Máquina de extracción ultrasónica a prueba de explosiones más eficiente con solvente de alcohol

Máquina de extracción ultrasónica a prueba de explosiones más eficiente con solvente de alcohol

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La razón por la que el equipo de extracción por ultrasonidos necesita ser a prueba de explosiones está estrechamente relacionada con el entorno de trabajo, el principio de funcionamiento y los riesgos potenciales para la seguridad del equipo. A continuación se muestra un análisis de las razones específicas:

1. Puede haber sustancias inflamables y explosivas en el entorno de trabajo
Volatilidad del medio de extracción: En el proceso de extracción, a menudo se utilizan disolventes orgánicos como etanol, metanol, etc., como medios de extracción. Estos disolventes son muy volátiles. Cuando se evaporan hasta una cierta concentración en un espacio cerrado o semicerrado, se mezclan fácilmente con el aire para formar una mezcla de gases inflamables y explosivos.
Requisitos especiales de escenarios industriales: Algunos escenarios de aplicación pertenecen a entornos inflamables y explosivos, como minas, talleres petroquímicos, molinos de harina, etc. En estos lugares, el aire puede estar lleno de polvo combustible (como harina, polvo de carbón) o gases combustibles (como metano, propano), y cualquier peligro para la seguridad generado durante el funcionamiento de equipos ordinarios puede causar accidentes de explosión.

Generalmente, las materias primas vegetales se pretratan triturándolas para aumentar el área de contacto con el disolvente. Luego, las materias primas vegetales pretratadas se mezclan con el disolvente seleccionado en una proporción determinada y se colocan en un dispositivo de extracción por ultrasonidos. Bajo la acción de los ultrasonidos, los ingredientes activos de las células vegetales se disuelven gradualmente en el disolvente. Una vez completada la extracción, el extracto se separa del residuo por filtración, centrifugación, etc., para obtener un extracto bruto que contiene ingredientes activos, que puede purificarse y refinarse aún más según sea necesario.

El propósito principal del diseño a prueba de explosiones: prevenir la formación de tres elementos de explosión
La ocurrencia de una explosión requiere que se cumplan tres condiciones al mismo tiempo: materiales combustibles, ayudas a la combustión (como el aire) y fuentes de ignición. El diseño a prueba de explosiones corta la cadena de explosión de las siguientes maneras:
Controlar la fuente de ignición:
Las cajas de control eléctrico, los motores y otros componentes eléctricos a prueba de explosiones adoptan estructuras a prueba de explosiones (como el tipo a prueba de llamas, el tipo de seguridad aumentada), y los componentes que pueden generar chispas eléctricas o altas temperaturas están encerrados en carcasas especiales para evitar que las chispas entren en contacto con materiales combustibles externos.
El diseño de puesta a tierra del equipo puede guiar la electricidad estática y evitar la acumulación de electricidad estática para producir fenómenos de descarga.
Optimizar el sellado del equipo: El tanque de extracción, la tubería y otros componentes están hechos de materiales resistentes a la corrosión y con un excelente sellado (como el acero inoxidable) para evitar la volatilización y las fugas del disolvente, reducir la concentración de gas o polvo combustible en el entorno y mantenerlo alejado del rango límite de explosión.
Control de temperatura y energía: La temperatura de extracción se ajusta con precisión a través del sistema de control de temperatura para evitar el sobrecalentamiento; el diseño razonable de la potencia y la frecuencia ultrasónicas también puede reducir la anomalía de calor causada por la concentración excesiva de energía.

Proceso paso a paso

Preparar material herbal

Secar y moler la hierba hasta obtener un polvo fino.

Mezclar con solución acuosa de lecitina

Disolver la lecitina en agua (o mezcla de agua y etanol) con agitación suave.

Homogeneización ultrasónica

Sumergir la sonda ultrasónica en la mezcla.

Procesar durante 5–30 min (el modo pulsado evita el sobrecalentamiento).

Filtración y concentración

Filtrar (por ejemplo, centrifugación o filtro de malla) para eliminar los restos de plantas.

Opcional: Concentrar mediante evaporación o liofilización.

Aplicaciones

Nanoemulsiones para una mayor biodisponibilidad.

Extracción fitoquímica (por ejemplo, curcumina, ginsenósidos, cannabinoides).

Formulaciones cosméticas y nutracéuticas (la lecitina mejora la penetración en la piel).

Preparación de materias primas: Seleccionar materias primas biológicas ricas en vitaminas objetivo, como frutas frescas, verduras, granos o microorganismos, y realizar un pretratamiento, que incluye lavado, picado, secado, trituración y otras operaciones, para aumentar el área de contacto entre las materias primas y el disolvente y mejorar la eficiencia de la extracción.

Selección del disolvente de extracción: Seleccionar un disolvente adecuado según las propiedades de la vitamina objetivo. Por ejemplo, para las vitaminas solubles en agua, los disolventes polares como el agua y la solución de etanol-agua se utilizan con mayor frecuencia; para las vitaminas liposolubles, los disolventes no polares como el n-hexano y el petróleo se utilizan a menudo.

Extracción por ultrasonidos: Mezclar las materias primas pretratadas y los disolventes en una proporción determinada y colocarlos en el equipo de extracción por ultrasonidos. Establecer los parámetros ultrasónicos apropiados, como la frecuencia, la potencia, el tiempo de extracción y la temperatura, e iniciar el equipo para la extracción.
Separación y purificación del líquido de extracción: Una vez completada la extracción, el extracto se separa del residuo por filtración, centrifugación y otros métodos para obtener un extracto bruto que contenga vitaminas. Para obtener un producto vitamínico de mayor pureza, el extracto bruto debe purificarse aún más, por ejemplo, mediante destilación, extracción, cromatografía y otros métodos.
Desintegración celular: Cuando las ondas ultrasónicas se propagan en un medio líquido, se producirán efectos de cavitación. En la fase de presión negativa de la onda ultrasónica, se formarán pequeñas burbujas de cavitación en el líquido, y en la fase de presión positiva, las burbujas de cavitación se cerrarán rápidamente, generando una alta presión instantánea y una alta temperatura local de hasta miles de atmósferas. Esta fuerte fuerza de impacto puede destruir las paredes celulares y las membranas celulares de las células biológicas, y liberar sustancias como las vitaminas en las células en el disolvente circundante.
Acelerar la transferencia de masa: La vibración mecánica de las ondas ultrasónicas puede acelerar el proceso de transferencia de material entre el disolvente y las materias primas biológicas. Permite que las moléculas de disolvente penetren en las materias primas más rápidamente, y también promueve que las vitaminas liberadas de las células se difundan en el disolvente más rápido, mejorando así la eficiencia de la extracción.
Reducción de la tensión superficial: Las ondas ultrasónicas pueden reducir la tensión superficial del disolvente, lo que facilita que el disolvente humedezca las materias primas biológicas, promoviendo aún más el contacto y la interacción entre el disolvente y las materias primas, y facilitando la disolución y extracción de vitaminas.
Parámetro:

Aplicación
Industria farmacéutica: En la producción de medicamentos vitamínicos, la extracción por ultrasonidos se puede utilizar para extraer vitaminas de materias primas naturales como ingredientes activos de los medicamentos, como la extracción de vitaminas B de la levadura y la extracción de vitamina E de aceites y grasas vegetales.
Industria de productos para el cuidado de la salud: Se utiliza para producir productos vitamínicos para la salud, extraer vitaminas de plantas naturales o tejidos animales y fabricar varias tabletas de vitaminas, cápsulas, líquidos orales y otros productos para satisfacer la demanda de suplementos vitamínicos de las personas.
Aditivos alimentarios: Las vitaminas extraídas se pueden utilizar como aditivos alimentarios para fortificar los alimentos, como agregar vitaminas a bebidas, productos lácteos, productos de cereales, etc. para mejorar el valor nutricional de los alimentos.