Khai thác bằng siêu âm và nguyên tắc làm việc của nó

Khai thác bằng siêu âm là kỹ thuật ưa thích để cô lập các hợp chất hoạt tính sinh học từ thực vật. Sonication đạt được một khai thác hoàn toàn và do đó sản lượng chiết xuất vượt trội là lấy trong một thời gian khai thác rất ngắn. Là một phương pháp chiết xuất hiệu quả, siêu âm khai thác là chi phí và tiết kiệm thời gian, trong khi kết quả là chất chiết xuất từ cao, được sử dụng cho thực phẩm, bổ sung và dược phẩm.

Chiết xuất siêu âm

Khai thác siêu âm được sử dụng trong thực phẩm, bổ sung dinh dưỡng và ngành công nghiệp dược phẩm để phát hành các hợp chất hoạt tính sinh học như vitamin, polyphenol, polysaccharides, cannabinoids và các chất phytochemical khác từ thực vật. Việc khai thác hỗ trợ siêu âm dựa trên nguyên tắc làm việc của cavitation âm thanh hoặc siêu âm.

Làm thế nào để cavitation Acoustic làm việc?

Khai thác siêu âm là đạt được khi công suất cao, sóng siêu âm tần số thấp được kết hợp vào một bùn bao gồm các nguyên liệu thực vật trong một dung môi. Sóng siêu âm công suất cao được kết hợp qua bộ xử lý siêu âm loại đầu dò vào bùn. sóng siêu âm năng lượng cao đi qua chất lỏng tạo xen kẽ chu kỳ áp suất cao/áp suất thấp, kết quả trong hiện tượng cavitation âm thanh. Âm thanh hoặc siêu âm cavitation dẫn tại địa phương để nhiệt độ khắc nghiệt, áp lực, tỷ lệ sưởi ấm/làm mát, chênh lệch áp suất và lực cắt cao trong môi trường. Khi bong bóng cavitation implode trên bề mặt của chất rắn (chẳng hạn như các hạt, tế bào thực vật, mô vv), vi phản lực và va chạm interparticlular tạo ra các hiệu ứng như lột bề mặt, xói mòn, phân tích hạt, sonoporation (thủng của thành tế bào và màng tế bào) và sự gián đoạn tế bào. Ngoài ra, nổ bong bóng cavitation trong phương tiện truyền thông lỏng tạo ra sự hỗn loạn vĩ mô và vi trộn. Chiếu xạ siêu âm đại diện cho một cách hiệu quả để tăng cường quá trình chuyển khối lượng, kể từ khi kết quả sonication trong cavitation và các cơ chế liên quan như MICROS-phong trào bằng máy bay phản lực chất lỏng, nén và giải nén trong vật liệu với sự gián đoạn tiếp theo của thành tế bào, cũng như sưởi ấm cao và tỷ lệ làm mát.
Đầu dò-loại ultrasonicators có thể tạo ra biên độ rất cao, đó là cần thiết để tạo ra cavitation tác động. Hielscher siêu âm sản xuất Extractors siêu âm hiệu suất cao, có thể dễ dàng tạo ra biên độ 200 μm trong hoạt động 24/7 liên tục. Đối với biên độ cao hơn thậm chí, Hielscher cung cấp quy định cao-sonotrodes (thăm dò).
Lò phản ứng siêu âm pressurizable và các tế bào dòng chảy được sử dụng để tăng cường cavitation. Với áp lực ngày càng tăng, cavitation và lực cắt cavitational trở nên phá hoại hơn và cải thiện do đó các hiệu ứng khai thác siêu âm.

Khai thác bằng siêu âm dựa trên cavitation âm thanh và lực cắt thủy động của nó

Ảnh hưởng của chiết xuất siêu âm

Sự gián đoạn tế bào siêu âm và tăng khối lượng chuyển giao
Siêu âm có thể hỗ trợ quá trình khai thác cả thông qua sự gián đoạn tế bào và bằng cách tăng cường chuyển khối lượng trong lớp ranh giới xung quanh ma trận rắn.
Sonoporation, thủng của thành tế bào và màng, tăng cường tính thấm của thành tế bào và màng và thường là một bước trung gian trước khi các tế bào bị gián đoạn hoàn toàn bằng sonication.
Các hiệu ứng cơ học của siêu âm gây ra cavitation, như nhiệt và chênh lệch áp suất, sóng sốc, lực cắt, máy bay phản lực chất lỏng và vi tuyến, tăng cường sự xâm nhập của dung môi vào nội thất tế bào và cải thiện việc chuyển khối lượng giữa tế bào và dung môi để các vật liệu nội bào được chuyển vào dung môi.

Khai thác siêu âm từ các tế bào thực vật: phần ngang vi mô (TS) cho thấy cơ chế hoạt động trong quá trình khai thác siêu âm từ các tế bào (phóng đại 2000x) [tài nguyên: Vilkhu et al. 2011]

Thiết bị chiết xuất bằng siêu âm

Bộ vi xử lý Hielscher Ultrasonics là hệ thống chiết xuất hiệu suất cao, đơn giản và an toàn để hoạt động. Phù hợp với nguyên liệu thô, năng lực xử lý và mục tiêu đầu ra của bạn, Hielscher cung cấp cho bạn ultrasonicator phù hợp nhất. Danh mục sản phẩm của chúng tôi dao động từ máy siêu âm nhỏ gọn, mạnh mẽ cầm tay trên hệ thống băng ghế dự bị để các đơn vị siêu âm công nghiệp đầy đủ có khả năng xử lý nhiều tấn mỗi giờ.
Hielscher Ultrasonics vắt có thể được sử dụng cho hàng loạt và khai thác nội tuyến liên tục và có thể được sử dụng kết hợp với bất kỳ dung môi.
Các phụ kiện khác nhau như sonotrodes (đầu dò) có kích thước và hình dạng khác nhau, sừng tăng cường, các tế bào dòng chảy với khối lượng khác nhau và geometries, nhiệt độ pluggable và cảm biến áp suất và nhiều tiện ích khác có sẵn để lắp ráp thiết lập siêu âm lý tưởng cho quá trình khai thác của bạn.
Tất cả các mô hình kỹ thuật số của chúng tôi đều được trang bị phần mềm thông minh, cho phép bạn điều chỉnh, giám sát và thiết lập các thông số khai thác. Do sự kiểm soát chính xác trên biên độ, thời gian sonication và chu kỳ nhiệm vụ, kết quả quá trình tối ưu như năng suất cao cấp và chất lượng chiết xuất cao nhất có thể đạt được. Việc ghi dữ liệu tự động của quá trình sonication là các cơ sở cho quá trình tiêu chuẩn hóa và khả năng tái sử dụng/lặp lại, được yêu cầu cho thực hành sản xuất tốt (GMP).

Bộ xử lý siêu âm công nghiệp Hielscher siêu âm có thể cung cấp biên độ rất cao. Biên độ lên đến 200μm có thể dễ dàng chạy liên tục trong hoạt động 24/7. Đối với biên độ cao hơn, sonotrodes siêu âm tùy chỉnh có sẵn. Sự mạnh mẽ của thiết bị siêu âm Hielscher cho phép hoạt động 24/7 ở nhiệm vụ nặng nề và trong môi trường đòi hỏi khắt khe.
Bảng dưới đây cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của máy siêu âm: