Ультразвуковый гомогенизатор, смешивающий экстракционный процессор со стеклянным реакционным сосудом

Ультразвуковой гомогенизатор для смешивания и экстракции

Что такое ультразвуковая экстракционная машина?

Ультразвуковая экстракция витаминов — это метод извлечения витаминов из различных биологических материалов с использованием ультразвуковой технологии. Ниже приведено подробное описание принципа действия, преимуществ и процесса:

Как правило, растительное сырье предварительно измельчают для увеличения площади контакта с растворителем. Затем предварительно обработанное растительное сырье смешивают с выбранным растворителем в определенной пропорции и помещают в ультразвуковое экстракционное устройство. Под действием ультразвука активные ингредиенты в растительных клетках постепенно растворяются в растворителе. После завершения экстракции экстракт отделяют от остатка путем фильтрации, центрифугирования и т. д. для получения неочищенного экстракта, содержащего активные ингредиенты, который при необходимости может быть дополнительно очищен и рафинирован.

Эмиссионная сонохимия устраняет высокочастотные вибрации и кавитационные эффекты и демонстрирует превосходные характеристики и производительность в содействии химическим реакциям и повышении эффективности производства. Эти устройства широко используются в таких процессах, как эмульгирование, экстракция, диспергирование и гомогенизация для улучшения качества продукции.

Ультразвуковая технология также широко используется в очистке, каталитических реакциях, приготовлении наноматериалов, очистке клеток и очистке воды, а ее универсальность играет ключевую роль в научных исследованиях и промышленном производстве.

Подготовка сырья: Выберите биологическое сырье, богатое целевыми витаминами, такое как свежие фрукты, овощи, зерновые или микроорганизмы, и проведите предварительную обработку, включая промывку, измельчение, сушку, дробление и другие операции, чтобы увеличить площадь контакта между сырьем и растворителем и повысить эффективность экстракции.

Выбор экстракционного растворителя: Выберите подходящий растворитель в зависимости от свойств целевого витамина. Например, для водорастворимых витаминов чаще используют полярные растворители, такие как вода и водно-этанольный раствор; для жирорастворимых витаминов часто используют неполярные растворители, такие как н-гексан и нефтяной растворитель.

Ультразвуковая экстракция: Смешайте предварительно обработанное сырье и растворители в определенной пропорции и поместите их в ультразвуковое экстракционное оборудование. Установите соответствующие ультразвуковые параметры, такие как частота, мощность, время экстракции и температура, и запустите оборудование для экстракции.
Разделение и очистка экстракционной жидкости: После завершения экстракции экстракт отделяют от остатка путем фильтрации, центрифугирования и другими методами для получения неочищенного экстракта, содержащего витамины. Для получения продукта с более высокой чистотой витаминов неочищенный экстракт необходимо дополнительно очистить, например, путем дистилляции, экстракции, хроматографии и другими методами.
Разрушение клеток: Когда ультразвуковые волны распространяются в жидкой среде, возникают кавитационные эффекты. В фазе отрицательного давления ультразвуковой волны в жидкости образуются крошечные кавитационные пузырьки, а в фазе положительного давления кавитационные пузырьки быстро схлопываются, генерируя мгновенное высокое давление и локальную высокую температуру до тысяч атмосфер. Эта сильная ударная сила может разрушать клеточные стенки и клеточные мембраны биологических клеток и высвобождать такие вещества, как витамины, из клеток в окружающий растворитель.
Ускорение массопереноса: Механическая вибрация ультразвуковых волн может ускорить процесс массопереноса между растворителем и биологическим сырьем. Это позволяет молекулам растворителя быстрее проникать в сырье, а также способствует более быстрому диффундированию высвобожденных из клеток витаминов в растворитель, тем самым повышая эффективность экстракции.
Снижение поверхностного натяжения: Ультразвуковые волны могут снижать поверхностное натяжение растворителя, облегчая смачивание биологического сырья растворителем, что еще больше способствует контакту и взаимодействию между растворителем и сырьем, а также облегчает растворение и экстракцию витаминов.

Параметры:

Обычно в диапазоне 20–100 кГц ультразвуковые гомогенизаторы представляют собой устройства, которые вызывают акустическую кавитацию в жидкостях и создают сильные локальные сдвиговые силы посредством высокочастотных звуковых волн.
Микропузырьки создают ударные волны, турбулентность и микропотоки, которые эффективно снижают размер частиц и обеспечивают однородное диспергирование; их развитие, рост и быстрое схлопывание составляют основу действия.
Их ценность заключается в способности нарушать клеточные структуры, усиливать эмульгирование и повышать эффективность экстракции во многих матрицах, тем самым улучшая качество и однородность производимой продукции.
Исторически ультразвуковая гомогенизация возникла из ранних сонохимических исследований в середине 20-го века и развилась от лабораторных устройств до промышленных систем непрерывного потока, отражая разработки в дизайне преобразователей и управлении энергией.
Применение охватывает несколько дисциплин, включая пищевую промышленность, биотехнологию и материаловедение, где ценится низкое использование химикатов и нетермические процессы.
Важные элементы конструкции включают ультразвуковые преобразователи, обычно соединенные с рупорными или зондовыми системами, которые увеличивают амплитуду смещения, тем самым облегчая эффективную передачу энергии в среду.