Il principio di funzionamento e i vantaggi della tecnologia di estrazione ad ultrasuoni

La tecnologia di estrazione ad ultrasuoni è la tecnica preferita per isolare i composti bioattivi dalle piante. Gli ultrasuoni si riferiscono a quelle onde sonore meccaniche con frequenze superiori a 20 kHz ma inferiori a 10 MHz. L'estrazione ad ultrasuoni utilizza in genere una gamma di frequenze più piccola (16 kHz - 100 kHz), poiché frequenze più elevate possono portare a un eccesso di energia, che può portare al degrado dei componenti attivi nelle strutture vegetali.

La sonicazione consente un'estrazione completa, con conseguenti rese di estrazione elevate in tempi di estrazione molto brevi. Essendo un metodo di estrazione efficiente, l'estrazione ad ultrasuoni consente di risparmiare tempo e denaro producendo estratti di alta qualità - per l'uso in alimenti, integratori e prodotti farmaceutici.

01 Come funziona

L'estrazione ad ultrasuoni si basa sul principio di funzionamento della cavitazione ultrasonica ed è un trattamento puramente meccanico. Simile ai miscelatori ad alto taglio, i sonotrodi generano forze di taglio meccaniche solo nel mezzo di processo. L'estrazione ad ultrasuoni stessa è una tecnica di estrazione libera non termica, chimica -.

La cavitazione ultrasonica è una cavitazione sonica o ultrasonica che si verifica ad alta potenza, sulla base di cicli ripetuti di alta e bassa pressione. I cicli di sonicazione ad alta e bassa pressione alternati 20.000 volte al secondo creano intense forze di taglio e getti di liquido. Questo stress estremo supera la selettività della membrana, perfora e distrugge la parete cellulare e si traduce in un trasporto di alta qualità - tra la cellula interna e il solvente circostante. Con l'estrazione ad ultrasuoni è possibile ottenere rese più elevate e tempi di estrazione più brevi. Poiché l'estrazione ad ultrasuoni è un processo ripetibile, i risultati dell'estrazione possono essere ripetuti per una qualità di estrazione standardizzata.

La cavitazione ultrasonica può portare localmente a condizioni estreme come pressioni differenziali molto elevate e forze di taglio elevate. Quando le bolle di cavitazione esplodono sulla superficie dei solidi (ad es. particelle, cellule vegetali, tessuti, ecc.), micro - getti e collisioni tra particelle - possono produrre effetti come rottura delle particelle, sonoporazione (perforazione delle pareti cellulari e delle membrane) e cellularità . Inoltre, lo scoppio delle bolle di cavitazione nei mezzi liquidi crea turbolenza e agitazione, che facilitano il trasferimento di massa tra l'interno della cella e il solvente circostante. La radiazione a ultrasuoni è un modo efficiente per migliorare i processi di trasferimento di massa, poiché gli ultrasuoni inducono la cavitazione e i suoi meccanismi associati, come il micromovimento indotto dai getti di liquido, la compressione e decompressione nei materiali e la successiva rottura della parete cellulare.

02Vantaggi

L'estrazione ad ultrasuoni può ridurre la quantità di solvente e rendere la quantità di solvente più delicata. Ciò significa che l'estrazione ad ultrasuoni migliora le rese di estrazione e si traduce in estratti più sani. Ciò è dovuto alla sua caratteristica di operare a bassa temperatura, che può non solo ridurre le dispersioni di calore dovute a fattori di temperatura, ma anche evitare la vaporizzazione di sostanze dovute a bassi punti di ebollizione e mantenere le sostanze biologicamente attive. L'estrazione ad ultrasuoni è un'applicazione semplice, sicura e controllabile con precisione. Come metodo di estrazione termica non -, la sonicazione può essere eseguita a bassa temperatura, evitando così la degradazione di sostanze termicamente sensibili e termicamente instabili. L'estrazione ad ultrasuoni è anche in grado di ridurre notevolmente i tempi di produzione, poiché gli ultrasuoni viaggianti distruggono le pareti cellulari, riducendo così il tempo di trasferimento dei principi attivi dal materiale vegetale al solvente.

03 L'effetto dell'estrazione ad ultrasuoni

Interruzione cellulare ad ultrasuoni e aumento del trasferimento di massa Gli ultrasuoni possono aiutare il processo di estrazione mediante la distruzione cellulare e un migliore trasferimento di massa nello strato limite attorno alla matrice solida. Come perforazione delle pareti cellulari e delle membrane, gli ultrasuoni possono aumentare la permeabilità delle pareti e delle membrane cellulari, spesso un passaggio intermedio prima che le cellule vengano completamente distrutte dagli ultrasuoni.

Gli effetti meccanici della cavitazione indotta dagli ultrasuoni -, come differenze di calore e pressione, onde d'urto, forze di taglio, getti di liquidi e microfluidica, migliorano la penetrazione del solvente all'interno delle cellule e migliorano il trasferimento di massa tra cellule e solventi, consentendo il trasferimento del materiale intercellulare al solvente.

04 Riepilogo

La tecnologia di estrazione ad ultrasuoni utilizza la cavitazione prodotta dalle onde ultrasoniche per estrarre i principi attivi dalle piante. Rispetto ai metodi di estrazione convenzionali, i metodi di estrazione assistita a ultrasuoni - diventano più interessanti grazie ai loro vari vantaggi, come il basso consumo di energia, i tempi di estrazione brevi, la minore distruzione dei composti attivi e le elevate rese di estrazione.