El principio de funcionamiento y las ventajas de la tecnología de extracción ultrasónica

La tecnología de extracción ultrasónica es la técnica preferida para aislar compuestos bioactivos de las plantas. El ultrasonido se refiere a aquellas ondas sonoras mecánicas con frecuencias superiores a 20 kHz pero inferiores a 10 MHz. La extracción ultrasónica generalmente usa un rango de frecuencia más pequeño (16 kHz-100 kHz), ya que las frecuencias más altas pueden generar un exceso de energía, lo que puede conducir a la degradación de los componentes activos en las estructuras de la planta.

La sonicación permite una extracción completa, lo que resulta en altos rendimientos de extracción en tiempos de extracción muy cortos. Como método de extracción eficiente, la extracción ultrasónica ahorra costos y tiempo al mismo tiempo que produce extractos de alta-calidad para su uso en alimentos, suplementos y productos farmacéuticos.

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principio de funcionamiento

La extracción ultrasónica se basa en el principio de funcionamiento de la cavitación ultrasónica y es un tratamiento puramente mecánico. Al igual que los mezcladores de alto cizallamiento, los sonotrodos generan fuerzas mecánicas de cizallamiento solo en el medio del proceso. La extracción ultrasónica en sí es una técnica de extracción no-térmica y sin productos químicos-.

La cavitación ultrasónica es una cavitación sónica o ultrasónica que se produce a alta potencia, en función de ciclos repetidos de presión alta y baja-. La alternancia de ciclos de alta y baja-presión de sonicación 20,000 veces por segundo crea intensas fuerzas de corte y chorros de líquido. Este estrés extremo supera la selectividad de la membrana, perfora y rompe la pared celular y da como resultado un transporte de alta-calidad entre la célula interna y el solvente circundante. Con la extracción ultrasónica, se pueden lograr mayores rendimientos y tiempos de extracción más cortos. Dado que la extracción ultrasónica es un proceso repetible, los resultados de la extracción se pueden repetir para obtener una calidad de extracción estandarizada.

La cavitación ultrasónica puede conducir localmente a condiciones extremas, como presiones diferenciales muy altas y fuerzas de cizallamiento elevadas. Cuando las burbujas de cavitación estallan en la superficie de los sólidos (p. ej., partículas, células vegetales, tejidos, etc.), los microchorros y las colisiones entre -partículas pueden producir efectos como la ruptura de partículas, la sonoporación (perforación de las paredes celulares y las membranas), y celularidad. Además, el estallido de burbujas de cavitación en medios líquidos crea turbulencia y agitación, lo que facilita la transferencia de masa entre el interior de la celda y el solvente circundante. La radiación ultrasónica es una forma eficiente de mejorar los procesos de transferencia de masa, ya que el ultrasonido induce la cavitación y sus mecanismos asociados, como el micromovimiento inducido por chorros de líquido, la compresión y descompresión de los materiales y la posterior ruptura de la pared celular.

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ventaja

La extracción ultrasónica puede reducir la cantidad de solvente y hacer que la cantidad de solvente sea más suave. Esto significa que la extracción ultrasónica aumenta los rendimientos de extracción y da como resultado extractos más saludables. Esto se debe a su característica de operar a baja temperatura, lo que puede no solo reducir la pérdida de calor por factores de temperatura, sino también evitar la vaporización de sustancias debido a los bajos puntos de ebullición y mantener las sustancias biológicamente activas. La extracción ultrasónica es una aplicación simple, segura y controlada con precisión. Como método de extracción no -térmica, la sonicación se puede realizar a bajas temperaturas, evitando así la degradación de sustancias térmicamente sensibles e inestables térmicamente. La extracción ultrasónica también puede reducir en gran medida el tiempo de producción, ya que las ondas ultrasónicas que viajan rompen las paredes celulares, lo que reduce el tiempo de transferencia del ingrediente activo del material vegetal al solvente.

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Efectos de la extracción ultrasónica

Disrupción celular ultrasónica y aumento de la transferencia de masa El ultrasonido puede ayudar en el proceso de extracción mediante la disrupción celular y la transferencia de masa mejorada en la capa límite alrededor de la matriz sólida. Como perforación de las paredes y membranas celulares, el ultrasonido puede mejorar la permeabilidad de las paredes y membranas celulares, a menudo un paso intermedio antes de que las células sean completamente destruidas por el ultrasonido.

Los efectos mecánicos de la cavitación-inducida por ultrasonido, como las diferencias de calor y presión, las ondas de choque, las fuerzas de corte, los chorros de líquido y los microfluidos, mejoran la penetración del solvente en el interior de las células y mejoran la transferencia de masa entre las células y los solventes, lo que permite que The material intercelular para ser transferido al solvente.

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Resumir

La tecnología de extracción ultrasónica utiliza la cavitación producida por ondas ultrasónicas para extraer principios activos de las plantas. En comparación con los métodos de extracción convencionales, los métodos de extracción asistida por ultrasonido-se vuelven más atractivos debido a sus diversas ventajas, como el bajo consumo de energía, tiempos de extracción cortos, menor destrucción de compuestos activos y altos rendimientos de extracción.