Disolventes eutécticos profundos para una extracción altamente eficaz

Los disolventes eutécticos profundos (DES) y los disolventes eutécticos profundos naturales (NADES) ofrecen ventajas como disolventes de extracción a muchos niveles y son, por tanto, una alternativa prometedora a los disolventes orgánicos convencionales. Los disolventes eutécticos profundos funcionan de forma excelente en combinación con la extracción por ultrasonidos y proporcionan altos rendimientos de extractos de primera calidad. Más información sobre la extracción por ultrasonidos con disolventes eutécticos profundos naturales.

¿Qué son los disolventes eutécticos profundos (DES)?

Los disolventes eutécticos profundos (DESs) son mezclas de al menos un aceptor de enlaces de hidrógeno (HBA) y un donante de enlaces de hidrógeno (HBD), incluyendo ácidos carboxílicos y otros compuestos renovables. Según Cai et al. (2019), "la fuerte interacción de enlace de hidrógeno entre el HBA y el HBD es el factor más importante para la formación de DESs." [Cai et al. 2019] Para los donantes de enlaces de hidrógeno (HBD), se suelen utilizar compuestos como azúcares, aminoácidos, ácidos carboxílicos (por ejemplo, ácido benzoico, ácido cítrico, ácido succínico) o aminas (por ejemplo, urea, benzamida). El potencial de interacción química de los HBD es el principal factor que contribuye a la formación y eficacia de los disolventes eutécticos profundos. Las sales de haluro, como el cloruro de colina o el cloruro de zinc, también pueden utilizarse junto con los HBD. Otros DES a base de cloruro de colina se forman con ácido malónico, fenol o glicerina. Como resultado de las fuertes interacciones de enlace de hidrógeno, el punto de fusión de los disolventes eutécticos profundos se reduce significativamente en comparación con sus componentes individuales. A diferencia de los disolventes convencionales (por ejemplo, etanol, metanol, hexano, butano, etc.), los DES no son volátiles, lo que significa que tienen una presión de vapor muy baja y, por tanto, son difícilmente inflamables. La toxicidad de los disolventes eutécticos profundos es baja, su biodegradabilidad es alta y los precursores necesarios son baratos, fáciles y abundantes de conseguir, así como renovables. Los disolventes eutécticos profundos naturales (DES) son aún más ecológicos, ya que todos los precursores proceden de fuentes naturales. Los NADES también ofrecen una solvencia sintonizable basada en la química del soluto y las especies utilizadas para crear el NADES. Algunos NADES presentan una alta viscosidad, por lo que no son muy adecuados para la extracción por lotes. Sin embargo, los NADES con viscosidades más altas pueden aplicarse con éxito como disolventes en la extracción por flujo ultrasónico.

¿Cómo funciona la extracción por ultrasonidos con disolventes eutécticos profundos?

La extracción por ultrasonidos se basa en los efectos sonomecánicos de los ultrasonidos de alta intensidad y baja frecuencia. Para promover e intensificar la extracción de compuestos botánicos (es decir, sustancias bioactivas) mediante ultrasonidos, se acoplan ondas de ultrasonido de alta potencia a través de una sonda ultrasónica (también llamada cuerno ultrasónico o sonotrodo) en el medio líquido, es decir, el lodo compuesto por la materia prima botánica y el disolvente eutéctico profundo (natural). Las ondas de ultrasonido viajan a través del líquido y crean ciclos alternativos de baja y alta presión. Durante los ciclos de baja presión, se crean diminutas burbujas de vacío (las llamadas burbujas de cavitación), que crecen durante varios ciclos de presión. Durante esos ciclos de crecimiento de la burbuja, los gases disueltos en el líquido entran en la burbuja de vacío, de modo que ésta se transforma en burbujas de gas en crecimiento. Tras crecer a lo largo de varios ciclos, las burbujas de vacío alcanzan un determinado tamaño en el que no pueden absorber más energía, por lo que implosionan violentamente durante un ciclo de alta presión. La implosión de las burbujas se caracteriza por intensas fuerzas de cavitación, que incluyen una temperatura y una presión muy elevadas que alcanzan hasta 4000K y 1000atm, respectivamente; así como los correspondientes diferenciales de temperatura y presión elevados. Estas turbulencias y fuerzas de cizallamiento generadas por ultrasonidos rompen las células vegetales y liberan los compuestos bioactivos intracelulares en el disolvente eutéctico profundo (natural). La extracción ultrasónica abre la estructura celular de los productos botánicos e intensifica la transferencia de masa entre el material vegetal y el disolvente. La sonicación promueve así la eficacia de los disolventes eutécticos profundos naturales. La extracción ultrasónica con disolventes eutécticos profundos (naturales) da lugar a rendimientos excepcionalmente altos en un tiempo de procesamiento muy corto.

Las potentes ondas de ultrasonido alteran la estructura celular de los productos botánicos, liberan los compuestos bioactivos y favorecen la transferencia de masa entre el material vegetal y el disolvente (por ejemplo, los disolventes eutécticos profundos).

La combinación de la extracción por ultrasonidos con los disolventes eutécticos profundos (naturales) le ofrece la oportunidad de combinar el poder de intensificación del proceso de los ultrasonidos con los notables efectos solubilizantes y la extraordinaria capacidad de diseño de los disolventes eutécticos profundos.
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Extractores ultrasónicos de alto rendimiento

La extracción por ultrasonidos es una tecnología de procesamiento fiable, que facilita y acelera la producción de extractos de alta calidad a partir de diversos productos botánicos, así como de cualquier disolvente. La extracción por ultrasonidos es altamente compatible con los disolventes eutécticos profundos (naturales), que son favorables debido a su excelente poder de solubilización, designabilidad al extracto, sostenibilidad, biodegradabilidad y respeto al medio ambiente. La combinación de la intensificación del proceso de los ultrasonidos de potencia con las ventajas de los disolventes eutécticos profundos (naturales) da a esta tecnología de proceso una superioridad en muchos niveles. La cartera de productos de Hielscher Ultrasonics cubre toda la gama, desde los ultrasonidos compactos de laboratorio hasta los sistemas de extracción industrial. Todos ellos son, por supuesto, adecuados para la extracción con disolventes eutécticos profundos.
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En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores: