Het werkingsprincipe en de voordelen van ultrasone extractietechnologie

Ultrasone extractietechnologie is de geprefereerde techniek voor het isoleren van bioactieve stoffen uit planten. Echografie verwijst naar die mechanische geluidsgolven met frequenties boven 20 kHz maar minder dan 10 MHz. Ultrasone extractie gebruikt meestal een kleiner frequentiebereik (16 kHz-100 kHz), omdat hogere frequenties kunnen leiden tot overmatige energie, wat kan leiden tot degradatie van actieve componenten in plantstructuren.

Sonicatie maakt volledige extractie mogelijk, wat resulteert in hoge extractieopbrengsten in zeer korte extractietijden. Als efficiënte extractiemethode bespaart ultrasone extractie zowel kosten als tijd en levert het extracten van hoge-kwaliteit op voor gebruik in voedingsmiddelen, supplementen en farmaceutische producten.

01

werkend principe

Ultrasone extractie is gebaseerd op het werkingsprincipe van ultrasone cavitatie en is een puur mechanische behandeling. Net als bij mixers met hoge afschuiving, genereren sonotrodes alleen mechanische afschuifkrachten in het procesmedium. Ultrasone extractie zelf is een niet-thermische, chemische-vrije extractietechniek.

Ultrasone cavitatie is sonische of ultrasone cavitatie die optreedt bij hoog vermogen, gebaseerd op herhaalde hoge en lage-drukcycli. Afwisselende hoge en lage-drukcycli van sonicatie 20,000 keer per seconde creëren intense schuifkrachten en vloeistofstralen. Deze extreme spanning overwint de selectiviteit van het membraan, perforeert en verstoort de celwand, en resulteert in hoog-transport tussen de binnenste cel en het omringende oplosmiddel. Met ultrasone extractie kunnen hogere opbrengsten en kortere extractietijden worden bereikt. Aangezien ultrasone extractie een herhaalbaar proces is, kunnen extractieresultaten worden herhaald voor gestandaardiseerde extractiekwaliteit.

Ultrasone cavitatie kan plaatselijk leiden tot extreme omstandigheden zoals zeer hoge verschildrukken en hoge schuifkrachten. Wanneer cavitatiebellen barsten op het oppervlak van vaste stoffen (bijv. deeltjes, plantencellen, weefsels, enz.), kunnen microjets en inter-deeltjesbotsingen effecten veroorzaken zoals deeltjesbreuk, sonoporatie (perforatie van celwanden en membranen), en cellulariteit. Bovendien zorgt het uiteenspatten van cavitatiebellen in vloeibare media voor turbulentie en agitatie, wat de massaoverdracht tussen het binnenste van de cel en het omringende oplosmiddel vergemakkelijkt. Ultrasone straling is een efficiënte manier om massaoverdrachtsprocessen te verbeteren, aangezien ultrageluid cavitatie en de bijbehorende mechanismen induceert, zoals microbeweging veroorzaakt door vloeistofstralen, compressie en decompressie in materialen en daaropvolgende verstoring van de celwand.

02

voordeel

Ultrasone extractie kan de hoeveelheid oplosmiddel verminderen en de hoeveelheid oplosmiddel zachter maken. Dit betekent dat ultrasone extractie de extractieopbrengst verhoogt en resulteert in gezondere extracten. Dit komt door zijn eigenschap om bij lage temperaturen te werken, wat niet alleen het warmteverlies als gevolg van temperatuurfactoren kan verminderen, maar ook de verdamping van stoffen als gevolg van lage kookpunten kan voorkomen en biologisch actieve stoffen kan behouden. Ultrasone extractie is een eenvoudige, veilige en nauwkeurig gecontroleerde toepassing. Als niet-thermische extractiemethode kan sonicatie worden uitgevoerd bij lage temperaturen, waardoor de degradatie van thermisch gevoelige, thermisch onstabiele stoffen wordt vermeden. Ultrasone extractie kan ook de productietijd aanzienlijk verkorten, omdat de reizende ultrasone golven de celwanden verstoren, waardoor de overdrachtstijd van het actieve ingrediënt van het plantmateriaal naar het oplosmiddel wordt verkort.

03

Effecten van ultrasone extractie

Ultrasone celverstoring en verhoogde massaoverdracht Echografie kan het extractieproces ondersteunen door celverstoring en verbeterde massaoverdracht in de grenslaag rond de vaste matrix. Als perforatie van celwanden en membranen kan ultrageluid de doorlaatbaarheid van celwanden en membranen verbeteren, vaak een tussenstap voordat cellen volledig worden vernietigd door ultrageluid.

Mechanische effecten van door ultrageluid-geïnduceerde cavitatie, zoals warmte- en drukverschillen, schokgolven, afschuifkrachten, vloeistofstralen en microfluïdica, verbeteren de penetratie van oplosmiddelen in het binnenste van cellen en verbeteren de massaoverdracht tussen cellen en oplosmiddelen, waardoor de intercellulair materiaal dat naar het oplosmiddel moet worden overgebracht.

04

Samenvatten

Ultrasone extractietechnologie maakt gebruik van de cavitatie die wordt geproduceerd door ultrasone golven om actieve ingrediënten uit planten te extraheren. Vergeleken met conventionele extractiemethoden, worden met ultrageluid-ondersteunde extractiemethoden aantrekkelijker vanwege hun verschillende voordelen, zoals een laag energieverbruik, korte extractietijden, minder vernietiging van actieve stoffen en hoge extractieopbrengsten.