Що таке ультразвукова екстракція?
Вступ:
Екстракція та розділення ультразвукових хвиль в основному базуються на дисциплінах дизайну активних і активних інгредієнтів у речовині, включаючи їх статус існування, полярність, розчинність тощо.
Розумно використовувати метод ультразвукової вібрації для отримання нової технології, що дозволяє розчинникам швидко проникати в тверді матеріали. Органічні речовини, що містяться в його речовині, повинні бути максимально повністю розчинені в розчиннику для отримання багатокомпонентного змішаного екстракту.
Ультразвукова технологія покращує процес екстракції та може ефективно покращити швидкість поділу екстракції. Це може скоротити час екстракції, заощадити кошти та навіть покращити якість продукції та врожайність.
принцип:
При ультразвуковій екстракції механічна енергія, що генерується ультразвуком, прикладається до зразка (як показано на малюнку нижче). Ця ультразвукова обробка призводить до явища кавітації, яке є утворенням невеликих вакуумних бульбашок або порожнеч у рідині, які вириваються на твердий зразок, що призводить до локальної високої температури (приблизно 4500 градусів за Цельсієм) і тиску (приблизно 50 мегапаскалів). Ці сили викликають такі ефекти, як руйнування звуку, руйнування клітинної мембрани та екстракція внутрішньоклітинних речовин.
1. Застосування в екстракції нікотину
Компоненти нікотину в тютюні мають високу практичну цінність у сільському господарстві та медицині, а технологія ультразвукової екстракції може ефективно витягувати компоненти нікотину в тютюні. У цьому прикладному дослідженні дослідники в основному досліджували вплив таких факторів, як концентрація екстрагенту, співвідношення тверда речовина-рідина, час екстракції та ультразвукова температура на ефективність екстракції компонентів нікотину. Cong Xiuzhi використовує 40% метанолу як екстракційний агент із співвідношенням тверда речовина-рідина 1:20, часом екстракції 30 хвилин і ультразвуковою температурою 150 градусів. Швидкість вилучення нікотину може досягати близько 7%. Chu Zhibing та інші використовували 0,4% NaOH як екстракційний агент із співвідношенням тверда речовина: рідина 1:40 і часом ультразвукової екстракції при кімнатній температурі 4 години, що призвело до швидкості екстракції нікотину 2,12%. 78% етанол використовувався як екстракційний агент із співвідношенням тверда речовина-рідина 1:5, часом екстракції 30 хвилин і ультразвуковою температурою 52 градуси,
Екстрагована кількість нікотину становить 23,1 мг/мл. Використовуючи 95% етанол з рН 4 як розчинник, співвідношення тверда речовина-рідина 1:15 і ультразвукову температуру 80 градусів для екстракції двічі по 45 хвилин кожен раз, швидкість екстракції нікотину може досягати 95,42%. Порівняльний аналіз показує, що його екстракційний ефект значно кращий, ніж ефект екстрагування з нагрітим флегмою (останній становить лише 84,79%).
2. Застосування при видобутку загальних флавоноїдів із серця насіння лотоса
Використовуючи серцевину насіння лотоса як досліджуваний матеріал і розчин етанолу як екстракційний агент, були проведені однофакторні експерименти та L9 (34) ортогональні експерименти з використанням методу ультразвукової екстракції для вивчення впливу концентрації етанолу, часу екстракції, співвідношення тверда речовина-рідина та екстракції температура на швидкість вилучення загальних флавоноїдів. Результати показали, що основним фактором, який впливає на швидкість екстракції загальних флавоноїдів із серцевини насіння лотоса, була концентрація етанолу, потім температура екстракції, співвідношення тверда речовина-рідина та час ультразвукової екстракції; Оптимальними умовами екстракції є: концентрація етанолу 60%, температура екстракції 70 градусів, співвідношення тверда речовина-рідина 1:24 г/мл, час ультразвукової екстракції 30 хвилин, а швидкість екстракції загальних флавоноїдів, отриманих за цих умов, становить 10. 86 мг/г.
3. Застосування в екстракції полісахаридів з ягід годжі
Вивчали процес екстракції полісахаридів Lycium barbarum за допомогою ультразвуку, а вміст полісахаридів Lycium barbarum вимірювали спектрофотометрично. Процес екстракції полісахаридів Lycium barbarum із застосуванням водної екстракції за допомогою ультразвуку систематично вивчався за допомогою експерименту зі стоп-кросингом. Було визначено оптимальний процес, який полягав у замочуванні при 50 градусах, водному співвідношенні 1:60 протягом 2,5 годин і ультразвуковій екстракції протягом 5 хвилин. Найбільша екстракція полісахаридів склала 50,36%.
Перевага:
1. Ультразвукова екстракція нелегко обмежується використанням розчинників і дозволяє додавати коекстрагенти для подальшого збільшення полярності рідкої фази та підвищення ефективності екстракції.
2. У порівнянні з надкритичною екстракцією CO2 та екстракцією надвисокого тиску, ультразвукове обладнання для екстракції просте, а витрати на екстракцію низькі.
3. На відміну від традиційних методів кип’ятіння або кип’ятіння із зворотним холодильником, ультразвукова екстракція не потребує нагрівання, щоб запобігти пошкодженню активних інгредієнтів, спричиненому тривалим нагріванням, що робить її особливо придатною для екстракції термочутливих речовин.
4. У більшості випадків ультразвукова екстракція має менше кроків, простий процес екстракції та менш імовірно спричинить забруднення екстракту.
5. Технологія ультразвукової екстракції покращує швидкість екстракції активних інгредієнтів, забезпечує оптимальне використання сировини, зменшує споживання розчинника та може досягти значних економічних вигод.
6. Технологія ультразвукової екстракції – це фізичний процес, який не передбачає хімічних реакцій протягом усього процесу екстракції з мінімальним впливом на активність активних інгредієнтів.
