Prinsip Kerja Dan Kelebihan Teknologi Pengekstrakan Ultrasonik

Teknologi pengekstrakan ultrasonik adalah teknik pilihan untuk mengasingkan sebatian bioaktif dari tumbuh-tumbuhan. Ultrasound merujuk kepada gelombang bunyi mekanikal dengan frekuensi di atas 20 kHz tetapi kurang daripada 10 MHz. Pengekstrakan ultrasonik biasanya menggunakan julat frekuensi yang lebih kecil (16 kHz-100 kHz), kerana frekuensi yang lebih tinggi boleh membawa kepada tenaga berlebihan, yang boleh membawa kepada penurunan komponen aktif dalam struktur tumbuhan.

Sonication membolehkan pengekstrakan lengkap, menyebabkan hasil pengekstrakan yang tinggi dalam masa pengekstrakan yang sangat singkat. Sebagai kaedah pengekstrakan yang cekap, pengekstrakan ultrasonik menjimatkan kos dan masa sambil menghasilkan ekstrak berkualiti tinggi untuk digunakan dalam makanan, makanan tambahan, dan farmaseutikal.

01 Bagaimana ia berfungsi

Pengekstrakan ultrasonik adalah berdasarkan prinsip kerja peronggaan ultrasonik dan merupakan rawatan mekanikal semata-mata. Sama seperti pengadun ricih tinggi, sonotrodes menjana daya ricih mekanikal hanya dalam medium proses. Pengekstrakan ultrasonik itu sendiri adalah teknik pengekstrakan tanpa haba, bebas kimia.

Peronggaan ultrasonik adalah ionik atau peronggaan ultrasonik yang berlaku pada kuasa tinggi, berdasarkan kitaran tekanan tinggi dan rendah berulang. Kitaran tekanan tinggi dan rendah berselang-seli sonication 20,000 kali sesaat mewujudkan daya ricih sengit dan jet cecair. Tekanan yang melampau ini mengatasi pemilihan membran, berlubang dan mengganggu dinding sel, dan mengakibatkan pengangkutan berkualiti tinggi antara sel dalaman dan pelarut sekitarnya. Dengan pengekstrakan ultrasonik, hasil yang lebih tinggi dan masa pengekstrakan yang lebih pendek dapat dicapai. Oleh kerana pengekstrakan ultrasonik adalah proses yang boleh diulang, hasil pengekstrakan boleh diulang untuk kualiti pengekstrakan standard.

Peronggaan ultrasonik secara tempatan boleh membawa kepada keadaan yang melampau seperti tekanan pembezaan yang sangat tinggi dan daya ricih yang tinggi. Apabila gelembung peronggaan pecah ke permukaan pepejal (contohnya zarah, sel tumbuhan, tisu, dan lain-lain), mikro-jets dan perlanggaran antara zarah boleh menghasilkan kesan seperti pecah zarah, sonoporation (perforation dinding sel dan membran), dan selular. Tambahan pula, pecah gelembung peronggaan dalam media cecair mewujudkan pergolakan dan pergolakan, yang memudahkan pemindahan besar-besaran antara bahagian dalam sel dan pelarut sekitarnya. Radiasi ultrabunyi adalah cara yang cekap untuk meningkatkan proses pemindahan besar-besaran, kerana ultrasound mendorong peronggaan dan mekanisme yang berkaitan, seperti mikromotion yang disebabkan oleh jet cecair, mampatan dan penyahmampatan dalam bahan, dan gangguan dinding sel berikutnya.

02Advantages

Pengekstrakan ultrasonik boleh mengurangkan jumlah pelarut dan membuat jumlah pelarut lebih lembut. Ini bermakna bahawa pengekstrakan ultrasonik meningkatkan hasil pengekstrakan dan menghasilkan ekstrak yang lebih sihat. Ini disebabkan oleh ciri-ciri operasi pada suhu rendah, yang bukan sahaja dapat mengurangkan kehilangan haba disebabkan oleh faktor suhu, tetapi juga mengelakkan pengewapan bahan kerana titik mendidih yang rendah dan mengekalkan bahan aktif secara biologi. Pengekstrakan ultrasonik adalah aplikasi yang mudah, selamat dan tepat dikawal. Sebagai kaedah pengekstrakan bukan haba, sonication boleh dilakukan pada suhu rendah, dengan itu mengelakkan degradasi bahan sensitif haba, haba yang tidak stabil. Pengekstrakan ultrasonik juga dapat mengurangkan masa pengeluaran, kerana ultrasound perjalanan mengganggu dinding sel, dengan itu mengurangkan masa pemindahan bahan aktif dari bahan tumbuhan ke pelarut.

03 Kesan pengekstrakan ultrasonik

Gangguan Sel Ultrasonik dan Peningkatan Ultrasound Pemindahan Massa boleh membantu proses pengekstrakan oleh gangguan sel dan pemindahan besar-besaran yang dipertingkatkan dalam lapisan sempadan di sekitar matriks pepejal. Sebagai perforation dinding sel dan membran, ultrasound dapat meningkatkan kebolehtelapan dinding sel dan membran, sering langkah perantaraan sebelum sel-sel benar-benar hancur oleh ultrasound.

Kesan mekanikal peronggaan yang disebabkan oleh ultrasound, seperti perbezaan haba dan tekanan, gelombang kejutan, daya ricih, jet cecair, dan mikrofluidics, meningkatkan penembusan pelarut ke bahagian dalam sel dan meningkatkan pemindahan jisim antara sel dan pelarut, membolehkan Bahan interselular dipindahkan ke pelarut.

04Summary

Teknologi pengekstrakan ultrasonik menggunakan peronggaan yang dihasilkan oleh gelombang ultrasonik untuk mengekstrak bahan aktif dari tumbuh-tumbuhan. Berbanding dengan kaedah pengekstrakan konvensional, kaedah pengekstrakan yang dibantu ultrasound menjadi lebih menarik kerana pelbagai kelebihan mereka, seperti penggunaan tenaga yang rendah, masa pengekstrakan pendek, kurang pemusnahan sebatian aktif, dan hasil pengekstrakan yang tinggi.