اصل کار و مزایای استفاده از تکنولوژی استخراج مافوق صوت

تکنولوژی استخراج مافوق صوت تکنیک ترجیح داده شده برای منزوی کردن ترکیبات زیست فعال از گیاهان است. سونوگرافی اشاره به آن امواج صوتی مکانیکی با فرکانس بالاتر از 20 کیلوهرتز اما کمتر از 10 مگاهرتز. استخراج مافوق صوت به طور معمول با استفاده از محدوده فرکانس کوچکتر (16 کیلوهرتز - 100 کیلوهرتز) ، به عنوان فرکانس های بالاتر می تواند منجر به انرژی اضافی ، که می تواند منجر به تخریب اجزای فعال در ساختارهای گیاهی.

فراصوت را قادر می سازد استخراج کامل، و در نتیجه عملکرد استخراج بالا در زمان استخراج بسیار کوتاه است. به عنوان یک روش استخراج کارآمد, استخراج مافوق صوت صرفه جویی در هر دو هزینه و زمان در حالی که عملکرد عصاره با کیفیت بالا برای استفاده در مواد غذایی, مکمل, و داروسازی.

01

اصل کار

استخراج مافوق صوت بر اساس اصل کار حفره مافوق صوت است و درمان کاملا مکانیکی است. شبیه به میکسرهای برشی بالا، sonotrodes تولید نیروهای برشی مکانیکی تنها در محیط فرایند. استخراج مافوق صوت خود یک تکنیک استخراج غیر حرارتی، بدون مواد شیمیایی است.

حفره مافوق صوت حفره صوتی یا مافوق صوت است که در قدرت بالا رخ می دهد, بر اساس چرخه های مکرر بالا و کم فشار. چرخه های متناوب بالا و کم فشار فراصوت ۲۰٬۰ بار در ثانیه نیروهای برشی شدید و جت های مایع ایجاد می کنند. این استرس شدید بر انتخاب غشا غلبه می کند، دیواره سلولی را سوراخ و مختل می کند و منجر به انتقال با کیفیت بالا بین سلول داخلی و حلال اطراف می شود. با استخراج مافوق صوت، بازده بالاتر و زمان استخراج کوتاه تر می تواند به دست آورد. از آنجا که استخراج مافوق صوت یک فرایند قابل تکرار است, نتایج استخراج را می توان برای کیفیت استخراج استاندارد تکرار.

حفره مافوق صوت می تواند به صورت محلی منجر به شرایط شدید مانند فشارهای دی متفاوتی بسیار بالا و نیروهای براری بالا. هنگامی که حباب های حفره ای بر روی سطح جامدات (مانند ذرات، سلول های گیاهی، بافت ها و غیره) پشت سر هم قرار می دهند، میکروجیت ها و برخوردهای بین ذرات می توانند اثراتی مانند پارگی ذرات، سونوپراسیون (سوراخ شدن دیواره های سلولی و غشاها)، و سلولی بودن تولید کنند. علاوه بر این، ترکیدن حباب های حفره ای در رسانه های مایع، اغتشاش و بی قراری ایجاد می کند که انتقال جرم بین فضای داخلی سلول و حلال اطراف را تسهیل می کند. اشعه مافوق صوت یک راه کارآمد برای افزایش فرایندهای انتقال جرم است, به عنوان سونوگرافی القا حفره و مکانیسم های مرتبط با آن, مانند میکروموشن ناشی از جت مایع, فشرده سازی و فشرده سازی در مواد, و پس از آن اختلال در دیواره سلول.

02

مزیت

استخراج مافوق صوت می تواند مقدار حلال را کاهش دهد و مقدار حلال ملایم تر. این بدان معنی است که استخراج مافوق صوت را افزایش می دهد عملکرد استخراج و نتایج در عصاره سالم تر. این به دلیل ویژگی فعالیت آن در دمای پایین است که نه تنها می تواند از دست دادن گرما به دلیل عوامل دما کاهش یابد بلکه از بخار شدن مواد به دلیل نقاط جوش پایین اجتناب می کند و مواد فعال بیولوژیکی را حفظ می کند. استخراج مافوق صوت یک برنامه ساده، امن، و دقیقا کنترل شده است. به عنوان یک روش استخراج غیر حرارتی، فراصوت می تواند در دماهای پایین انجام شود، در نتیجه اجتناب از تخریب مواد حساس حرارتی، از نظر حرارتی ناپایدار است. استخراج مافوق صوت نیز قادر است تا حد زیادی کاهش زمان تولید, به عنوان امواج مافوق صوت سفر مختل دیواره سلول, در نتیجه کاهش زمان انتقال مواد تشکیل دهنده فعال از مواد گیاهی به حلال.

03

اثرات استخراج مافوق صوت

اختلال سلول مافوق صوت و افزایش سونوگرافی انتقال جرم می تواند فرایند استخراج توسط اختلال سلول و افزایش انتقال جرم در لایه مرزی در اطراف ماتریس جامد کمک کند. به عنوان سوراخ شدن دیواره های سلولی و غشاها، سونوگرافی می تواند قابلیت ترامد دیواره های سلولی و غشاها را افزایش دهد، اغلب یک گام میانی قبل از اینکه سلول ها به طور کامل توسط سونوگرافی از بین بروند.

اثرات مکانیکی حفره ناشی از سونوگرافی، مانند تفاوت گرما و فشار، امواج شوک، نیروهای برشی، جت مایع، و میکروفلویدیک، افزایش نفوذ حلال به داخل سلول ها و بهبود انتقال جرم بین سلول ها و حلال ها، قادر می سازد مواد بین سلولی به حلال منتقل شود.

04

خلاصه

فن آوری استخراج مافوق صوت با استفاده از حفره تولید شده توسط امواج مافوق صوت برای استخراج مواد تشکیل دهنده فعال از گیاهان. در مقایسه با روش های استخراج معمولی، روش های استخراج به کمک سونوگرافی با توجه به مزایای مختلف خود، مانند مصرف انرژی کم، زمان استخراج کوتاه، تخریب کمتر ترکیبات فعال، و عملکرد استخراج بالا جذاب تر می شوند.