Wat zijn de voordelen van een ultrasone extractiemachine voor zeewier?

Algen zijn 's werelds oudste planten, zonder wortels, bloemen of fruit. Zeewier haalt voedingsstoffen uit de oceaan en plant zich ongeslachtelijk voort via sporen. Er zijn meer dan 17.000 soorten zeewier gedocumenteerd, voornamelijk onderverdeeld in vier hoofdgroepen: blauw-groene algen, groene algen, rode algen en bruine algen. De rode en bruine algen worden vooral gebruikt in cosmetica en producten voor persoonlijke verzorging. Jaarlijks worden miljoenen tonnen zeewier in de oceaan verbouwd.

 

Zeewierextracten zijn natuurlijke actieve ingrediënten gewonnen uit zeewier en hebben toepassingen in de geneeskunde, cosmetica, voeding, landbouw en andere gebieden.

 

Zeewierextracten werken als biostimulanten en kunnen alleen of in combinatie met kunstmest worden toegepast. Ze verbeteren niet alleen de efficiëntie van het gebruik van kunstmest en bevorderen de groei en ontwikkeling van planten, maar verbeteren ook de weerstand van het gewas tegen stress.

De primaire theoretische basis voor ultrasone extractie zijn de cavitatie, thermische en mechanische effecten van echografie. Wanneer ultrasone golven met hoge{1}}energie op een medium inwerken, creëren ze talloze kleine holtes, die onmiddellijk sluiten en onmiddellijke druk genereren van wel enkele duizenden atmosfeer. Het instorten van kleine belletjes tijdens ultrasone cavitatie genereert een enorme druk, waardoor de celwanden van planten en het hele organisme onmiddellijk scheuren, waardoor de verstoringstijd wordt verkort. Bovendien bevorderen de trillingen die door ultrageluid worden gegenereerd de afgifte, diffusie en oplossing van intracellulaire stoffen, waardoor de extractie-efficiëntie aanzienlijk wordt verbeterd.

 

Ultrasone extractietechnologie is een belangrijk 'hulpmiddel voor het vrijgeven van actieve ingrediënten' met hoge-efficiëntie bij de extractie van zeewier. De functie ervan gaat verder dan eenvoudige ‘ontbinding’. In plaats daarvan maakt het gebruik van fysieke, mechanische en cavitatie-effecten om de lage efficiëntie en degradatie van actieve ingrediënten van traditionele extractiemethoden (zoals heetwaterextractie en reflux van oplosmiddelen) aan te pakken door verstoring van de celwand, het oplossen van ingrediënten en procesoptimalisatie. De specifieke effecten kunnen worden onderverdeeld in vier belangrijke gebieden:

1. Het krachtig verstoren van de celwanden van zeewier en het vrijgeven van intracellulaire actieve stoffen. De mechanische trillingen van ultrageluid genereren hoogfrequente mechanische trillingen, die rechtstreeks "schuifkrachten" uitoefenen op het zeewierweefsel, waardoor scheuren en zelfs breuken in de celwanden ontstaan. Tegelijkertijd komt door het cavitatie-effect dat wordt gegenereerd door ultrageluid in het vloeibare medium enorme plaatselijke energie vrij, die als een "micro-explosie" op de celwanden inwerkt, waardoor structurele barrières effectief worden afgebroken en intracellulaire actieve ingrediënten direct in contact kunnen komen met het extractiemiddel, waardoor de oplossingsefficiëntie aanzienlijk wordt verbeterd.

 

2. het versnelt het oplossen van actieve ingrediënten, verkort de extractietijd en verlaagt de extractietemperatuur.
Echografie versnelt het oplossen via twee hoofdmechanismen:
Verbeterde massaoverdrachtsefficiëntie: Hoog{0}}trilling veroorzaakt intense turbulentie en agitatie in het extractieoplosmiddel (bijvoorbeeld water, ethanol), waardoor de "concentratiegrenslaag" op het oppervlak van de zeewierdeeltjes wordt afgebroken en een vollediger contact tussen het oplosmiddel en de actieve ingrediënten mogelijk wordt gemaakt.

Voordelen van extractie bij lage- temperaturen: de energie van het cavitatie-effect en mechanische trillingen werkt voornamelijk op de celwand, waardoor een efficiënte oplossing wordt bereikt zonder afhankelijk te zijn van hoge temperaturen. De extractietemperaturen kunnen doorgaans tussen de 30 en 50 graden worden geregeld, waardoor de extractietijd tot de helft wordt teruggebracht van die bij traditionele processen.

 

3. Verminder het gebruik van oplosmiddelen, verlaag de extractiekosten en de druk op het milieu

Dankzij de verbeterde oplossingsefficiëntie kan ultrasone extractie de extractiesnelheid van traditionele processen bereiken of zelfs overtreffen, terwijl het gebruik van oplosmiddelen wordt verminderd (de verhouding kan worden teruggebracht tot 5:1-8:1).

 

4. Optimaliseer de extractiekwaliteit en verbeter latere toepassingen

Ultrasone extractie kan de kwaliteit op twee manieren verbeteren: 1. Degradatie van actieve ingrediënten verminderen; 2. Extractie bij lage- temperatuur voorkomt schade door hoge- temperaturen aan natuurlijke auxines en polysacharideketens.

 

In de keten van de zeewierextractie-industrie is ultrasone extractie een belangrijke technologische brug die ‘zeewiergrondstoffen’ verbindt met ‘zeer actieve extracten’. Door de voordelen van 'hoog-efficiënte fysieke celwandvernietiging + laag-behoud van activiteit bij lage- temperatuur + kosten-effectiviteit te combineren, overwint het de pijnpunten van traditionele processen, gekenmerkt door lage efficiëntie, hoog verbruik en slechte kwaliteit. Het biedt een hoogwaardige grondstofbasis voor de daaropvolgende bereiding van zeer actieve biostimulantia voor zeewier, functionele voedseladditieven en andere producten. Het is momenteel een van de meest gebruikte kerntechnologieën bij de industriële zeewierwinning.