Chiết xuất bằng chất lưu siêu tới hạn được cải thiện bằng siêu âm công suất
Chiết xuất bằng siêu âm, được sử dụng riêng lẻ hoặc kết hợp với các phương pháp chiết xuất khác như chiết xuất bằng dung môi hoặc thiết bị chiết xuất bằng CO2 siêu tới hạn, đã được ứng dụng thành công để chiết xuất toàn bộ phổ cannabinoid từ cây cần sa (cây gai dầu và cần sa marijuana). Trong cần sa marijuana, thành phần cannabinoid chính là Δ9-tetrahydro-cannabinol (Δ9-THC) với các tác dụng hướng thần đã được biết rõ. Các cannabinoid quan trọng khác có hoạt tính hướng thần thấp hơn hoặc không có hoạt tính hướng thần có thể được tìm thấy ở cả cây gai dầu và cần sa marijuana, bao gồm axit cannabidiolic (CBDA), cannabidiol (CBD), cannabigerol (CBG), cannabichromene (CBC), cannabinol (CBN) và cannabicyclol (CBL), cùng với các chất đồng đẳng liên quan khác thuộc nhóm C19.
Chiết xuất bằng CO2 siêu tới hạn được cải thiện bằng siêu âm
Sự kết hợp giữa siêu âm công suất cao và thiết bị chiết xuất bằng chất lưu siêu tới hạn (SFE) là một phương pháp sạch và có hiệu quả cao để tăng tốc và cải thiện các quá trình truyền khối. Sự truyền khối giữa nguyên liệu (ví dụ: nguyên liệu thực vật như lá, hoa, nụ, v.v.) và dung môi (ví dụ: CO2siêu tới hạn) là yếu tố giới hạn trong các quá trình chiết xuất. Do sự truyền khối bị hạn chế, hiệu suất chiết xuất giảm. Để bù đắp cho hiệu suất chưa đủ, phải kéo dài thời gian chiết xuất hoặc chấp nhận giảm lượng chất chiết thu được.
Xử lý bằng siêu âm công suất cao là công nghệ đã được kiểm chứng để tăng cường các phản ứng chậm thông qua việc cải thiện sự truyền khối giữa hai pha. Thông qua dao động mạnh, lực cắt và dòng chảy rối gây khuấy trộn, siêu âm công suất làm tăng đáng kể tốc độ tiếp xúc của nguyên liệu chiết xuất với dung môi. Điều này giúp thu được lượng chất chiết vượt trội và rút ngắn thời gian chiết xuất. Xử lý bằng siêu âm nâng cao hiệu suất chiết xuất của mọi loại thiết bị chiết xuất bằng chất lưu siêu tới hạn:
- bằng cách tăng lượng chất chiết thu được
- bằng cách rút ngắn thời gian chiết xuất
- bằng cách giảm áp suất cần thiết
- bằng cách cải thiện năng lực sản xuất tổng thể
UIP2000hdT là thiết bị chiết xuất bằng siêu âm có thể được nối bằng mặt bích với các cột chiết xuất bằng CO
Có thể dễ dàng tăng cường sự truyền khối bằng siêu âm trong các quá trình chiết xuất bằng CO2 siêu tới hạn bằng cách tích hợp một đầu dò siêu âm hiệu năng cao như Cascatrode vào thiết bị chiết xuất bằng chất lưu siêu tới hạn. Các đầu dò của Hielscher Ultrasonics (còn được gọi là đầu phát siêu âm, sonotrode) có thể được kết nối thông qua mối nối mặt bích làm kín tiêu chuẩn và tương thích với các đầu nối khóa siết kiểu swedge lock. Điều này giúp việc lắp đặt và vận hành trở nên đơn giản và an toàn. Cũng như tất cả các thiết bị siêu âm Hielscher vốn nổi tiếng về độ bền và hiệu năng liên tục, hệ thống sau khi được lắp đặt chỉ cần ít bảo trì.
Các thiết bị và đầu dò siêu âm Hielscher có sẵn cho
- thiết bị chiết xuất bằng chất lưu siêu tới hạn quy mô nhỏ / phòng thí nghiệm
- quy mô bán công nghiệp
- quy mô công nghiệp
Thiết bị chiết xuất bằng siêu âm được tích hợp vào hệ thống CO2 siêu tới hạn để cải thiện sự truyền khối. Điều này làm tăng lượng chất chiết thu được, đồng thời giảm thời gian và nhiệt độ chiết xuất.
hình và nghiên cứu: Hu và cộng sự 2007
Nghiên cứu điển hình về chiết xuất bằng CO2 siêu tới hạn được tăng cường bằng siêu âm
Chiết xuất gừng: Balachandran và cộng sự (2006) đã nghiên cứu hiệu suất chiết xuất bằng CO2 siêu tới hạn có hỗ trợ siêu âm bằng cách sử dụng thiết bị của Hielscher là thiết bị siêu âm UIP500hdT. Họ đã nghiên cứu ảnh hưởng của siêu âm đến quá trình chiết xuất siêu tới hạn bằng gừng đông khô. “Lượng hợp chất tạo vị cay thu được từ gừng tăng đáng kể dưới tác động của siêu âm, với mức cải thiện lên đến 30% vào gần cuối thời gian chiết xuất.” (Balachandran và cộng sự 2006)
Đọc thêm về chiết xuất gừng bằng siêu âm!
Ảnh FESEM của các hạt gừng. (A) Thí nghiệm không xử lý bằng siêu âm, (B) thí nghiệm có xử lý bằng siêu âm sử dụng UIP500hdT .
Ảnh và nghiên cứu: Balachandran và cộng sự 2006
- tăng cường sự truyền khối trong quá trình SFE
- tăng lượng chất chiết thu được
- tăng tốc quá trình chiết xuất SFE
- dễ dàng làm việc ở áp suất cao
- xử lý nhiều loại nguyên liệu
- được lắp bổ sung vào các hệ thống SFE hiện có
- được lắp đặt linh hoạt
- được điều khiển chính xác
- được điều khiển từ xa
- được vận hành an toàn
Thiết bị chiết xuất bằng siêu âm công suất cao cho chiết xuất bằng chất lưu siêu tới hạn
Có thể dễ dàng tích hợp các thiết bị siêu âm Hielscher vào bất kỳ thiết bị chiết xuất bằng CO2 siêu tới hạn thông thường nào để cải thiện sự truyền khối và qua đó tăng lượng chất chiết thu được.
Các đầu dò siêu âm loại CascatrodeTM đặc biệt thích hợp để tích hợp vào thiết bị chiết xuất bằng CO2 , vì các đầu dò cascatrode của Hielscher có diện tích bề mặt lớn, tạo ra hiện tượng xâm thực mạnh trong các bồn lớn của hệ thống chiết xuất bằng CO2 và nhờ đó có thể dễ dàng xử lý các thể tích lớn. Các thiết bị xử lý siêu âm công nghiệp bền bỉ và đáng tin cậy của Hielscher Ultrasonics có thể cung cấp biên độ rất cao. Có thể dễ dàng duy trì liên tục biên độ lên đến 200µm khi vận hành 24/7. Đối với các biên độ còn cao hơn, có sẵn các đầu sonotrode siêu âm được chế tạo theo yêu cầu. Khả năng vận hành liên tục đáng tin cậy ở biên độ cao, cùng với độ bền và nhu cầu bảo trì thấp của các thiết bị chiết xuất bằng siêu âm Hielscher, khiến chúng trở thành thiết bị lý tưởng để tích hợp vào các thiết bị chiết xuất bằng CO2 siêu tới hạn / dưới tới hạn phục vụ nghiên cứu và phát triển (R&D) cũng như mục đích thương mại.
- hiệu năng cao liên tục
- vận hành 24/7/365
- kiểm soát quá trình chính xác
- độ bền
- ít cần bảo trì
- an toàn và dễ vận hành
- điều khiển từ xa qua trình duyệt
Bảng dưới đây cho biết năng lực xử lý gần đúng của các thiết bị siêu âm của chúng tôi:
| Thể tích mẻ | Lưu lượng | Thiết bị được khuyến nghị |
|---|---|---|
| 10 đến 2000mL | 20 đến 400mL/min | UP200St, UP400St |
| 0,1 đến 8L | 0,2 đến 2L/min | UIP500hdT |
| 0,1 đến 20L | 0,2 đến 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 đến 100L | 2 đến 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 đến 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | lớn hơn | cụm thiết bị UIP16000 |
Liên hệ với chúng tôi! / Đặt câu hỏi cho chúng tôi!
Tài liệu / Tài liệu tham khảo
- S. Balachandran, S.E. Kentish, R. Mawson, M. Ashokkumar (2006): Ultrasonic enhancement of the supercritical extraction from ginger. Ultrasonics Sonochemistry
Volume 13, Issue 6, Sept. 2006. 471-479. - Yanxiang Gao, Bence Nagy, Xuan Liu, Béla Simándi, Qi Wang (2009): Supercritical CO2 extraction of lutein esters from marigold (Tagetes erecta L.) enhanced by ultrasound. The Journal of Supercritical Fluids. Volume 49, Issue 3, 2009. 345-350.
- E. Riera, A. Blanco, J. García, J. Benedito, A. Mulet, J. A. Gallego-Juárez, M. Blasco (2010): High-power ultrasonic system for the enhancement of mass transfer in supercritical CO2 extraction processes. Ultrasonics, 50, 2010, 306-309.
- Ai-jun Hu, Shuna Zhao, Hanhua Liang, Tai-qiu Qiu, Guohua Chen (2007): Ultrasound assisted supercritical fluid extraction of oil and coixenolide from adlay seed. Ultrasonics Sonochemistry Volume 14, Issue 2, Feb. 2007. 219-224.
Siêu âm hiệu năng cao! Dải sản phẩm của Hielscher bao phủ toàn bộ phạm vi, từ thiết bị siêu âm phòng thí nghiệm nhỏ gọn, qua các thiết bị để bàn, đến các hệ thống siêu âm quy mô công nghiệp hoàn chỉnh.