Chiến lược cho năng suất cao hơn trong khai thác thực vật
Để sản xuất chiết xuất chất lượng cao từ thực vật với hiệu quả cao, tức là năng suất cao của chiết xuất chất lượng cao trong thời gian chiết xuất ngắn, cần có kỹ thuật chiết xuất hiệu suất cao. Khai thác siêu âm là một quá trình tăng cường kỹ thuật, cho phép sử dụng một loạt các nguyên liệu thô và tạo ra năng suất cao của chiết xuất vượt trội một cách nhanh chóng và hiệu quả chi phí.
Chiết xuất thực vật cao cấp với siêu âm điện
Khi một hợp chất hoạt tính sinh học cụ thể hoặc một phần hoạt tính sinh học từ thực vật được chiết xuất, các yếu tố khác nhau ảnh hưởng đến quá trình khai thác. Bên cạnh công nghệ khai thác (ví dụ: khai thác siêu âm), cực tính của dung môi, nguyên liệu thô và tỷ lệ tiền xử lý, rắn / lỏng (tức là chất thực vật / tỷ lệ dung môi), thời gian khai thác và nhiệt độ là những yếu tố quá trình quan trọng phải được xem xét cẩn thận. Khai thác hỗ trợ siêu âm (UAE) cho phép điều kiện xử lý lý tưởng, được đặc trưng bởi sự nhẹ nhàng và hiệu quả cao đồng thời. Lựa chọn miễn phí dung môi nhẹ hoặc khai thác nước lạnh, nhiệt độ thấp và thời gian xử lý ngắn biến khai thác siêu âm thành kỹ thuật khai thác vượt trội, ngăn ngừa sự xuống cấp nhiệt hoặc hóa học của các phân tử hoạt tính sinh học. Hơn nữa, UAE có thể giải phóng toàn bộ lượng phân tử hoạt tính sinh học có sẵn từ nguyên liệu thô thực vật. Đây là lý do tại sao ultrasonication là công nghệ khai thác được sử dụng rộng rãi nhất để sản xuất chiết xuất hiệu lực cao.
Điều gì làm cho khai thác siêu âm vượt trội?
Khai thác hỗ trợ siêu âm (UAE) là một kỹ thuật khai thác hiệu quả cao, dựa trên lực cơ học thuần túy. Siêu âm hoặc cavitation âm thanh được đặc trưng bởi lực cắt dữ dội, cũng như xảy ra cục bộ nhiệt độ cao và chênh lệch áp suất. Những lực xâm thực rất mạnh này gây ra cái gọi là sonoporation, đó là sự tạo ra mới và mở rộng các lỗ chân lông hiện có trong màng tế bào, cũng như sự phá vỡ cấu trúc tế bào thực vật. Dòng chảy tăng cường siêu âm của dung môi trong và ngoài bên trong tế bào góp phần giải phóng nhanh chóng và đầy đủ các chất thực vật. Chỉ sử dụng các lực cơ học, UAE không làm thay đổi các phân tử thực vật thông qua hóa chất hoặc xử lý nhiệt cường độ cao và ngăn chặn sự thay đổi hóa học hoặc nhiệt của các hoạt chất sinh học được tìm thấy trong thực vật. Kết quả là, khai thác siêu âm sản xuất chất lượng cao, chiết xuất toàn phổ cung cấp các hiệu ứng đầy đủ của các chất thực vật kết hợp, được gọi là cái gọi là hiệu ứng tùy tùng.
Khai thác siêu âm: Kỹ thuật nhẹ không nhiệt, nhưng hiệu quả cao cho năng suất cao của chiết xuất chất lượng cao.
So sánh khai thác siêu âm với các kỹ thuật khác
Khai thác siêu âm là một kỹ thuật được sử dụng rộng rãi để giải phóng và cô lập các hợp chất hoạt tính sinh học như chất chống oxy hóa, polyphenol, polysacarit, protein, lipid, cannabinoids và các chất phytochemical khác từ nguyên liệu thực vật. Sonication là phương pháp được ưa thích do nhiều ưu điểm như năng suất chiết xuất cao / hoàn chỉnh, xử lý nhanh, không nhiệt, tương thích với hầu hết mọi dung môi (ví dụ: nước, ethanol, metanol, isopropanol, dầu thực vật, glycerine, v.v.), hoạt động đơn giản và an toàn, bảo trì thấp trong số nhiều người khác.
Bảng dưới đây so sánh khai thác siêu âm với các phương pháp khai thác thông thường khác nhấn mạnh những lợi thế của UAE.
khai thác siêu âm | Ngâm | ĐỒNG2 Khai thác | Soxhlet | Thẩm thấu | |
---|---|---|---|---|---|
Dung môi | Tương thích với hầu hết mọi dung môi | nước, dung môi nước và không chứa nước | ĐỒNG2 | nước, dung môi nước và không chứa nước | dung môi hữu cơ |
Nhiệt độ | khai thác không nhiệt, Kiểm soát nhiệt độ chính xác |
Ambient | dưới nhiệt | nhiệt độ môi trường, thỉnh thoảng nhiệt được áp dụng |
trên mức quan trọng nhiệt độ 31°C |
áp lực | cả hai, khí quyển hoặc áp suất cao có thể |
Khí quyển | Khí quyển | Khí quyển | áp suất rất cao (trên áp suất tới hạn 74 bar) |
Thời gian xử lý | rapid | rất chậm | chậm | rất chậm | Ôn hoà |
Lượng dung môi | thấp tải trọng rắn cao của nguyên liệu thực vật trong dung môi, đặc biệt là khi một tế bào dòng chảy Thiết lập được sử dụng |
lớn | Ôn hoà | lớn | Một lượng lớn CO siêu tới hạn2 |
Phân cực của chiết xuất tự nhiên | phụ thuộc vào dung môi; để trích xuất không phân cực và cực hợp chất, chiết xuất hai giai đoạn Nên sử dụng hai dung môi |
phụ thuộc vào dung môi | phụ thuộc vào dung môi | phụ thuộc vào dung môi | phụ thuộc vào áp lực (dưới áp suất cao hơn cực hơn) |
Tính linh hoạt / Khả năng mở rộng | để trích xuất hàng loạt và nội tuyến, Khả năng mở rộng tuyến tính |
chỉ khai thác hàng loạt, Khả năng mở rộng hạn chế |
chỉ khai thác hàng loạt, Khả năng mở rộng hạn chế |
chỉ khai thác hàng loạt, Khả năng mở rộng hạn chế |
chỉ khai thác hàng loạt, khả năng mở rộng tuyến tính hạn chế, rất đắt |
Tại sao khai thác siêu âm rất hiệu quả?
Cơ chế tăng cường khai thác của siêu âm điện chủ yếu là do hiện tượng xâm thực âm thanh. Siêu âm cavitation gây ra va chạm giữa các hạt của sinh khối thực vật, dẫn đến phân đoạn giữa các đặc biệt và giảm kích thước hạt. Khi bong bóng xâm thực sụp đổ trên bề mặt chất rắn thực vật, xói mòn và sonoporation mở rộng bề mặt hạt hơn nữa. Do đó, việc tăng cường chuyển khối lượng tạo điều kiện giải phóng các phân tử như protein, lipid, đường, vitamin, chất chống oxy hóa, hóa chất thực vật và chất xơ. Lực cắt được tạo ra bằng siêu âm cải thiện sự xâm nhập của dung môi vào ma trận tế bào của vật chất thực vật và cải thiện tính thấm của màng tế bào, tương ứng. Những cơ chế của ultrasonics sức mạnh chịu trách nhiệm cho quá trình tăng cường đáng kể đạt được khi ultrasonication được áp dụng cho khai thác thực vật.
- năng suất cao
- Chiết xuất chất lượng cao
- Quy trình nhanh chóng, hiệu quả cao
- chi phí vận hành thấp
- Kết quả tái tạo
- Khả năng mở rộng tuyến tính
- giản dị & Vận hành an toàn
- Mạnh mẽ
Nhận thông tin kỹ thuật về máy vắt siêu âm Hielscher và ưu điểm của chúng!
Hielscher Ultrasonics thiết kế, sản xuất và phân phối máy vắt siêu âm hiệu suất cao để xử lý hàng loạt và liên tục ở bất kỳ quy mô sản xuất nào. Bên cạnh các tiêu chuẩn kỹ thuật cao nhất và sự mạnh mẽ vượt trội và hoạt động 24/7/365 cho hoạt động hiệu quả cao, Hielscher ultrasonicators rất dễ dàng và đáng tin cậy để hoạt động. Hiệu quả cao, phần mềm thông minh, menu trực quan, giao thức dữ liệu tự động và điều khiển từ xa trình duyệt chỉ là một vài tính năng phân biệt máy vắt Hielscher với các thiết bị trích xuất khác.
Ưu điểm của máy vắt siêu âm Hielscher
Hiệu quả
- năng suất cao hơn
- Rapid extraction process – within minutes
- Chiết xuất chất lượng cao – mild, non-thermal extraction
- Dung môi xanh (nước, ethanol, glycerin, dầu thực vật, v.v.)
Tính đơn giản
- Cắm 'n’ chơi - Thiết lập và đào tạo trong vòng vài giờ
- Thông lượng cao - Đối với sản xuất chiết xuất quy mô lớn
- Hoạt động nội tuyến hàng loạt hoặc liên tục
- Thiết lập đơn giản - Hỗ trợ nhiều điện áp và chỉ có bốn ống nối
- Movable
- Mở rộng quy mô tuyến tính - thêm một hệ thống siêu âm khác song song để tăng công suất
- Giám sát và điều khiển từ xa - thông 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 liên tục 24/7
- Robustness and low maintenance
- Chất lượng cao – được thiết kế và chế tạo tại Đức
- Bốc dỡ hàng hóa nhanh chóng giữa các lô
- Dễ dàng vệ sinh
An toàn
- Đơn giản và an toàn để chạy
- Chiết xuất ít dung môi hoặc dung môi (nước, ethanol, dầu thực vật, glycerin, v.v.)
- Không có áp suất và nhiệt độ cao
- Hệ thống chống cháy nổ được chứng nhận ATEX có sẵn
- Dễ dàng điều khiển (cũng thông qua điều khiển từ xa)
Dung môi để khai thác siêu âm
Chọn dung môi lý tưởng cho quá trình chiết xuất của bạn: nước, hỗn hợp nước-rượu, rượu isopropyl, hexan, ethanol, metanol, butan, dầu thực vật, glycerine,
Dung môi không độc hại cũng như bất kỳ dung môi tiêu chuẩn nào khác đều tương thích với khai thác siêu âm.
Khai thác nước lạnh siêu âm: Mặc dù về mặt kỹ thuật, nước là dung môi, cái gọi là dung môi phổ quát, chiết xuất gốc nước nói chung được coi là chiết xuất không dung môi. Một khai thác không dung môi siêu âm không yêu cầu bất kỳ chất lạ. Bùn của nước và vật liệu thực vật được sonicated để phá vỡ thành tế bào của cây để các phân tử hoạt tính sinh học được giải phóng vào nước (dung môi). Sonication là một phương pháp cơ học thuần túy, không làm thay đổi hóa học nguyên liệu thô và chiết xuất. Do đó, khai thác siêu âm là kỹ thuật ưa thích để sản xuất chiết xuất thực vật chất lượng cao.
Bảng dưới đây cung cấp cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của máy vắt siêu âm của chúng tôi (xử lý hàng loạt và dòng chảy):
Khối lượng hàng loạt | Tốc độ dòng chảy | Thiết bị được đề xuất |
---|---|---|
1 đến 500mL | 10 đến 200ml / phút | UP100H |
10 đến 2000mL | 20 đến 400ml / phút | UP200Ht, UP400ST |
0.1 đến 20L | 0.2 đến 4L / phút | UIP2000hdT |
10 đến 100L | 2 đến 10L / phút | UIP4000hdt |
N.A. | 10 đến 100L / phút | UIP16000 |
N.A. | Lớn | Cụm UIP16000 |
Liên hệ với chúng tôi! / Hãy hỏi chúng tôi!
Văn học / Tài liệu tham khảo
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Optimize the extraction of phenolic compounds of jujube (Ziziphus Jujube) using ultrasound-assisted extraction method.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk (2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
- Sitthiya, K.; Devkota, L.; Sadiq, M.B.; Anal A.K. (2018): Extraction and characterization of proteins from banana (Musa Sapientum L) flower and evaluation of antimicrobial activities. J Food Sci Technol (February 2018) 55(2):658–666.
- Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimizing the extraction parameters of epigallocatechin gallate using conventional hot water and ultrasound assisted methods from green tea. Food and Bioproducts Processing 111 (2018). 37–44.
- V. Lobo, A. Patil,A. Phatak, N. Chandra (2010): Free radicals, antioxidants and functional foods: Impact on human health. Pharmacognosy Reviews 2010 Jul-Dec; 4(8): 118–126.