian xung. Ví dụ, chế độ chu kỳ 50% sẽ là 30 giây. ON, 30 giây. OFF. Trong chu kỳ tạm dừng của chu kỳ nhiệm vụ, chất lỏng sonicated đến trong một thời gian xác định (ví dụ: 30 giây.) trở lại trạng thái không bị xáo trộn, rất tốt cho tản nhiệt để duy trì nhiệt độ xử lý mục tiêu. Chu kỳ nhiệm vụ của sonication là chu kỳ nhiệm vụ ít quan trọng hơn cho hiệu quả khai thác, nhưng được sử dụng để duy trì nhiệt độ quá trình nhất định.

Áp suất thủy tĩnh

Áp suất là một thông số rất quan trọng khác cho các quá trình siêu âm. Áp dụng áp lực thủy tĩnh vào môi trường sonicated ảnh hưởng đến cường độ của cavitation. Trong điều kiện áp suất cao, cường độ của khoang siêu âm (âm thanh) được tăng cường. Hielscher Siêu âm cung cấp các loại lò phản ứng hàng loạt siêu âm và tế bào dòng chảy, có thể được điều áp cho kết quả sonication tăng cường.

Nhiệt độ khai thác

Máy chiết xuất siêu âm UP400ST với cảm biến nhiệt độ.Giống như bất kỳ phương pháp điều trị cơ học nào, siêu âm gây ra sự gia tăng nhiệt độ, phù hợp với định luật thứ 2 của động lực học nhiệt. Tuy nhiên, siêu âm là một kỹ thuật điều trị không nhiệt, vì các phương pháp điều trị hỗ trợ siêu âm dựa trên các lực cơ học thuần túy (còn được gọi là lực cơ học). Nhiệt độ khai thác trong quá trình khai thác siêu âm có thể được kiểm soát và duy trì hiệu quả trong một phạm vi nhiệt độ được chọn nhất định. Tất cả các bộ xử lý siêu âm kỹ thuật số Hielscher được trang bị cảm biến nhiệt độ có thể cắm và phần mềm thông minh, trong đó một phạm vi nhiệt độ nhất định có thể được thiết lập cho quá trình này. Bất cứ khi nào phạm vi nhiệt độ này vượt quá, máy siêu âm tạm dừng cho đến khi nhiệt độ nằm trong phạm vi được chọn một lần nữa và tiếp tục sau đó tự động quá trình sonication. Tính năng thông minh này của máy siêu âm Hielscher cho phép quá trình sonication có thể kiểm soát chính xác và kết quả lý tưởng.
Vì nhiệt độ chiết xuất có thể khác nhau bất kỳ hợp chất thực vật và thực vật nào, nhiệt độ là một yếu tố quan trọng, không nên bỏ qua trong quá trình tối ưu hóa quy trình siêu âm. Ví dụ, 80 ° C được tìm thấy là lý tưởng để đạt được năng suất tối đa của flavonoid từ Sophora flavescens, trong khi kết quả tốt nhất thu được ở 50 ° C để chiết xuất arabinoxylan từ cám lúa mì.

Sử dụng bất kỳ dung môi nào để chiết xuất siêu âm

Các hợp chất thực vật khác nhau có các cực khác nhau, ảnh hưởng đến độ hòa tan của chúng trong các dung môi khác nhau. Ví dụ, saponin và polysaccharides có nhiều cực hơn và do đó cho thấy độ hòa tan tốt trong nước, vì nước có cực cao. Mặt khác, các hợp chất phenolic như anthocyanin và axit chlorogenic khá không cực và hòa tan do đó tốt hơn một dung môi ít phân cực như ethanol. Do đó, việc lựa chọn dung môi nên được thực hiện phù hợp với độ hòa tan của các hợp chất được nhắm mục tiêu để có được hiệu quả chiết xuất cao. Ví dụ, nước là một dung môi tốt để chiết xuất các hợp chất cực như psilocybin từ nấm cũng như oligosaccharides, glycosides và flavanoids; trong khi hỗn hợp ethanol-nước với và nồng độ ethanol là 60% (v / v) phù hợp cho việc chiết xuất hỗ trợ siêu âm của các hợp chất apigenin, baicalin và luteolin.
Đọc thêm về dung môi, phân cực dung môi và dung môi phù hợp nhất để chiết xuất siêu âm!

Nước làm dung môi chiết xuất

Nước là dung môi phân cực nhất và phù hợp để chiết xuất một loạt các hợp chất cực. Ưu điểm chính của nó bao gồm khả năng hòa tan một loạt các chất. Hơn nữa, nó rẻ, không độc hại, an toàn và không cháy. Nhược điểm của nó bao gồm tính chọn lọc mạnh mẽ cho các hợp chất cực do độ phân cực cao của nó. Do điểm sôi cao 100 °C, nồng độ chiết xuất (ví dụ như thông qua chưng cất hoặc bay hơi rotor) đòi hỏi một lượng lớn năng lượng. Hơn nữa, nước dễ bị phát triển bởi vi khuẩn và nấm mốc.

tần số siêu âm

Tần số siêu âm khoảng 20kHz đã được thiết lập là mạnh mẽ và hiệu quả nhất để chiết xuất thực vật. ảnh hưởng đến hiệu quả của việc chiết xuất hỗ trợ siêu âm trong việc chiết xuất các hợp chất dược liệu từ thực vật. Nói chung, tần số siêu âm thấp (tức là ở khoảng 20kHz) tạo ra sự sâu răng cường độ cao hơn (hiệu ứng sonomechanical), dẫn đến hiệu quả cao hơn của quy trình chiết xuất.

Vật liệu thực vật

Vật liệu thực vật có thể thay đổi rất nhiều về cấu trúc và độ cứng của các tế bào của chúng. Tùy thuộc vào thành phần thành tế bào, có thể chứa cellulose, hemicelluloses, lignin, polysaccharides ngực, protein, các hợp chất phenolic và phi cellulosic, và nước, thành tế bào có thể chắc chắn hoặc mềm mại. Các loại và bộ phận thực vật khác nhau chứa các loại và số lượng khác nhau của các thành phần thành tế bào này. Đó là lý do tại sao mỗi loại nhà máy yêu cầu các thông số xử lý cụ thể để có kết quả khai thác tối ưu.
Vì cường độ có thể được điều chỉnh chính xác, máy chiết xuất siêu âm Hielscher có thể phá vỡ đáng tin cậy các bức tường tế bào mềm và cứng. Thành tế bào mềm có thể cần siêu âm ít cường độ hơn, trong khi các cấu trúc tế bào chắc chắn được hưởng lợi từ việc điều trị cường độ cao hơn.
Nguyên liệu thô để chiết xuất thực vật có thể được thu hoạch mới (ướt) hoặc sấy khô. Chiết xuất siêu âm phù hợp cho cả cây tươi / ướt cũng như khô. Kích thước hạt của chất rắn thực vật là một yếu tố quan trọng khác: Diện tích bề mặt cao (tức là kích thước hạt nhỏ) có lợi vì nó cung cấp một khu vực tiếp xúc lớn cho lực cắt khoang siêu âm, dẫn đến hiệu quả cao hơn. Do đó, vật liệu thực vật được ngâm hoặc nghiền thành những miếng nhỏ (khoảng 3-5mm).

Tại sao siêu âm khai thác phương pháp tốt nhất?

Hiệu quả

  • Năng suất cao hơn
  • Quy trình chiết nhanh – trong vòng vài phút
  • Chất chiết xuất chất lượng cao – chiết xuất nhẹ, không nhiệt
  • Dung môi xanh (nước, ethanol, glycerin, dầu thực vật, NADES, v.v.)

Đơn giản

  • Plug-and-Play-cài đặt và hoạt động trong vòng vài phút
  • Thông lượng cao-đối với sản xuất chiết xuất quy mô lớn
  • Vận hành nội tuyến hàng loạt hoặc khôn ngoan
  • Cài đặt và khởi động đơn giản
  • Portable/Movable-Portable đơn vị hoặc được xây dựng trên bánh xe
  • Quy mô tuyến tính lên – thêm một hệ thống siêu âm khác song song để tăng công suất
  • Giám sát và điều khiển từ xa – qua PC, điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng
  • Không cần giám sát quy trình-thiết lập và chạy
  • Hiệu suất cao-được thiết kế để sản xuất 24/7 liên tục
  • Bền Bỉ và bảo trì thấp
  • Chất lượng cao – thiết kế và chế tạo tại Đức
  • Tải và xả nhanh giữa các lô
  • Dễ dàng để làm sạch

An toàn

  • Đơn giản và an toàn để chạy
  • Khai thác ít dung môi hoặc dựa trên dung môi (nước, ethanol, dầu thực vật, glycerin, vv)
  • Không có áp suất cao và nhiệt độ
  • Các hệ thống chống nổ có chứng nhận ATEX có sẵn
  • Dễ dàng kiểm soát (cũng qua điều khiển từ xa)


Văn học/tài liệu tham khảo

Bảng: Áp suất hơi của nước

nhiệt độ
trong °C
Áp suất hơi
trong mmHg (Torr)
Áp suất hơi
in Hectopascal hPa
-80 0,00041 0,00055
-75 0,000915 0,00122
-70 0,00196 0,00261
-65 0,00405 0,0054
-60 0,008101 0,0108
-55 0,0157 0,02093
-50 0,02952 0,03936
-45 0,05402 0,07202
-40 0,09631 0,1284
-39,5 0,1019 0,1359
-39 0,1078 0,1437
-38,5 0,114 0,1520
-38 0,1206 0,1607
-37,5 0,1274 0,1699
-37 0,1347 0,1796
-36,5 0,1423 0,1897
-36 0,1503 0,2004
-35,5 0,1587 0,2116
-35 0,1676 0,2235
-34,5 0,1769 0,2359
-34 0,1867 0,2490
-33,5 0,197 0,2627
-33 0,2078 0,2771
-32,5 0,2192 0,2923
-32 0,2311 0,3082
-31,5 0,2437 0,3249
-31 0,2568 0,3424
-30,5 0,2706 0,3608
-30 0,2851 0,3801
-29,5 0,3003 0,4004
-29 0,3162 0,4216
-28,5 0,333 0,4439
-28 0,3505 0,4673
-27,5 0,3688 0,4918
-27 0,3881 0,5174
-26,5 0,4083 0,5443
-26 0,4294 0,5725
-25,5 0,4515 0,6020
-25 0,4747 0,6329
-24,5 0,4989 0,6652
-24 0,5243 0,6991
-23,5 0,5509 0,7345
-23 0,5787 0,7716
-22,5 0,6078 0,8104
-22 0,6383 0,851
-21,5 0,6701 0,8934
-21 0,7034 0,9377
-20,5 0,7381 0,9841
-20 0,77451 1,0326
-19,5 0,81251 1,0833
-19 0,85222 1,1362
-18,5 0,89368 1,1915
-18 0,93698 1,2492
-17,5 0,98222 1,3095
-17 1,0295 1,3725
-16,5 1,0787 1,4382
-16 1,1302 1,5068
-15,5 1,1839 1,5783
-15 1,2399 1,653
-14,5 1,2983 1,7309
-14 1,3593 1,8122
-13,5 1,4228 1,8969
-13 1,489 1,9852
-12,5 1,5581 2,0773
-12 1,6300 2,1732
-11,5 1,705 2,2732
-11 1,7832 2,3774
-10,5 1,8646 2,4859
-10 1,9494 2,5990
-9,5 2,0377 2,7168
-9 2,1297 2,8394
-8,5 2,2254 2,9670
-8 2,325 3,0998
-7,5 2,4287 3,2380
-7 2,5366 3,3819
-6,5 2,6489 3,5316
-6 2,7657 3,6873
-5,5 2,8872 3,8492
-5 3,0134 4,0176
-4,5 3,1448 4,1927
-4 3,2813 4,3747
-3,5 3,4232 4,5639
-3 3,5707 4,7606
-2,5 3,724 4,9649
-2 3,8832 5,1772
-1,5 4,0486 5,3977
-1 4,2204 5,6267
-0,5 4,3987 5,8645
0 4,5840 6,1115
0,01 4,58780 6,11657
1 4,9286 6,5709
2 5,2954 7,0599
3 5,6861 7,5808
4 6,1021 8,1355
5 6,5449 8,7258
6 7,0158 9,3536
7 7,5164 10,021
8 8,0482 10,730
9 8,6130 11,483
10 9,2123 12,282
11 9,8483 13,130
12 10,522 14,028
13 11,237 14,981
14 11,993 15,990
15 12,795 17,058
16 13,642 18,188
17 14,539 19,384
18 15,487 20,647
19 16,489 21,983
20 17,546 23,393
21 18,663 24,882
22 19,841 26,453
23 21,085 28,111
24 22,395 29,858
25 23,776 31,699
26 25,231 33,639
27 26,763 35,681
28 28,376 37,831
29 30,071 40,092
30 31,855 42,470
31 33,730 44,969
32 35,700 47,596
33 37,769 50,354
34 39,942 53,251
35 42,221 56,290
36 44,613 59,479
37 47,121 62,823
38 49,750 66,328
39 52,506 70,002
40 55,391 73,849
41 58,413 77,878
42 61,577 82,096
43 64,886 86,508
44 68,349 91,124
45 71,968 95,950
46 75,749 100,99
47 79,709 106,27
48 83,834 111,77
49 88,147 117,52
50 92,648 123,52
51 97,343 129,78
52 102,24 136,31
53 107,35 143,12
54 112,67 150,22
55 118,23 157,62
56 124,01 165,33
57 130,03 173,36
58 136,29 181,71
59 142,82 190,41
60 149,61 199,46
61 156,67 208,88
62 164,02 218,67
63 171,65 228,85
64 179,59 239,43
65 187,83 250,42
66 196,39 261,83
67 205,28 273,68
68 214,51 285,99
69 224,09 298,76
70 234,03 312,01
71 244,33 325,75
72 255,02 340,00
73 266,11 354,78
74 277,59 370,09
75 289,49 385,95
76 301,82 402,39
77 314,58 419,41
78 327,80 437,03
79 341,48 455,27
80 355,63 474,14
81 370,28 493,67
82 385,43 513,87
83 401,10 534,76
84 417,30 556,35
85 434,04 578,67
86 451,33 601,73
87 469,21 625,56
88 487,67 650,17
89 506,73 675,58
90 526,41 701,82
91 546,72 728,90
92 567,68 756,84
93 589,31 785,68
94 611,61 815,41
95 634,61 846,08
96 658,34 877,71
97 682,78 910,30
98 707,98 943,90
99 733,95 978,52
100 760,00 1013,3
101 787,57 1050,0
102 815,86 1087,7
103 845,12 1126,7
104 875,06 1166,7
105 906,07 1208,0
106 937,92 1250,5
107 970,60 1294,0
108 1004,42 1339,12
109 1038,92 1385,11
110 1074,56 1432,63
111 1111,20 1481,48
112 1148,74 1531,53
113 1187,42 1583,10
114 1227,25 1636,20
115 1267,98 1690,50
120 1690,50 1985,36
125 1740,93 2321,05
130 2026,10 2701,24
135 2347,26 3129,42
140 2710,92 3614,26
145 3116,76 4155,34
150 3570,48 4760,25
175 6694,08 8924,71
200 11659,16 15544,27
225 19123,12 25495,40
250 29817,84 39753,85
275 44580,84 59436,23
300 64432,8 85903,3
325 90447,6 120587
350 124001,6 165321,9
360 139893,2 186508,9
365 148519,2 198009,3
366 150320,4 200410,7
367 152129,2 202822,3
368 153960,8 205264,2
369 155815,2 207736,5
370 157692,4 210239,2
371 159584,8 212762,2
372 161507,6 215325,8
373 163468,4 217939,9
373,946 165452,0 220584,5

Siêu âm hiệu suất cao! Phạm vi sản phẩm của Hielscher bao gồm toàn bộ quang phổ từ máy siêu âm phòng thí nghiệm nhỏ gọn trên các đơn vị băng ghế dự bị đến các hệ thống siêu âm công nghiệp đầy đủ.

Hielscher Ultrasonics sản xuất homogenizers siêu âm hiệu suất cao từ Phòng thí nghiệm đến kích thước công nghiệp.