Ultrasonik Ekstraksiyon Nedir?
Giriş:
Ultrasonik dalgaların çıkarılması ve ayrılması esas olarak maddedeki aktif ve aktif bileşenlerin varlık durumları, polariteleri, çözünürlükleri vb. dahil olmak üzere tasarım disiplinlerine dayanmaktadır.
Yeni teknolojiyi çıkarmak için ultrasonik titreşim yöntemini makul bir şekilde kullanın ve solventlerin katı malzemelere hızlı bir şekilde girmesine izin verin. Çok bileşenli karışık bir ekstrakt elde etmek için, maddesinin içerdiği organik maddenin mümkün olduğunca solvent içerisinde tamamen çözülmesi gerekir.
Ultrasonik teknoloji, ekstraksiyon sürecini geliştirir ve ekstraksiyon ayırma oranını etkili bir şekilde artırabilir. Ekstraksiyon süresini kısaltabilir, maliyetlerden tasarruf edebilir ve hatta ürün kalitesini ve verimini artırabilir.
Prensip:
Ultrasonik ekstraksiyonda, ultrason tarafından üretilen mekanik enerji numuneye uygulanır (aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi). Bu ultrasonik işlem, sıvıda küçük vakum kabarcıklarının veya boşlukların oluşması anlamına gelen kavitasyon olgusuna yol açar ve bu kabarcıklar katı numunenin üzerine patlayarak yerel yüksek sıcaklık (yaklaşık 4500 santigrat derece) ve basınç (yaklaşık 50 megapaskal) ile sonuçlanır. Bu kuvvetler sesin bozulması, hücre zarının tahrip edilmesi ve hücre içi maddelerin çıkarılması gibi etkiler yaratır.
1. Nikotin ekstraksiyonunda uygulama
Tütündeki nikotin bileşenleri tarım ve tıpta yüksek pratik değere sahiptir ve ultrasonik ekstraksiyon teknolojisi, tütündeki nikotin bileşenlerini etkili bir şekilde ekstrakte edebilir. Bu uygulama araştırmasında araştırmacılar esas olarak ekstraksiyon konsantrasyonu, katı-sıvı oranı, ekstraksiyon süresi ve ultrason sıcaklığı gibi faktörlerin nikotin bileşenlerinin ekstraksiyon verimliliği üzerindeki etkilerini araştırdılar. Cong Xiuzhi, ekstraksiyon ajanı olarak 1:20 katı-sıvı oranına, 30 dakikalık ekstraksiyon süresine ve 150 derece ultrasonik sıcaklığa sahip %40 metanol kullanır. Nikotinin ekstraksiyon oranı yaklaşık %7'ye ulaşabilir. Chu Zhibing ve diğerleri ekstraksiyon ajanı olarak katı-sıvı oranı 1:40 ve oda sıcaklığında ultrasonik ekstraksiyon süresi 4 saat olan %0,4 NaOH kullandılar, bu da %2,12'lik bir nikotin ekstraksiyon oranıyla sonuçlandı. Ekstraksiyon ajanı olarak katı-sıvı oranı 1:5, ekstraksiyon süresi 30 dakika ve ultrasonik sıcaklık 52 derece olan %78 etanol kullanıldı.
Nikotinin ekstraksiyon miktarı 23,1 mg/mL'dir. Çözücü olarak pH'ı 4 olan %95 etanol, 1:15 katı-sıvı oranı ve her seferinde 45 dakika boyunca iki kez ekstraksiyon için 80 derecelik ultrasonik sıcaklık kullanıldığında, nikotin ekstraksiyon oranı %95,42'ye ulaşabilir. Karşılaştırmalı analiz, ekstraksiyon etkisinin, ısıtmalı geri akış ekstraksiyonundan önemli ölçüde daha iyi olduğunu göstermektedir (ikincisi yalnızca %84,79'dur).
2. Lotus çekirdeği kalbinden toplam flavonoidlerin ekstraksiyonunda uygulama
Test malzemesi olarak lotus çekirdeği kalbi ve ekstraksiyon ajanı olarak etanol çözeltisi kullanılarak, etanol konsantrasyonunun, ekstraksiyon süresinin, katı-sıvı oranının ve ekstraksiyonun etkilerini incelemek için ultrasonik ekstraksiyon yöntemi kullanılarak tek faktörlü deneyler ve L9 (34) ortogonal deneyler gerçekleştirildi. toplam flavonoidlerin ekstraksiyon hızı üzerindeki sıcaklık. Sonuçlar, lotus çekirdeği kalplerinden toplam flavonoidlerin ekstraksiyon oranını etkileyen ana faktörün etanol konsantrasyonu olduğunu, ardından ekstraksiyon sıcaklığı, katı-sıvı oranı ve ultrasonik ekstraksiyon süresinin geldiğini gösterdi; Optimum ekstraksiyon koşulları şunlardır: %60 etanol konsantrasyonu, 70 derece ekstraksiyon sıcaklığı, 1:24g/mL katı-sıvı oranı, 30 dakikalık ultrasonik ekstraksiyon süresi ve bu koşullar altında elde edilen toplam flavonoidlerin ekstraksiyon oranı 10'dur. 86mg/g.
3. Goji meyvelerinden polisakkaritlerin ekstraksiyonunda uygulama
Lycium barbarum polisakkaritlerinin ultrason kullanılarak ekstraksiyon prosesi araştırıldı ve Lycium barbarum polisakkaritlerinin içeriği spektrofotometri ile ölçüldü. Ultrason destekli su ekstraksiyonu kullanılarak Lycium barbarum polisakkaritlerinin ekstraksiyon süreci, bir durdurma geçişi deneyi yoluyla sistematik olarak incelenmiştir. Optimum işlem belirlendi; 50 derecede, 1:60 malzeme su oranında 2,5 saat süreyle ıslatma ve 5 dakika süreyle ultrasonik ekstraksiyon yapıldı. Polisakkaritlerin en yüksek ekstraksiyon oranı %50,36 idi.
Avantajı:
1. Ultrasonik ekstraksiyon, solventlerin kullanımıyla kolayca sınırlanmaz ve sıvı fazın polaritesini daha da artırmak ve ekstraksiyon verimliliğini artırmak için ortak ekstraktantların eklenmesine izin verir.
2. Süperkritik CO2 ekstraksiyonu ve ultra yüksek basınçlı ekstraksiyonla karşılaştırıldığında, ultrasonik ekstraksiyon ekipmanı basittir ve ekstraksiyon maliyetleri düşüktür.
3. Geleneksel kaynatma veya geri akış yöntemlerinden farklı olarak, ultrasonik ekstraksiyon, uzun süreli ısıtma nedeniyle aktif bileşenlerin zarar görmesini önlemek için ısıtma gerektirmez, bu da onu özellikle ısıya duyarlı maddelerin ekstraksiyonu için uygun kılar.
4. Çoğu durumda, ultrasonik ekstraksiyon daha az adımdan oluşur, basit bir ekstraksiyon işlemidir ve ekstraktın kontaminasyonuna neden olma olasılığı daha düşüktür.
5. Ultrasonik ekstraksiyon teknolojisi, aktif bileşenlerin ekstraksiyon oranını artırır, ham maddelerin optimum kullanımını sağlar, solvent tüketimini azaltır ve önemli ekonomik faydalar sağlayabilir.
6. Ultrasonik ekstraksiyon teknolojisi, tüm ekstraksiyon süreci boyunca hiçbir kimyasal reaksiyon içermeyen, aktif bileşenlerin aktivitesi üzerinde minimum etkiye sahip fiziksel bir işlemdir.
