เครื่องประมวลผลสกัดสกัด homogenizer ultrasonic กับภาชนะปฏิกิริยาแก้ว

เครื่องสกัดและผสมสารด้วยอัลตราโซนิก

เครื่องสกัดด้วยอัลตราโซนิกคืออะไร?

การสกัดวิตามินด้วยอัลตราโซนิกเป็นวิธีการสกัดวิตามินจากวัตถุดิบชีวภาพต่างๆ โดยใช้เทคโนโลยีอัลตราโซนิก ต่อไปนี้เป็นการแนะนำโดยละเอียดในแง่ของหลักการ ข้อดี และกระบวนการ:

โดยทั่วไป วัตถุดิบจากพืชจะได้รับการบำบัดเบื้องต้นด้วยการบดเพื่อเพิ่มพื้นที่สัมผัสกับตัวทำละลาย จากนั้นวัตถุดิบจากพืชที่ผ่านการบำบัดเบื้องต้นจะผสมกับตัวทำละลายที่เลือกในสัดส่วนที่แน่นอนและใส่ลงในอุปกรณ์สกัดด้วยอัลตราโซนิก ภายใต้การทำงานของอัลตราซาวด์ ส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์ในเซลล์พืชจะค่อยๆ ละลายลงในตัวทำละลาย หลังจากกระบวนการสกัดเสร็จสิ้น สารสกัดจะถูกแยกออกจากกากโดยการกรอง การปั่นเหวี่ยง ฯลฯ เพื่อให้ได้สารสกัดหยาบที่มีส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์ ซึ่งสามารถทำให้บริสุทธิ์และปรับปรุงคุณภาพเพิ่มเติมได้ตามต้องการ

การปล่อยโซโนเคมีช่วยขจัดแรงสั่นสะเทือนความถี่สูงและผลกระทบจากการเกิดโพรงอากาศ และแสดงประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในการส่งเสริมปฏิกิริยาเคมีและปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต อุปกรณ์เหล่านี้มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในกระบวนการต่างๆ เช่น การทำให้เป็นอิมัลชัน การสกัด การกระจายตัว และการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน เพื่อปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์

เทคโนโลยีอัลตราโซนิกยังมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในการทำให้บริสุทธิ์ ปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยา การเตรียมวัสดุนาโน การทำให้เซลล์บริสุทธิ์ และการบำบัดน้ำ ความสามารถรอบด้านมีบทบาทสำคัญในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และการผลิตในภาคอุตสาหกรรม

การเตรียมวัตถุดิบ: เลือกวัตถุดิบชีวภาพที่อุดมไปด้วยวิตามินเป้าหมาย เช่น ผลไม้สด ผัก ธัญพืช หรือจุลินทรีย์ และดำเนินการบำบัดเบื้องต้น รวมถึงการล้าง การหั่น การทำให้แห้ง การบด และการดำเนินการอื่นๆ เพื่อเพิ่มพื้นที่สัมผัสระหว่างวัตถุดิบกับตัวทำละลายและปรับปรุงประสิทธิภาพการสกัด

การเลือกตัวทำละลายสกัด: เลือกตัวทำละลายที่เหมาะสมตามคุณสมบัติของวิตามินเป้าหมาย ตัวอย่างเช่น สำหรับวิตามินที่ละลายน้ำได้ ตัวทำละลายมีขั้ว เช่น น้ำและสารละลายเอทานอล-น้ำ มักใช้บ่อยกว่า สำหรับวิตามินที่ละลายในไขมัน ตัวทำละลายไม่มีขั้ว เช่น n-hexane และปิโตรเลียม มักใช้

การสกัดด้วยอัลตราโซนิก: ผสมวัตถุดิบที่ผ่านการบำบัดเบื้องต้นและตัวทำละลายในสัดส่วนที่แน่นอน และนำไปใส่ในอุปกรณ์สกัดด้วยอัลตราโซนิก ตั้งค่าพารามิเตอร์อัลตราโซนิกที่เหมาะสม เช่น ความถี่ กำลัง เวลาสกัด และอุณหภูมิ และเริ่มอุปกรณ์เพื่อทำการสกัด
การแยกและทำให้สารสกัดบริสุทธิ์: หลังจากกระบวนการสกัดเสร็จสิ้น สารสกัดจะถูกแยกออกจากกากโดยการกรอง การปั่นเหวี่ยง และวิธีการอื่นๆ เพื่อให้ได้สารสกัดหยาบที่มีวิตามิน เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์วิตามินที่มีความบริสุทธิ์สูงขึ้น สารสกัดหยาบจำเป็นต้องได้รับการทำให้บริสุทธิ์เพิ่มเติม เช่น โดยการกลั่น การสกัด โครมาโตกราฟี และวิธีการอื่นๆ
การทำลายเซลล์: เมื่อคลื่นอัลตราโซนิกแพร่กระจายในตัวกลางที่เป็นของเหลว จะเกิดผลกระทบจากการเกิดโพรงอากาศ ในช่วงความดันลบของคลื่นอัลตราโซนิก ฟองอากาศโพรงอากาศขนาดเล็กจะก่อตัวขึ้นในของเหลว และในช่วงความดันบวก ฟองอากาศโพรงอากาศจะปิดอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดแรงดันสูงทันทีและอุณหภูมิเฉพาะที่สูงถึงหลายพันบรรยากาศ แรงกระแทกที่รุนแรงนี้สามารถทำลายผนังเซลล์และเยื่อหุ้มเซลล์ของเซลล์ชีวภาพ และปล่อยสารต่างๆ เช่น วิตามินในเซลล์ลงสู่ตัวทำละลายโดยรอบ
เร่งการถ่ายเทมวล: การสั่นสะเทือนเชิงกลของคลื่นอัลตราโซนิกสามารถเร่งกระบวนการถ่ายเทมวลระหว่างตัวทำละลายและวัตถุดิบชีวภาพ ช่วยให้โมเลกุลของตัวทำละลายแทรกซึมเข้าสู่วัตถุดิบได้เร็วขึ้น และยังส่งเสริมให้วิตามินที่ปล่อยออกมาจากเซลล์แพร่กระจายเข้าสู่ตัวทำละลายได้เร็วขึ้น ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการสกัด
ลดแรงตึงผิว: คลื่นอัลตราโซนิกสามารถลดแรงตึงผิวของตัวทำละลาย ทำให้ตัวทำละลายเปียกวัตถุดิบชีวภาพได้ง่ายขึ้น ส่งเสริมการสัมผัสและการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างตัวทำละลายและวัตถุดิบให้ดียิ่งขึ้น และอำนวยความสะดวกในการละลายและการสกัดวิตามิน

พารามิเตอร์:

โดยทั่วไปในช่วง 20–100 kHz เครื่องผสมอัลตราโซนิกเป็นอุปกรณ์ที่ทำให้เกิดการเกิดโพรงอากาศในของเหลวและสร้างแรงเฉือนเฉพาะที่ที่รุนแรงด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง
ฟองอากาศขนาดเล็กให้คลื่นกระแทก ความปั่นป่วน และการไหลเวียนขนาดเล็กที่ช่วยลดขนาดอนุภาคได้อย่างมีประสิทธิภาพและรับประกันการกระจายตัวที่เป็นเนื้อเดียวกัน การพัฒนา การเติบโต และการยุบตัวอย่างรวดเร็วเป็นพื้นฐานของการทำงาน
คุณค่าของมันเกิดจากความสามารถในการรบกวนโครงสร้างเซลล์ ส่งเสริมการทำให้เป็นอิมัลชัน และเพิ่มประสิทธิภาพการสกัดในเมทริกซ์ต่างๆ ดังนั้นจึงปรับปรุงคุณภาพและความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์ที่ผลิต
ในอดีต การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยอัลตราโซนิกมีต้นกำเนิดมาจากการวิจัยโซโนเคมีในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 และได้พัฒนาจากอุปกรณ์ขนาดห้องปฏิบัติการไปสู่ระบบการไหลแบบต่อเนื่องในระดับอุตสาหกรรม ซึ่งสะท้อนถึงการพัฒนาในการออกแบบทรานสดิวเซอร์และการควบคุมพลังงาน
การใช้งานครอบคลุมหลายสาขาวิชา รวมถึงการแปรรูปอาหาร เทคโนโลยีชีวภาพ และการวิจัยวัสดุ ซึ่งมีการใช้สารเคมีน้อยและกระบวนการที่ไม่ใช้ความร้อนเป็นที่ต้องการอย่างมาก
องค์ประกอบการออกแบบที่สำคัญ ได้แก่ ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิก ซึ่งมักจะจับคู่กับระบบฮอร์นหรือหัววัด ซึ่งจะเพิ่มแอมพลิจูดของการกระจัด ดังนั้นจึงช่วยให้การส่งพลังงานไปยังตัวกลางได้อย่างมีประสิทธิภาพ