Принцип рада и предности технологије ултразвучне екстракције

Технологија ултразвучне екстракције је пожељна техника за изоловање биоактивних једињења из биљака. Ултразвук се односи на оне механичке звучне таласе са фреквенцијама изнад 20 кХз али мањим од 10 МХз. Ултразвучна екстракција обично користи мањи фреквентни опсег (16 кХз редукује 100 кХз), пошто веће фреквенције могу довести до вишка енергије, што може довести до деградације активних компоненти у биљним структурама.

Соникација омогућава потпуну екстракцију, што резултира високим приносима екстракције у веома кратким временима екстракције. Као ефикасан метод екстракције, ултразвучна екстракција штеди и трошкове и време, док даје екстракте високог квалитета за употребу у храни, суплементима и фармацеутским производима.

01 Како функционише

Ултразвучна екстракција се заснива на принципу рада ултразвучне кавитације и представља чисто механички третман. Слично миксерима са високим смицањем, сонотроде стварају механичке силе смицања само у медијуму процеса. Ултразвучна екстракција је сама по себи техника екстракције без редукције термичке, хемијске редукције.

Ултразвучна кавитација је звучна или ултразвучна кавитација која се јавља при великој снази, заснована на поновљеним циклусима високог и ниског притиска. Наизменични циклуси високог и ниског притиска соникације 20,000 пута у секунди стварају интензивне силе смицања и млазове течности. Овај екстремни стрес превазилази селективност мембране, перфорира и нарушава ћелијски зид, и резултира високо смањеним квалитетом транспорта између унутрашње ћелије и околног растварача. Ултразвучном екстракцијом се могу постићи већи приноси и краће време екстракције. Пошто је ултразвучна екстракција процес који се може поновити, резултати екстракције се могу поновити ради стандардизованог квалитета екстракције.

Ултразвучна кавитација може локално довести до екстремних услова као што су веома високи диференцијални притисци и велике силе смицања. Када кавитациони мехурићи избију на површину чврстих материја (нпр. честице, биљне ћелије, ткива, итд.), микроредукциони млазови и међусмањење судара честица могу произвести ефекте као што су руптура честица, сонопорација (перфорација ћелијских зидова и мембрана) и целуларност . Штавише, пуцање кавитационих мехурића у течном медију ствара турбуленцију и агитацију, што олакшава пренос масе између унутрашњости ћелије и околног растварача. Ултразвучно зрачење је ефикасан начин да се побољшају процеси преноса масе, јер ултразвук изазива кавитацију и повезане механизме, као што су микропокрети изазвани млазом течности, компресија и декомпресија у материјалима, и накнадни прекид ћелијског зида.

02Предности

Ултразвучна екстракција може смањити количину растварача и учинити количину растварача нежнијом. То значи да ултразвучна екстракција побољшава приносе екстракције и резултира здравијим екстрактима. Ово је због његове карактеристике рада на ниској температури, која не само да може да смањи губитак топлоте услед температурних фактора, већ и да избегне испаравање супстанци услед ниских тачака кључања и да задржи биолошки активне супстанце. Ултразвучна екстракција је једноставна, сигурна и прецизно контролисана апликација. Као метод термичке екстракције без редукције, соникација се може извести на ниској температури, чиме се избегава деградација термички осетљивих, термички нестабилних супстанци. Ултразвучна екстракција такође може у великој мери да скрати време производње, пошто путујући ултразвук ремети ћелијске зидове, чиме се смањује време преноса активних састојака од биљног материјала до растварача.

03 Ефекат ултразвучне екстракције

Ултразвучни поремећај ћелије и повећани пренос масе Ултразвук може помоћи процесу екстракције тако што ће прекинути ћелије и побољшати пренос масе у граничном слоју око чврсте матрице. Као перфорација ћелијских зидова и мембрана, ултразвук може побољшати пермеабилност ћелијских зидова и мембрана, што је често међукорак пре него што ћелије буду потпуно уништене ултразвуком.

Механички ефекти ултразвука смањују индуковану кавитацију, као што су разлике у топлоти и притиску, ударни таласи, силе смицања, млазнице течности и микрофлуиди, побољшавају продирање растварача у унутрашњост ћелија и побољшавају пренос масе између ћелија и растварача, омогућавајући да се међућелијски материјал пренесе на растварач.

04Резиме

Технологија ултразвучне екстракције користи кавитацију коју производе ултразвучни таласи за екстракцију активних састојака из биљака. У поређењу са конвенционалним методама екстракције, ултразвучне методе потпомогнуте екстракције постају привлачније због својих различитих предности, као што су ниска потрошња енергије, кратко време екстракције, мање уништавање активних једињења и високи приноси екстракције.