Ultraschall-Homogenisierer-Misch-Extraktionsprozessor mit Glasreaktionsgefäß

Ultraschall-Homogenisierungs-Extraktionsprozessor

Was ist die Ultraschall-Extraktionsmaschine?

Die Ultraschall-Vitaminextraktion ist eine Methode zur Extraktion von Vitaminen aus verschiedenen biologischen Rohstoffen unter Verwendung von Ultraschalltechnologie. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Einführung zu Prinzip, Vorteilen und Prozess:

Im Allgemeinen werden die pflanzlichen Rohstoffe durch Zerkleinerung vorbehandelt, um die Kontaktfläche mit dem Lösungsmittel zu vergrößern. Anschließend werden die vorbehandelten pflanzlichen Rohstoffe in einem bestimmten Verhältnis mit dem ausgewählten Lösungsmittel gemischt und in ein Ultraschall-Extraktionsgerät gegeben. Unter der Einwirkung von Ultraschall lösen sich die Wirkstoffe in den Pflanzenzellen allmählich im Lösungsmittel auf. Nach Abschluss der Extraktion wird der Extrakt durch Filtration, Zentrifugation usw. vom Rückstand getrennt, um einen Rohextrakt mit Wirkstoffen zu erhalten, der bei Bedarf weiter gereinigt und verfeinert werden kann.

Die emittierende Sonochemie eliminiert hochfrequente Schwingungen und Kavitationseffekte und zeigt eine ausgezeichnete Leistung bei der Förderung chemischer Reaktionen und der Verbesserung der Produktionseffizienz. Diese Geräte werden häufig in Prozessen wie Emulgierung, Extraktion, Dispersion und Homogenisierung eingesetzt, um die Produktqualität zu verbessern.

Die Ultraschalltechnologie wird auch häufig bei der Reinigung, bei katalytischen Reaktionen, bei der Herstellung von Nanomaterialien, bei der Zellreinigung und bei der Wasseraufbereitung eingesetzt, und ihre Vielseitigkeit spielt eine Schlüsselrolle in der wissenschaftlichen Forschung und der industriellen Produktion.

Rohstoffvorbereitung: Auswahl von biologischen Rohstoffen, die reich an Zielvitaminen sind, wie z. B. frische Früchte, Gemüse, Getreide oder Mikroorganismen, und Durchführung von Vorbehandlungen, einschließlich Waschen, Zerkleinern, Trocknen, Mahlen und anderer Vorgänge, um die Kontaktfläche zwischen den Rohstoffen und dem Lösungsmittel zu vergrößern und die Extraktionseffizienz zu verbessern.

Auswahl des Extraktionslösungsmittels: Auswahl eines geeigneten Lösungsmittels entsprechend den Eigenschaften des Zielvitamins. Zum Beispiel werden für wasserlösliche Vitamine polare Lösungsmittel wie Wasser und Ethanol-Wasser-Lösungen häufiger verwendet; für fettlösliche Vitamine werden oft unpolare Lösungsmittel wie n-Hexan und Petroleum verwendet.

Ultraschall-Extraktion: Mischen der vorbehandelten Rohstoffe und Lösungsmittel in einem bestimmten Verhältnis und Einfüllen in die Ultraschall-Extraktionsausrüstung. Einstellen geeigneter Ultraschallparameter wie Frequenz, Leistung, Extraktionszeit und Temperatur und Starten des Geräts zur Extraktion.
Trennung und Reinigung der Extraktionsflüssigkeit: Nach Abschluss der Extraktion wird der Extrakt durch Filtration, Zentrifugation und andere Methoden vom Rückstand getrennt, um einen Rohextrakt mit Vitaminen zu erhalten. Um ein Vitaminprodukt mit höherer Reinheit zu erhalten, muss der Rohextrakt weiter gereinigt werden, z. B. durch Destillation, Extraktion, Chromatographie und andere Methoden.
Zellaufschluss: Wenn sich Ultraschallwellen in einem flüssigen Medium ausbreiten, treten Kavitationseffekte auf. In der Unterdruckphase der Ultraschallwelle bilden sich winzige Kavitationsblasen in der Flüssigkeit, und in der Überdruckphase kollabieren die Kavitationsblasen schnell und erzeugen einen momentanen hohen Druck und eine lokale hohe Temperatur von bis zu Tausenden von Atmosphären. Diese starke Aufprallkraft kann die Zellwände und Zellmembranen von biologischen Zellen zerstören und Substanzen wie Vitamine aus den Zellen in das umgebende Lösungsmittel freisetzen.
Beschleunigung des Stofftransfers: Die mechanische Vibration von Ultraschallwellen kann den Stofftransferprozess zwischen dem Lösungsmittel und den biologischen Rohstoffen beschleunigen. Sie ermöglicht es den Lösungsmittelmolekülen, schneller in die Rohstoffe einzudringen, und fördert auch die schnellere Diffusion der aus den Zellen freigesetzten Vitamine in das Lösungsmittel, wodurch die Extraktionseffizienz verbessert wird.
Reduzierung der Oberflächenspannung: Ultraschallwellen können die Oberflächenspannung des Lösungsmittels reduzieren, wodurch das Lösungsmittel die biologischen Rohstoffe leichter benetzen kann, was den Kontakt und die Wechselwirkung zwischen dem Lösungsmittel und den Rohstoffen weiter fördert und die Auflösung und Extraktion von Vitaminen erleichtert.

Parameter:

Normalerweise im Bereich von 20–100 kHz sind Ultraschallhomogenisatoren Geräte, die akustische Kavitation in Flüssigkeiten verursachen und durch hochfrequente Schallwellen starke lokale Scherkräfte erzeugen.
Mikroblasen erzeugen Stoßwellen, Turbulenzen und Mikrostromungen, die die Partikelgröße effizient reduzieren und eine homogene Dispersion gewährleisten; ihre Entwicklung, ihr Wachstum und ihr schneller Kollaps bilden die Grundlage der Wirkung.
Ihr Wert ergibt sich aus ihrer Fähigkeit, Zellstrukturen aufzubrechen, die Emulgierung zu fördern und die Extraktionseffizienz in vielen Matrizen zu erhöhen, wodurch die Qualität und Konsistenz der hergestellten Produkte verbessert wird.
Historisch gesehen entstand die Ultraschallhomogenisierung aus der frühen sonochemischen Forschung Mitte des 20. Jahrhunderts und hat sich von Laborgeräten zu industriellen kontinuierlichen Durchflusssystemen entwickelt, was die Fortschritte im Wandlerdesign und in der Energiekontrolle widerspiegelt.
Die Anwendungen erstrecken sich über mehrere Disziplinen, darunter die Lebensmittelverarbeitung, die Biotechnologie und die Materialforschung, wo geringer Chemikalieneinsatz und nicht-thermische Prozesse sehr geschätzt werden.
Wichtige Designelemente sind Ultraschallwandler, die normalerweise mit Horn- oder Sondensystemen gekoppelt sind, welche die Amplitudenverschiebung erhöhen und somit eine effektive Energieübertragung in das Medium ermöglichen.