Ultrasonik Ekstraksiyon Teknolojisinin Çalışma Prensibi ve Avantajları

Ultrasonik ekstraksiyon teknolojisi, biyoaktif bileşiklerin bitkilerden izole edilmesi için tercih edilen tekniktir. Ultrason, frekansları 20 kHz'in üzerinde ancak 10 MHz'den az olan mekanik ses dalgalarını ifade eder. Ultrasonik ekstraksiyon tipik olarak daha küçük bir frekans aralığı (16 kHz - 100 kHz) kullanır, çünkü daha yüksek frekanslar aşırı enerjiye yol açabilir ve bu da tesis yapılarındaki aktif bileşenlerin bozulmasına neden olabilir.

Sonikasyon, çok kısa ekstraksiyon sürelerinde yüksek ekstraksiyon verimleri ile sonuçlanan tam ekstraksiyon sağlar. Verimli bir ekstraksiyon yöntemi olarak ultrasonik ekstraksiyon, gıda, takviye ve farmasötiklerde kullanım için yüksek - kalite özütler üretirken hem maliyet hem de zamandan tasarruf sağlar.

01 Nasıl çalışır?

Ultrasonik ekstraksiyon, ultrasonik kavitasyonun çalışma prensibine dayanmaktadır ve tamamen mekanik bir işlemdir. Yüksek kesmeli karıştırıcılara benzer şekilde, sonotrotlar yalnızca işlem ortamında mekanik kesme kuvvetleri üretir. Ultrasonik ekstraksiyon, - olmayan termal, kimyasal - serbest ekstraksiyon tekniğidir.

Ultrasonik kavitasyon, tekrarlanan yüksek ve düşük basınç döngülerine dayalı olarak yüksek güçte meydana gelen sonik veya ultrasonik kavitasyondur. Saniyede 20,000 kez değişen yüksek ve düşük basınç sonikasyon döngüleri, yoğun kesme kuvvetleri ve sıvı jetleri yaratır. Bu aşırı stres, zarın seçiciliğinin üstesinden gelir, hücre duvarını deler ve bozar ve iç hücre ile çevreleyen solvent arasında yüksek - kalite taşıma ile sonuçlanır. Ultrasonik ekstraksiyon ile daha yüksek verimler ve daha kısa ekstraksiyon süreleri elde edilebilir. Ultrasonik ekstraksiyon tekrarlanabilir bir süreç olduğundan, standart ekstraksiyon kalitesi için ekstraksiyon sonuçları tekrarlanabilir.

Ultrasonik kavitasyon, lokal olarak çok yüksek diferansiyel basınçlar ve yüksek kesme kuvvetleri gibi aşırı koşullara yol açabilir. Kavitasyon kabarcıkları katıların (örneğin parçacıklar, bitki hücreleri, dokular, vb.) yüzeyinde patladığında, mikro - jetler ve - arası parçacık çarpışmaları, parçacık yırtılması, sonoporasyon (hücre duvarları ve zarlarının delinmesi) ve hücresellik gibi etkiler üretebilir. . Ayrıca, sıvı ortamdaki kavitasyon kabarcıklarının patlaması, hücrenin içi ile çevreleyen çözücü arasında kütle transferini kolaylaştıran türbülans ve ajitasyon yaratır. Ultrason, sıvı jetleri tarafından indüklenen mikro hareket, malzemelerde sıkıştırma ve dekompresyon ve ardından hücre duvarı bozulması gibi kavitasyonu ve bununla ilişkili mekanizmaları indüklediği için, ultrason radyasyonu kütle transfer işlemlerini geliştirmenin etkili bir yoludur.

02Avantajlar

Ultrasonik ekstraksiyon, solvent miktarını azaltabilir ve solvent miktarını daha yumuşak hale getirebilir. Bu, ultrasonik ekstraksiyonun ekstraksiyon verimini arttırdığı ve daha sağlıklı ekstraktlarla sonuçlandığı anlamına gelir. Bunun nedeni, sadece sıcaklık faktörlerinden kaynaklanan ısı kaybını azaltmakla kalmayıp aynı zamanda düşük kaynama noktaları nedeniyle maddelerin buharlaşmasını önleyen ve biyolojik olarak aktif maddeleri koruyan düşük sıcaklıkta çalışma özelliğidir. Ultrasonik ekstraksiyon basit, güvenli ve hassas bir şekilde kontrol edilebilen bir uygulamadır. - olmayan bir termal ekstraksiyon yöntemi olarak, sonikasyon düşük sıcaklıkta gerçekleştirilebilir, böylece termal olarak hassas, termal olarak kararsız maddelerin bozulması önlenir. Ultrasonik ekstraksiyon ayrıca üretim süresini büyük ölçüde azaltabilir, çünkü seyahat eden ultrason hücre duvarlarını bozar, böylece aktif bileşenlerin bitki materyalinden solvente transfer süresini azaltır.

03 Ultrasonik ekstraksiyonun etkisi

Ultrasonik Hücre Bozulması ve Artan Kütle Transferi Ultrason, katı matris etrafındaki sınır tabakasında hücre bozulması ve gelişmiş kütle transferi yoluyla ekstraksiyon işlemine yardımcı olabilir. Hücre duvarlarının ve zarlarının bir perforasyonu olarak ultrason, hücre duvarlarının ve zarlarının geçirgenliğini artırabilir, genellikle hücreler ultrason tarafından tamamen yok edilmeden önce bir ara adımdır.

Isı ve basınç farklılıkları, şok dalgaları, kesme kuvvetleri, sıvı jetleri ve mikroakışkanlar gibi ultrason - ile indüklenen kavitasyonun mekanik etkileri, hücrelerin içine solvent penetrasyonunu arttırır ve hücreler ve solventler arasındaki kütle transferini iyileştirerek hücreler arası malzemenin aktarılmasına izin verir. çözücüye.

04Özet

Ultrasonik ekstraksiyon teknolojisi, bitkilerden aktif maddeleri çıkarmak için ultrasonik dalgalar tarafından üretilen kavitasyonu kullanır. Geleneksel ekstraksiyon yöntemleriyle karşılaştırıldığında, ultrason - destekli ekstraksiyon yöntemleri, düşük enerji tüketimi, kısa ekstraksiyon süreleri, aktif bileşiklerin daha az yok edilmesi ve yüksek ekstraksiyon verimleri gibi çeşitli avantajları nedeniyle daha çekici hale gelir.