Processeur d'extraction mélangeur homogénéisateur à ultrasons avec réacteur en verre

Processeur d'extraction par homogénéisation ultrasonique

Qu'est-ce que la machine d'extraction par ultrasons ?

L'extraction de vitamines par ultrasons est une méthode d'extraction de vitamines à partir de diverses matières premières biologiques à l'aide de la technologie ultrasonique. Voici une introduction détaillée sous les aspects du principe, des avantages et du processus :

En général, les matières premières végétales sont prétraitées par broyage pour augmenter la surface de contact avec le solvant. Ensuite, les matières premières végétales prétraitées sont mélangées avec le solvant sélectionné dans une certaine proportion et placées dans un appareil d'extraction par ultrasons. Sous l'action des ultrasons, les ingrédients actifs des cellules végétales se dissolvent progressivement dans le solvant. Une fois l'extraction terminée, l'extrait est séparé du résidu par filtration, centrifugation, etc. pour obtenir un extrait brut contenant des ingrédients actifs, qui peut être purifié et affiné davantage si nécessaire.

La sonochimie d'émission élimine les vibrations à haute fréquence et les effets de cavitation, et présente d'excellentes performances pour la promotion des réactions chimiques et l'amélioration de l'efficacité de la production. Ces appareils sont largement utilisés dans des processus tels que l'émulsification, l'extraction, la dispersion et l'homogénéisation pour améliorer la qualité des produits.

La technologie ultrasonique est également largement utilisée dans la purification, les réactions catalytiques, la préparation de nanomatériaux, la purification cellulaire et le traitement de l'eau, et sa polyvalence joue un rôle clé dans la recherche scientifique et la production industrielle.

Préparation des matières premières : Sélectionner des matières premières biologiques riches en vitamines cibles, telles que des fruits frais, des légumes, des céréales ou des micro-organismes, et effectuer un prétraitement, y compris le lavage, le hachage, le séchage, le broyage et d'autres opérations, pour augmenter la surface de contact entre les matières premières et le solvant et améliorer l'efficacité de l'extraction.

Sélection du solvant d'extraction : Sélectionner un solvant approprié en fonction des propriétés de la vitamine cible. Par exemple, pour les vitamines hydrosolubles, les solvants polaires tels que l'eau et la solution eau-éthanol sont plus couramment utilisés ; pour les vitamines liposolubles, les solvants non polaires tels que le n-hexane et le pétrole sont souvent utilisés.

Extraction par ultrasons : Mélanger les matières premières prétraitées et les solvants dans une certaine proportion et les placer dans l'équipement d'extraction par ultrasons. Régler les paramètres ultrasoniques appropriés, tels que la fréquence, la puissance, le temps d'extraction et la température, et démarrer l'équipement pour l'extraction.
Séparation et purification du liquide d'extraction : Une fois l'extraction terminée, l'extrait est séparé du résidu par filtration, centrifugation et autres méthodes pour obtenir un extrait brut contenant des vitamines. Afin d'obtenir un produit vitaminique de plus haute pureté, l'extrait brut doit être purifié davantage, par exemple par distillation, extraction, chromatographie et autres méthodes.
Lyse cellulaire : Lorsque les ondes ultrasonores se propagent dans un milieu liquide, des effets de cavitation se produisent. Dans la phase de pression négative de l'onde ultrasonore, de minuscules bulles de cavitation se forment dans le liquide, et dans la phase de pression positive, les bulles de cavitation se referment rapidement, générant une pression élevée instantanée et une température locale élevée allant jusqu'à des milliers d'atmosphères. Cette forte force d'impact peut détruire les parois cellulaires et les membranes cellulaires des cellules biologiques, et libérer des substances telles que les vitamines contenues dans les cellules dans le solvant environnant.
Accélération du transfert de masse : La vibration mécanique des ondes ultrasonores peut accélérer le processus de transfert de matière entre le solvant et les matières premières biologiques. Elle permet aux molécules de solvant de pénétrer plus rapidement dans les matières premières, et favorise également la diffusion plus rapide des vitamines libérées des cellules dans le solvant, améliorant ainsi l'efficacité de l'extraction.
Réduction de la tension superficielle : Les ondes ultrasonores peuvent réduire la tension superficielle du solvant, ce qui facilite le mouillage des matières premières biologiques par le solvant, favorisant ainsi davantage le contact et l'interaction entre le solvant et les matières premières, et facilitant la dissolution et l'extraction des vitamines.

Paramètre :

Généralement dans la gamme de 20 à 100 kHz, les homogénéisateurs ultrasoniques sont des appareils qui provoquent une cavitation acoustique dans les liquides et produisent de fortes forces de cisaillement locales au moyen d'ondes sonores à haute fréquence.
Les microbulles fournissent des ondes de choc, de la turbulence et de la micro-agitation qui réduisent efficacement la taille des particules et garantissent une dispersion homogène ; leur développement, leur croissance et leur effondrement rapide forment la base de leur action.
Leur valeur découle de leur capacité à perturber les structures cellulaires, à stimuler l'émulsification et à augmenter l'efficacité de l'extraction dans de nombreuses matrices, améliorant ainsi la qualité et la cohérence des produits fabriqués.
Historiquement, l'homogénéisation ultrasonique est née des premières recherches sonochimiques au milieu du XXe siècle et est passée d'appareils à l'échelle du laboratoire à des systèmes à flux continu à l'échelle industrielle, reflétant les développements dans la conception des transducteurs et le contrôle de l'énergie.
Les applications couvrent plusieurs disciplines, notamment l'agroalimentaire, la biotechnologie et la recherche sur les matériaux, où une faible utilisation de produits chimiques et des processus non thermiques sont très appréciés.
Les éléments de conception importants comprennent les transducteurs ultrasoniques, généralement couplés à des systèmes de cornet ou de sonde, qui augmentent l'amplitude de déplacement, facilitant ainsi une transmission d'énergie efficace dans le milieu.