Ultrasonikasyon ile Geliştirilmiş Verimlilik ile Hekzan Ekstraksiyonu
Prob tipi ultrasonikasyon, süreci yoğunlaştırarak ve önemli ölçüde daha verimli hale getirerek geleneksel hekzan ekstraksiyonunu geliştirebilir. Ultrasonik ekstraksiyon kütle transferini geliştirir ve hedeflenen biyoaktif maddeleri çözücüye salmak için hücreleri bozar, bu da tek başına geleneksel yöntemlere kıyasla daha yüksek ekstraksiyon verimi ile sonuçlanır. Ultrason destekli ekstraksiyon, kolza tohumu yağı ve keten tohumu yağı da dahil olmak üzere yağ ekstraksiyonunun verimini arttırmada oldukça etkilidir, bu da yüksek kaliteli bir yağ asidi bileşimi ve daha yüksek biyoaktif bileşen içeriği ile sonuçlanır.
Güç Ultrasonu ile Geliştirilmiş Hekzan Ekstraksiyonu
Ultrasonik ekstraksiyon katı-sıvı ve çözücü ekstraksiyon işlemlerini önemli ölçüde geliştirebilen bir süreç yoğunlaştırma yöntemidir.
- daha tam bir ekstraksiyon
- daha yüksek verim
- Daha hızlı çıkarma
- Azaltılmış hekzan tüketimi
- Genel olarak geliştirilmiş verimlilik
Konvansiyonel Hekzan Ekstraksiyonunun Sınırlamaları
Hekzan ekstraksiyonu, organik bileşikleri, özellikle polar olmayan maddeleri, bitkiler, tohumlar veya toprak gibi çeşitli kaynaklardan çıkarmak için kullanılan yaygın bir tekniktir. Hekzan, lipitlerin, yağların ve diğer polar olmayan bileşiklerin çözülmesinde ve ekstraksiyonunda oldukça etkili olan bir hidrokarbon çözücüdür. Hekzan, polar olmayan bileşikler (örneğin yağlar) için çözünürleştirme kabiliyeti, kolay sonraki yağ ayrımı ve dar bir kaynama noktası (63-69 ° C) nedeniyle yağ ekstraksiyonu için yaygın olarak kullanılır.
Bununla birlikte, hekzan ekstraksiyon işlemlerinin verimliliği, hammadde ve ekstraksiyona bağlı olarak büyük ölçüde değişebilir: Ekstraksiyon verimi ve ekstraksiyon süresi büyük ölçüde ilişkilidir. Bu, yüksek ekstrakt verimi için biyokütlenin hekzan çözücüde daha uzun süre tutulması gerektiği anlamına gelir. Diğer bir sınırlayıcı faktör genellikle heksanın biyokütlenin matrisine yetersiz nüfuz etmesidir. Sert hücresel yapılar çoğunlukla yüzeyde hekzan ile ıslanırken, hücre içi sadece kısmen hekzan ile temas eder. Bu tür yetersiz penetrasyon, lipitler (yani yağ asitleri, katı yağlar, yağlar) gibi hedeflenen maddeler hücre matrisinin içinde kaldığı için eksik bir ekstraksiyon işlemine neden olur.
Çözüm: Ultrasonik Yoğunlaştırılmış Hekzan Ekstraksiyonu
Ultrasonik prob sonikasyon olarak da bilinen prob tipi sonikasyon, sıvı bir ortamda akustik kavitasyon kabarcıkları oluşturmak için yüksek yoğunluklu ultrason dalgaları kullanan bir yöntemdir. Bu kabarcıklar hızla çöker, yoğun lokalize enerji alanları oluşturur ve çözücü içinde mikrotürbülanslar ve yüksek kesme kuvvetleri oluşturur.
Bu ultrasonik üretilen enerji-yoğun koşullar nedeniyle, prob tipi sonikasyon yoğunlaştırabilir ve hekzan ekstraksiyon işlemini çeşitli şekillerde geliştirebilir:
- Gelişmiş kütle transferi: Sonikasyon, katı numune ve çözücü arasındaki kütle transferini arttırır. Mikrotürbülans ve kavitasyon kabarcıklarının hızlı çökmesi, güçlü kesme kuvvetleri ve lokalize basınç değişiklikleri yaratır. Bu, katı numunenin etrafındaki sınır tabakasını bozar, hedef bileşiklerin çözücüye salınmasını teşvik eder, böylece ekstraksiyon verimliliğini arttırır.
- Hızlandırılmış ekstraksiyon: Sonikasyon, çözücü ve katı numune arasındaki temas alanını artırarak ekstraksiyon kinetiğini hızlandırır. Kavitasyon kabarcıkları karıştırma sağlar ve homojenize edilmiş bir karışım oluşturarak çözücünün katı malzemenin tüm yüzeyiyle yakın temas etmesini sağlayarak daha hızlı ekstraksiyon oranlarına yol açar.
- Hücre yapılarının bozulması: Bitki bazlı ekstraksiyonlarda, sonikasyon, hücre içi bileşenlerin salınmasını kolaylaştıran hücre duvarları ve zarlar gibi hücresel yapıları bozabilir. Bu, lipitlerin ve hücrelerin içine alınabilecek diğer hedef bileşiklerin daha verimli bir şekilde ekstraksiyonuna izin verir.
- Azaltılmış ekstraksiyon süresi: Artan kütle transferi ve hızlandırılmış ekstraksiyon kinetiği birleştirerek, prob tipi sonikasyon, istenen verimi elde etmek için gereken ekstraksiyon süresini önemli ölçüde azaltabilir. Bu, özellikle büyük hacimli numuneleri işlerken veya zamana duyarlı uygulamalarla çalışırken yararlı olabilir.
Bu gelişmiş işlem faktörleri nedeniyle, prob tipi ultrasonikasyon hekzan ekstraksiyonunu önemli ölçüde artırabilir. Ultrasonik hekzan ekstraksiyonu, ekstrakte edilen belirli bileşiklere ve hacimlere göre optimize edilebilir. Ultrason yoğunluğu (genlik), süre, sıcaklık, basınç ve ekstraksiyon ayarı, kısaltılmış bir ekstraksiyon süresi içinde optimum ekstrakt verimine ayarlanabilir.
Ultrasonik Yardımlı Hekzan Ekstraksiyonu için Örnekler
- yosun yağı
- Bitkisel yağlar (soya, keten, kolza tohumu, ayçiçeği, pirinç kepeği vb.)
- uçucu yağlar
- Karyofilen
- Vanilya baklalarından vanilya oleoresin
- Yumurta sarısından Lutein
- Alglerden Astaksantin
- Böceklerin yağdan arındırılması
Ultrasonik Yoğunlaştırılmış Soxhlet Ekstraksiyon Çözücü olarak Hekzan kullanarak
Ultrasonik olarak yoğunlaştırılmış Soxhlet ekstraksiyonu, ekstraksiyon işleminin verimliliğini artırmak için geleneksel Soxhlet ekstraksiyonunu ultrasonik dalgalarla birleştiren bir süreçtir. Soxhlet extractio, laboratuvarlarda ve uçucu yağlar veya bazı biyoaktif bileşikler gibi daha küçük ekstrakt hacimlerinin üretimi için yaygın olarak kullanılan bir prosedürdür.
Hekzan, bu işlem için yaygın olarak kullanılan bir çözücüdür, çünkü tohum yağları, alg yağı ve lipit bazlı biyoaktif bileşikler dahil olmak üzere çeşitli kaynaklardan lipitlerin çıkarılmasında etkilidir. Ultrasonication hücre yapılarını bozar ve artan kütle transferi ve bileşiklerin çözücü içine salınımı ile katı-sıvı ekstraksiyonunu teşvik eder. Hekzan gibi çözücü katı maddeye daha iyi nüfuz edebildiğinden ve yağları (lipitler, yağ asitleri) verimli bir şekilde çözebildiğinden. Sonuç olarak, ekstraksiyon işlemi hızlandırılır ve istenen bileşiklerin ekstrakte edilmesi için gereken süre azalır. Ek olarak, ultrason kullanımı gerekli çözücü miktarını azaltabilir ve bu da onu daha çevre dostu bir seçenek haline getirir.
Ultrasonik Ekstraksiyon daha hafif, toksik olmayan çözücülerin kullanımına izin verir
Ultrasonikasyon sadece hekzan ekstraksiyonunu geliştirmekle kalmaz, aynı zamanda etanol, sulu etanol, su veya doğal derin ötektik çözücüler (DES, NADES) gibi daha hafif, toksik olmayan çözücülerin kullanılmasına izin verir. Ultrasonik prob tipi çıkarıcılar tarafından sağlanan son derece etkili hücre bozulması ve kütle transferi, daha hafif çözücüler kullanarak mükemmel sonuçlar verir. Böylece, daha hafif, toksik olmayan, çevre dostu çözücüler ile kombinasyon halinde ultrasonik ekstraksiyon, yüksek kaliteli gıda sınıfı ekstraktlar, maliyet tasarrufu ve yeşil bir ekstraksiyon işlemi sağlar.
Geliştirilmiş Hekzan Ekstraksiyonu için Yüksek Performanslı Ultrasonicators
Hielscher Ultrasonics tasarımları, üretir ve mevcut hekzan ekstraksiyon tesisleri veya Soxhlet çıkarıcılar kolayca entegre edilebilir yüksek performanslı ultrasonik çıkarıcılar, sağlar. Tedarik, kurulum, bakım hizmetinin yanı sıra, Hielscher fizibilite testleri, proses optimizasyonu ve tesis tasarımı sırasında ekstraksiyon işleminin son kurulumuna ve devreye alınmasına kadar müşterilerine danışır ve rehberlik eder.
Hielscher ultrasonicators büyük avantajları tam süreç kontrolü, doğrusal ölçeklenebilirlik ve tüm endüstriyel ultrasonik işlemcilerin çok yüksek genlikler sunmak için yeteneği vardır. 200μm'ye kadar genlikler 7/24 çalışmada kolayca sürekli olarak çalıştırılabilir. Yüksek genlikler, tohumlar ve çekirdekler gibi daha sert hücre yapılarının ekstraksiyonu söz konusu olduğunda özellikle önemlidir.
Teknik personelimiz ve tam donanımlı proses laboratuvarımız size bilgi ve rehberlik konusunda yardımcı olacaktır!
Tasarım, İmalat ve Danışmanlık – Almanya'da Üretilen Kalite
Hielscher ultrasonicators iyi onların en yüksek kalite ve tasarım standartları için bilinir. Sağlamlık ve kolay kullanım, ultrasonicator'larımızın endüstriyel tesislere sorunsuz entegrasyonunu sağlar. Zorlu koşullar ve zorlu ortamlar kolayca Hielscher ultrasonicators tarafından ele alınır.
Hielscher Ultrasonics, ISO sertifikalı bir şirkettir ve state-of-the-son teknoloji ve kullanıcı dostu özelliğine sahip yüksek performanslı ultrasonicator'lara özel önem vermektedir. Tabii ki, Hielscher ultrasonicators CE uyumlu ve UL, CSA ve RoHs gereksinimlerini karşılamak.
Aşağıdaki tablo size bizim ultrasonicators yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesidir:
|Numune Hacmi||Akış Oranı||Önerilen Cihaz|
|0,5 - 1,5 mL||n.a.||VialTweeter||1 - 500mL||10 - 200mL/min||UP100H|
|10 - 2000mL||20 - 400mL/min||UP200Ht, UP400St|
|0,1 - 20L||0,2 - 4L/min||UIP2000hdT|
|10 - 100L||2 - 10L/min||Uıp4000hdt|
|15 ila 150L||3 ila 15L/dak||UIP6000hdT|
|n.a.||10 - 100L/min||UIP16000|
|n.a.||daha büyük||grubu UIP16000|
Bizimle iletişime geçin! / Bize sor!
Edebiyat / Referanslar
- A. Meullemiestre, C. Breil, M. Abert-Vian, F. Chemat (2017): Manothermosonication as a useful tool for lipid extraction from oleaginous microorganisms. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 37, July 2017. 216-221.
- A. Perrier, C. Delsart, N. Boussetta, N. Grimi, M. Citeau, E. Vorobiev (2017): Effect of ultrasound and green solvents addition on the oil extraction efficiency from rapeseed flakes. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 39, 2017. 58-65.
- Reyman, D. & Almudena, Quiñones (2020): Simultaneous Oil Sono-Extraction And Sono-Transesterification (In Situ) Of Soybean And Sunflower Seeds For The Production Of Biodiesel. Research Square Preprint 2020.
- Djenni, Zoubida; Pingret, Daniella; Mason, Timothy J.; Chemat, Farid (2012): Sono–Soxhlet: In Situ Ultrasound-Assisted Extraction of Food Products. Food Analytical Methods, 2012.