Как ультразвук ускоряет экстракцию
Действие ультразвука двойное, и оба механизма работают одновременно.
Разрушение клеточной структуры. Растительные клетки окружены стенкой из целлюлозы и пектина, через которую вещества выходят медленно. Кавитационные микропузырьки при схлопывании дают импульсы, которые локально разрушают стенку, и растворитель получает доступ к содержимому клетки.
Перемешивание на микромасштабе. Акустические потоки перемешивают раствор и сырьё на уровне пор и капилляров, а не макропотоков мешалки. Обновление поверхности контакта ускоряет массообмен.
Вместе это сокращает процесс с суток до десятков минут при том же или большем выходе целевого компонента.
Что происходит с чувствительными веществами
Главный риск ультразвуковой экстракции — разрушение термолабильных компонентов: витаминов, эфирных масел, полифенолов. Объём не нагревается так, как при горячей экстракции, но нагрев в зоне излучателя есть, поэтому температуру контролируют: терморегулятором на объёме или проточной подачей холодного растворителя.
Для чувствительных экстрактов амплитуду снижают осознанно: обработка идёт дольше, но продукт нагревается меньше. Это решение принимается на этапе подбора режима.
Растворители
- Вода. Экологичный вариант для полярных веществ, но извлечение из сухих масс идёт медленнее, чем в спирте.
- Этанол и спирты. Универсальный компромисс: полярный растворитель, короткий цикл, продукт пригоден для фармы и пищевой отрасли.
- Масла и глицерин. Для жирорастворимых компонентов и косметических рецептур.
Растворитель и его соотношение с сырьём определяет технолог заказчика: от этого зависит селективность и чистота продукта. Наша часть — оборудование и режим обработки под выбранный растворитель, с проверкой на вашем сырье.
Схемы: периодическая, сетчатая, циркуляционная, проточная
Периодическая схема — ёмкость с сырьём и растворителем, излучатель в растворе, процесс идёт заданное время. Удобна для разработки: можно менять соотношение и отбирать пробы.
Если сырьё растительное или волокнистое, применяется сетчатый объём: вставка удерживает материал в зоне поля, и его не уносит потоком. Подробнее о проточных схемах — на странице проточных ультразвуковых реакторов.
Циркуляционная схема — раствор ходит по контуру, сырьё в отдельной колбе: удобно, когда сырьё тяжёлое и осаждается. Проточная — для производства: время пребывания каждой порции фиксировано, режим повторяется.
Масштабирование
Переход от лабораторного объёма к промышленному — не просто умножение: при увеличении объёма энергия на единицу массы падает, поэтому мощность растёт вместе с объёмом, а акустическая схема пересчитывается.
Лабораторные аппараты для проб разобраны на странице лабораторного ультразвукового оборудования.
Оборудование выпускаем с 1994 года; установки поставляются с рассчитанной схемой и режимом под ваше сырьё.
