Delovni princip in prednosti ultrazvočne ekstrakcije tehnologije

Ultrazvočna tehnologija ekstrakcije je prednostna tehnika za izoliranje bioaktivnih spojin iz rastlin. Ultrazvok se nanaša na tiste mehanske zvočne valove s frekvencami nad 20 kHz, vendar manj kot 10 MHz. Ultrazvočna ekstrakcija običajno uporablja manjši frekvenčni razpon (16 kHz-100 kHz), saj lahko višje frekvence vodijo do presežka energije, kar lahko privede do razgradnje aktivnih komponent v rastlinskih strukturah.

Sonication omogoča popolno ekstrakcijo, kar ima za posledico visoke donose ekstrakcije v zelo kratkih časih ekstrakcije. Kot učinkovit način ekstrakcije, ultrazvočno ekstrakcijo prihrani tako stroške in čas, medtem ko prinaša visokokakovostne izvlečke za uporabo v hrani, dodatkov, in farmacevtskih.

01 Kako deluje

Ultrazvočna ekstrakcija temelji na delovnem principu ultrazvočne kavitacije in je povsem mehanska obdelava. Podobno kot z visoko omejevskimi mešalci sonotrodi proizvajajo mehanske omejevne sile le v procesu medij. Ultrazvočna ekstrakcija sama je netermalna, kemična tehnika ekstrakcije.

Ultrazvočna kavitacija je zvočna ali ultrazvočna kavitacija, ki se pojavlja pri visoki moči, ki temelji na ponavljajočih se visokotlačne cikle. Izmenično visoko in nizkotlačni cikli sonikacije 20.000-krat na sekundo ustvarjajo intenzivne strizne sile in tekoča letala. Ta ekstremni stres premaga selektivnost membrane, perforira in moti celično steno, in ima za rezultat visokokakovostni transport med notranje celice in okoliškim topilom. Z ultrazvočno ekstrakcijo je mogoče doseči višje donose in krajše čase ekstrakcije. Ker ultrazvočno ekstrakcijo je ponočljiv proces, se rezultati ekstrakcije lahko ponovijo za standardizirano kakovost ekstrakcije.

Ultrazvočna kavitacija lahko lokalno privede do ekstremnih pogojev, kot so zelo visoki pritiski na različne načine in visoke omejevalne sile. Ko kavitacijo mehurčki počijo na površino trdnih snovi (npr. delci, rastlinske celice, tkiv itd.), lahko mikro-letali in trki med delci povzročijo učinke, kot so razdrtje delcev, sonoporacija (perforacija celičnih sten in membran) in celična. Poleg tega poči kavitacijska mehurčka v tekočih medijih ustvarja turbulenco in vznemirjenost, kar olajša množični prenos med notranjostjo celice in okoliškim topilom. Ultrazvočno sevanje je učinkovit način za izboljšanje procesov množičnega prenosa, saj ultrazvok povzroči kavitacijo in njegove povezane mehanizme, kot so mikromocija, ki jo povzročijo tekoči mlati, kompresija in dekompresija v materialih, in nato motnje celične stene.

02Odloki

Ultrazvočno ekstrakcijo lahko zmanjša količino topila in naredi količino topila bolj nežno. To pomeni, da ultrazvočno ekstrakcijo izboljša pridobivanje donosov in rezultatov v bolj zdravih izvlečke. To je posledica značilnosti delovanja pri nizki temperaturi, ki zaradi temperaturnih dejavnikov ne more le zmanjšati toplotne izgube, temveč se tudi izogniti izparevanju snovi zaradi nizkih vrelišč in vzdrževati biološko aktivne snovi. Ultrazvočno ekstrakcijo je preprosta, varna in natančno nadzorovano uporabo. Kot netermalno ekstrakcijo metoda, se lahko opravi sonication pri nizki temperaturi, s čimer se prepreči razgradnja termično občutljivih, termično nespecibilnih snovi. Ultrazvočno ekstrakcijo lahko tudi zelo zmanjša čas proizvodnje, saj potujoči ultrazvok moti celične stene in s tem skrajša čas prenosa aktivnih sestavin iz rastlinskega materiala v topilo.

03 Učinek ultrazvočnega ekstrakcije

Ultrazvočna celična motnja in povečan prenos mase Ultrazvok lahko pomaga proces ekstrakcije z motnjami celic in okrepljen prenos mase v mejnem sloju okoli trdne matrike. Kot perforacija celičnih sten in membran lahko ultrazvok poveča prejemljivost celičnih sten in membran, pogosto vmesni korak, preden celice popolnoma uničijo ultrazvok.

Mehanski učinki kavitacije, ki jo povzroča ultrazvok, kot so toplotne in tlačne razlike, udarni valovi, omejevalne sile, tekoči reaktivci in mikrofluidi, povečajo prodiranje topila v notranjost celic in izboljšajo prenos mase med celicami in topili, kar omogoča prenos medceličnega materiala v topilo.

04 Povzetek

Ultrazvočna tehnologija ekstrakcije uporablja kavitacijo, ki jo proizvajajo ultrazvočni valovi za ekstrakcijo aktivnih sestavin iz rastlin. V primerjavi z običajnimi metodami ekstrakcije, ultrazvočno podprte metode ekstrakcije postanejo privlačnejši zaradi svojih različnih prednosti, kot so nizka poraba energije, kratki časi ekstrakcije, manj uničenja aktivnih spojin in visoki donosi ekstrakcije.