Принципът на работа и предимствата на технологията за ултразвукова екстракция

Ултразвуковата екстракционна технология е предпочитаната техника за изолиране на биоактивни съединения от растения. Ултразвукът се отнася до онези механични звукови вълни с честоти над 20 kHz, но по-малко от 10 MHz. Ултразвуковата екстракция обикновено използва по-малък честотен диапазон (16 kHz - 100 kHz), тъй като по-високите честоти могат да доведат до излишък на енергия, което може да доведе до разграждане на активните компоненти в растителните структури.

Обработката с ултразвук позволява пълно извличане, което води до високи добиви при много кратки екстракционни времена. Като ефективен метод за екстракция, ултразвуковата екстракция спестява както разходи, така и време, като същевременно дава висококачествени екстракти от - за употреба в храни, добавки и фармацевтични продукти.

01 Как работи

Ултразвуковата екстракция се основава на принципа на работа на ултразвукова кавитация и представлява чисто механична обработка. Подобно на смесителите с високо срязване, сонотродите генерират механични сили на срязване само в технологичната среда. Самата ултразвукова екстракция не е - термична, без химическа - техника за извличане.

Ултразвуковата кавитация е звукова или ултразвукова кавитация, която възниква при висока мощност, базирана на повтарящи се цикли на високо и ниско налягане. Редуващите се цикли на високо и ниско налягане на ултразвукова обработка 20 000 пъти в секунда създават интензивни сили на срязване и течни струи. Това екстремно напрежение преодолява селективността на мембраната, перфорира и разрушава клетъчната стена и води до висококачествен транспорт - между вътрешната клетка и околния разтворител. С ултразвуковата екстракция могат да бъдат постигнати по-високи добиви и по-кратки времена за екстракция. Тъй като ултразвуковата екстракция е повтарящ се процес, резултатите от екстракцията могат да бъдат повторени за стандартизирано качество на екстракция.

Ултразвуковата кавитация може локално да доведе до екстремни условия като много високи диференциални налягания и високи сили на срязване. Когато кавитационни мехурчета се спукат върху повърхността на твърди вещества (напр. частици, растителни клетки, тъкани и т.н.), микро - струи и между - сблъсъци на частици могат да предизвикат ефекти като разкъсване на частиците, сонопорация (перфорация на клетъчни стени и мембрани) и клетъчност . Освен това, спукването на кавитационни мехурчета в течна среда създава турбуленция и възбуда, което улеснява масовия трансфер между вътрешността на клетката и околния разтворител. Ултразвуковото лъчение е ефективен начин за подобряване на процесите на масообмен, тъй като ултразвукът предизвиква кавитация и свързаните с нея механизми, като микродвижение, предизвикано от течни струи, компресия и декомпресия в материалите и последващо разрушаване на клетъчната стена.

02 Предимства

Ултразвуковата екстракция може да намали количеството разтворител и да направи количеството разтворител по-нежно. Това означава, че ултразвуковата екстракция подобрява добивите от екстракция и води до по-здравословни екстракти. Това се дължи на неговата характеристика да работи при ниска температура, която може не само да намали топлинните загуби поради температурни фактори, но и да избегне изпаряването на вещества поради ниски точки на кипене и да поддържа биологично активни вещества. Ултразвуковото извличане е просто, безопасно и прецизно контролирано приложение. Като метод за термична екстракция извън -, ултразвуковата обработка може да се извърши при ниска температура, като по този начин се избягва разграждането на термично чувствителни, термично нестабилни вещества. Ултразвуковата екстракция също може значително да намали времето за производство, тъй като пътуващият ултразвук разрушава клетъчните стени, като по този начин намалява времето за прехвърляне на активните съставки от растителния материал към разтворителя.

03 Ефектът от ултразвуковата екстракция

Ултразвуково разрушаване на клетките и повишен масопренос Ултразвукът може да подпомогне процеса на екстракция чрез разрушаване на клетките и подобрен масопренос в граничния слой около твърдата матрица. Като перфорация на клетъчни стени и мембрани, ултразвукът може да подобри пропускливостта на клетъчните стени и мембрани, често междинна стъпка преди клетките да бъдат напълно унищожени от ултразвука.

Механичните ефекти на кавитация, предизвикана от ултразвук -, като разлики в топлината и налягането, ударни вълни, сили на срязване, течни струи и микрофлуиди, подобряват проникването на разтворителя във вътрешността на клетките и подобряват масообмена между клетките и разтворителите, позволявайки прехвърлянето на междуклетъчния материал към разтворителя.

04 Резюме

Технологията за ултразвукова екстракция използва кавитация, произведена от ултразвукови вълни, за извличане на активни съставки от растенията. В сравнение с конвенционалните методи за екстракция, методите за екстракция с ултразвук - стават по-привлекателни поради различните си предимства, като ниска консумация на енергия, кратко време на екстракция, по-малко разрушаване на активните съединения и високи добиви на екстракция.