Ultragarso gavybos technologijos veikimo principas ir privalumai

Ultragarso gavybos technologija yra pageidaujama biologiškai aktyvių junginių izoliavimo nuo augalų technika. Ultragarsas reiškia tas mechanines garso bangas, kurių dažniai yra didesni nei 20 kHz, bet mažesni nei 10 MHz. Ultragarso gavyba paprastai naudoja mažesnį dažnių diapazoną (16 kHz-100 kHz), nes aukštesni dažniai gali sukelti energijos perteklių, dėl kurio gali pablogėti aktyvūs komponentai augalų struktūrose.

Ardymo leidžia visiškai išgauti, todėl didelis gavybos derlius per labai trumpą ištraukimo laiką. Kaip veiksmingas gavybos metodas, ultragarso gavyba taupo tiek išlaidas, tiek laiką, tuo pačiu suteikdama aukštos kokybės ekstraktus, skirtus naudoti maiste, papilduose ir vaistuose.

01

darbo principas

Ultragarso ekstrahavimas grindžiamas ultragarso kavitacijos veikimo principu ir yra grynai mechaninis apdorojimas. Panašiai kaip ir aukšti šlyties maišytuvai, sonotrodai generuoja mechanines šlyties jėgas tik proceso terpėje. Ultragarso gavyba pati yra ne šiluminė, be cheminių medžiagų gavybos technika.

Ultragarso kavitacija yra garsinė arba ultragarsinė kavitacija, kuri atsiranda esant didelei galiai, remiantis pakartotiniais aukšto ir žemo slėgio ciklais. Pakaitomis aukšto ir žemo slėgio ardymo ciklai 20 000 kartų per sekundę sukuria intensyvias šlyties jėgas ir skystas sroves. Šis ekstremalus stresas įveikia membranos selektyvumą, perforuoja ir sutrikdo ląstelių sienelę ir lemia aukštos kokybės transportavimą tarp vidinės ląstelės ir aplinkinio tirpiklio. Su ultragarso gavyba, galima pasiekti didesnį derlių ir trumpesnį gavybos laiką. Kadangi ultragarso gavyba yra pasikartojantis procesas, ekstrahavimo rezultatai gali būti pakartoti standartizuotai ekstrahavimo kokybei.

Ultragarso kavitacija gali lokaliai sukelti ekstremalias sąlygas, tokias kaip labai didelis diferencialinis slėgis ir didelės šlyties jėgos. Kai kavitacijos burbuliukai sprogsta ant kietųjų dalelių (pvz., dalelių, augalų ląstelių, audinių ir kt.) paviršiaus, mikrojetai ir susidūrimai tarp dalelių gali sukelti tokius padarinius kaip dalelių plyšimas, sonoporacija (ląstelių sienelių ir membranų perforacija) ir ląstelių ląstelių. Be to, kavitacijos burbuliukų sprogimas skystoje terpėje sukuria turbulenciją ir susijaudinimą, kuris palengvina masinį perdavimą tarp ląstelės vidaus ir aplinkinio tirpiklio. Ultragarso spinduliuotė yra veiksmingas būdas pagerinti masinio perdavimo procesus, nes ultragarsas sukelia kavitaciją ir su ja susijusius mechanizmus, tokius kaip mikromotionas, kurį sukelia skystos srovės, suspaudimas ir dekompresija medžiagose, o vėliau ląstelių sienelės sutrikimas.

02

Pranašumą

Ultragarso gavyba gali sumažinti tirpiklio kiekį ir padaryti tirpiklio kiekį švelnesnį. Tai reiškia, kad ultragarso gavyba padidina gavybos derlių ir lemia sveikesnius ekstraktus. Taip yra dėl jo veikimo žemoje temperatūroje būdingumo, kuris gali ne tik sumažinti šilumos nuostolius dėl temperatūros veiksnių, bet ir išvengti medžiagų garinimo dėl žemų virimo temperatūrų ir išlaikyti biologiškai aktyvias medžiagas. Ultragarso ekstrahavimas yra paprastas, saugus ir tiksliai kontroliuojamas taikymas. Kaip ne šiluminio ekstrahavimo metodas, ardymas gali būti atliekamas esant žemai temperatūrai, taip išvengiant termiškai jautrių, termiškai nestabilių medžiagų skilimo. Ultragarso gavyba taip pat gali labai sumažinti gamybos laiką, nes keliaujančios ultragarso bangos sutrikdo ląstelių sieneles, taip sumažindamos veikliosios medžiagos perkėlimo iš augalinės medžiagos į tirpiklį laiką.

03

Ultragarso gavybos poveikis

Ultragarso ląstelių sutrikimas ir padidėjęs masės perdavimo ultragarsas gali padėti ekstrahavimo procesui dėl ląstelių sutrikimo ir didesnio masės perdavimo ribiniame sluoksnyje aplink kietą matricą. Kaip ląstelių sienelių ir membranų perforacija, ultragarsas gali padidinti ląstelių sienelių ir membranų pralaidumą, dažnai tarpinį žingsnį, kol ląstelės visiškai sunaikinamos ultragarsu.

Mechaninis ultragarso sukeltos kavitacijos poveikis, pvz., Šilumos ir slėgio skirtumai, smūgio bangos, šlyties jėgos, skystos srovės ir mikrofluidicai, padidina tirpiklių įsiskverbimą į ląstelių vidų ir pagerina masinį perdavimą tarp ląstelių ir tirpiklių, todėl tarpląstelinė medžiaga gali būti perkelta į tirpiklį.

04

Apibendrinti

Ultragarso gavybos technologija naudoja ultragarso bangų gaminamą kavitaciją, kad iš augalų išgautų veikliąsias medžiagas. Palyginti su įprastais ekstrahavimo metodais, ultragarso padedami ekstrahavimo metodai tampa patrauklesni dėl įvairių jų privalumų, tokių kaip mažas energijos suvartojimas, trumpas gavybos laikas, mažesnis aktyvių junginių sunaikinimas ir didelis gavybos derlius.