Apa itu Ekstraksi Ultrasonik?
Pengenalan:
Ekstraksi dan pemisahan gelombang ultrasonik terutama didasarkan pada disiplin desain bahan aktif dan aktif dalam zat tersebut, termasuk status keberadaannya, polaritasnya, kelarutannya, dll.
Gunakan metode getaran ultrasonik secara wajar untuk mengekstraksi teknologi baru, yang memungkinkan pelarut dengan cepat memasuki bahan padat. Bahan organik yang terkandung dalam zatnya harus terlarut sempurna dalam pelarut sebanyak mungkin untuk mendapatkan ekstrak campuran multikomponen.
Teknologi ultrasonik meningkatkan proses ekstraksi dan secara efektif dapat meningkatkan laju pemisahan ekstraksi. Hal ini dapat mempersingkat waktu ekstraksi, menghemat biaya, dan bahkan meningkatkan kualitas dan hasil produk.
Prinsip:
Dalam ekstraksi ultrasonik, energi mekanik yang dihasilkan oleh ultrasound diterapkan pada sampel (seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut). Perlakuan ultrasonik ini menyebabkan fenomena kavitasi, yaitu terbentuknya gelembung vakum kecil atau rongga dalam cairan, yang akan meledak pada sampel padat, menghasilkan suhu dan tekanan lokal yang tinggi (sekitar 4500 derajat Celcius) (sekitar 50 megapascal). Kekuatan-kekuatan ini menghasilkan efek seperti pemecahan suara, penghancuran membran sel, dan ekstraksi zat intraseluler.
1. Aplikasi dalam ekstraksi nikotin
Komponen nikotin dalam tembakau memiliki nilai praktis yang tinggi di bidang pertanian dan kedokteran, dan teknologi ekstraksi ultrasonik dapat secara efektif mengekstraksi komponen nikotin dalam tembakau. Dalam penelitian terapan ini, peneliti terutama menyelidiki pengaruh faktor-faktor seperti konsentrasi ekstraktan, rasio padat-cair, waktu ekstraksi, dan suhu ultrasonik terhadap efisiensi ekstraksi komponen nikotin. Cong Xiuzhi menggunakan metanol 40% sebagai bahan ekstraksi, dengan perbandingan padat-cair 1:20, waktu ekstraksi 30 menit, dan suhu ultrasonik 150 derajat. Tingkat ekstraksi nikotin bisa mencapai sekitar 7%. Chu Zhibing dan lainnya menggunakan NaOH 0,4% sebagai bahan ekstraksi, dengan perbandingan padat-cair 1:40 dan waktu ekstraksi ultrasonik suhu ruangan 4 jam, menghasilkan tingkat ekstraksi nikotin sebesar 2,12%. Etanol 78% digunakan sebagai bahan ekstraksi, dengan perbandingan padat-cair 1:5, waktu ekstraksi 30 menit, dan suhu ultrasonik 52 derajat,
Jumlah ekstraksi nikotin adalah 23,1mg/mL. Menggunakan etanol 95% dengan pH 4 sebagai pelarut, rasio padat-cair 1:15, dan suhu ultrasonik 80 derajat untuk ekstraksi dua kali selama 45 menit setiap kali, laju ekstraksi nikotin dapat mencapai 95,42%. Analisis komparatif menunjukkan bahwa efek ekstraksinya secara signifikan lebih baik dibandingkan dengan ekstraksi refluks yang dipanaskan (yang terakhir hanya 84,79%).
2. Aplikasi dalam ekstraksi total flavonoid dari jantung biji teratai
Menggunakan jantung biji teratai sebagai bahan uji dan larutan etanol sebagai bahan ekstraksi, percobaan faktor tunggal dan percobaan ortogonal L9 (34) dilakukan dengan menggunakan metode ekstraksi ultrasonik untuk mempelajari pengaruh konsentrasi etanol, waktu ekstraksi, rasio padat-cair, dan ekstraksi. suhu terhadap laju ekstraksi total flavonoid. Hasil penelitian menunjukkan bahwa faktor utama yang mempengaruhi laju ekstraksi total flavonoid dari hati biji teratai adalah konsentrasi etanol, diikuti suhu ekstraksi, rasio padat-cair, dan waktu ekstraksi ultrasonik; Kondisi ekstraksi optimal adalah: konsentrasi etanol 60%, suhu ekstraksi 70 derajat, rasio padat-cair 1:24g/mL, waktu ekstraksi ultrasonik 30 menit, dan laju ekstraksi total flavonoid yang diperoleh pada kondisi tersebut adalah 10. 86mg/g.
3. Aplikasi dalam ekstraksi polisakarida dari goji berry
Proses ekstraksi polisakarida Lycium barbarum menggunakan USG dipelajari, dan kandungan polisakarida Lycium barbarum diukur dengan spektrofotometri. Proses ekstraksi polisakarida Lycium barbarum menggunakan ekstraksi air berbantuan USG dipelajari secara sistematis melalui percobaan stop-crossing. Proses optimal yang ditentukan yaitu perendaman pada suhu 50 derajat, perbandingan air bahan 1:60, selama 2,5 jam, dan ekstraksi ultrasonik selama 5 menit. Tingkat ekstraksi polisakarida tertinggi sebesar 50,36%.
Keuntungan:
1. Ekstraksi ultrasonik tidak mudah dibatasi oleh penggunaan pelarut dan memungkinkan penambahan koekstraktan untuk lebih meningkatkan polaritas fase cair dan meningkatkan efisiensi ekstraksi.
2. Dibandingkan dengan ekstraksi CO2 superkritis dan ekstraksi tekanan ultra-tinggi, peralatan ekstraksi ultrasonik sederhana dan biaya ekstraksi rendah.
3. Berbeda dengan metode perebusan atau refluks tradisional, ekstraksi ultrasonik tidak memerlukan pemanasan untuk mencegah kerusakan bahan aktif akibat pemanasan yang berkepanjangan, sehingga sangat cocok untuk ekstraksi zat termosensitif.
4. Dalam kebanyakan kasus, ekstraksi ultrasonik memiliki langkah yang lebih sedikit, proses ekstraksi yang sederhana, dan kecil kemungkinannya menyebabkan kontaminasi pada ekstrak.
5. Teknologi ekstraksi ultrasonik meningkatkan laju ekstraksi bahan aktif, memastikan pemanfaatan bahan mentah secara optimal, mengurangi konsumsi pelarut, dan dapat mencapai manfaat ekonomi yang signifikan.
6. Teknologi ekstraksi ultrasonik adalah proses fisik yang tidak melibatkan reaksi kimia di seluruh proses ekstraksi, dengan dampak minimal terhadap aktivitas bahan aktif.
