Ce este extracția cu ultrasunete?

Introducere:

Extracția și separarea undelor ultrasonice se bazează în principal pe disciplinele de proiectare ale ingredientelor active și active din substanță, inclusiv starea de existență a acestora, polaritatea, solubilitatea etc.

Utilizați în mod rezonabil metoda de vibrație cu ultrasunete pentru a extrage noi tehnologii, permițând solvenților să intre rapid în materialele solide. Materia organică conținută în substanța sa trebuie dizolvată complet în solvent cât mai mult posibil pentru a obține un extract mixt cu mai multe componente.

Tehnologia cu ultrasunete îmbunătățește procesul de extracție și poate îmbunătăți eficient rata de separare a extracției. Poate scurta timpul de extracție, poate economisi costuri și chiar poate îmbunătăți calitatea și randamentul produsului.

 

 

Principiu:

În extracția cu ultrasunete, energia mecanică generată de ultrasunete este aplicată probei (așa cum se arată în figura următoare). Acest tratament cu ultrasunete duce la fenomenul de cavitație, care este generarea de mici bule de vid sau goluri în lichid, care vor izbucni pe proba solidă, rezultând o temperatură locală ridicată (aproximativ 4500 grade Celsius) și presiune (aproximativ 50 megapascali). Aceste forțe produc efecte precum distrugerea sunetului, distrugerea membranei celulare și extracția de substanțe intracelulare.

 

 

1. Aplicare în extracția nicotinei

 

Componentele nicotinei din tutun au o valoare practică ridicată în agricultură și medicină, iar tehnologia de extracție cu ultrasunete poate extrage în mod eficient componentele nicotinei din tutun. În această cercetare aplicativă, cercetătorii au investigat în principal efectele unor factori precum concentrația de extractant, raportul solid-lichid, timpul de extracție și temperatura ultrasunetelor asupra eficienței de extracție a componentelor nicotinei. Cong Xiuzhi folosește 40% metanol ca agent de extracție, cu un raport solid-lichid de 1:20, un timp de extracție de 30 de minute și o temperatură ultrasonică de 150 de grade . Rata de extracție a nicotinei poate ajunge la aproximativ 7%. Chu Zhibing și alții au folosit NaOH 0,4% ca agent de extracție, cu un raport solid-lichid de 1:40 și un timp de extracție cu ultrasunete la temperatura camerei de 4 ore, rezultând o rată de extracție a nicotinei de 2,12%. Etanol 78% a fost folosit ca agent de extracție, cu un raport solid-lichid de 1:5, un timp de extracție de 30 de minute și o temperatură ultrasonică de 52 de grade,

Cantitatea de extracție de nicotină este de 23,1 mg/mL. Folosind etanol 95% cu un pH de 4 ca solvent, raport solid-lichid de 1:15 și temperatura ultrasonică de 80 de grade pentru extracție de două ori timp de 45 de minute de fiecare dată, rata de extracție a nicotinei poate ajunge la 95,42%. Analiza comparativă arată că efectul său de extracție este semnificativ mai bun decât cel al extracției cu reflux încălzit (aceasta din urmă este de doar 84,79%).

 

 

2. Aplicare în extragerea flavonoidelor totale din inima semințelor de lotus

 

Folosind inima de semințe de lotus ca material de testare și soluție de etanol ca agent de extracție, au fost efectuate experimente cu un singur factor și experimente ortogonale L9 (34) folosind metoda de extracție cu ultrasunete pentru a studia efectele concentrației de etanol, timpul de extracție, raportul solid-lichid și extracția. temperatura asupra ratei de extracție a flavonoidelor totale. Rezultatele au arătat că principalul factor care afectează rata de extracție a flavonoidelor totale din inimile semințelor de lotus a fost concentrația de etanol, urmată de temperatura de extracție, raportul solid-lichid și timpul de extracție cu ultrasunete; Condițiile optime de extracție sunt: ​​concentrația de etanol de 60%, temperatura de extracție de 70 de grade, raportul solid-lichid de 1:24g/mL, timpul de extracție cu ultrasunete de 30 de minute, iar rata de extracție a flavonoidelor totale obținute în aceste condiții este de 10. 86mg/g.

 

 

3. Aplicare în extracția polizaharidelor din boabe de goji

 

A fost studiat procesul de extracție a polizaharidelor Lycium barbarum cu ajutorul ultrasunetelor, iar conținutul de polizaharide Lycium barbarum a fost măsurat prin spectrofotometrie. Procesul de extracție a polizaharidelor Lycium barbarum folosind extracția cu apă asistată cu ultrasunete a fost studiat sistematic printr-un experiment de stop crossing. S-a determinat procesul optim, care a fost înmuierea la 50 de grade, un raport de apă material de 1:60, timp de 2,5 ore, și extracția cu ultrasunete timp de 5 minute. Cea mai mare viteză de extracție a polizaharidelor a fost de 50,36%.

 

 

Avantaj:

 

1. Extracția cu ultrasunete nu este ușor limitată de utilizarea solvenților și permite adăugarea de co extractanți pentru a crește și mai mult polaritatea fazei lichide și a îmbunătăți eficiența extracției.

2. În comparație cu extracția cu CO2 supercritic și extracția la presiune ultra-înaltă, echipamentul de extracție cu ultrasunete este simplu, iar costurile de extracție sunt scăzute.

3. Spre deosebire de metodele tradiționale de fierbere sau de reflux, extracția cu ultrasunete nu necesită încălzire pentru a preveni deteriorarea ingredientelor active cauzată de încălzirea prelungită, ceea ce o face deosebit de potrivită pentru extracția substanțelor termosensibile.

4. În majoritatea cazurilor, extracția cu ultrasunete are mai puține etape, un proces de extracție simplu și este mai puțin probabil să provoace contaminarea extractului.

5. Tehnologia de extracție cu ultrasunete îmbunătățește rata de extracție a ingredientelor active, asigură utilizarea optimă a materiilor prime, reduce consumul de solvenți și poate obține beneficii economice semnificative.

6. Tehnologia de extracție cu ultrasunete este un proces fizic care nu implică reacții chimice pe parcursul întregului proces de extracție, cu impact minim asupra activității ingredientelor active.