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 se utilizan en combinación con la extracción por ultrasonidos para producir extractos botánicos orgánicosLos 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.

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Los disolventes eutécticos profundos (DES) son disolventes muy eficaces para la extracción botánica por ultrasonidos.

La extracción por ultrasonidos con disolventes eutécticos profundos (naturales) es un método muy eficaz para obtener extractos botánicos superiores. La imagen muestra el procesador ultrasónico UP400St (400W) con un lote de 8L para la extracción botánica.

En este vídeo se muestra la extracción ultrasónica del lúpulo (humulus lupulus). Con el ultrasonido se extrae el cariofileno UP200Ht y otros compuestos.

Extracción ultrasónica de lúpulo con UP200Ht con sonda S2614

¿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.

La extracción por ultrasonidos funciona al perturbar las estructuras celulares y promover la transferencia de masa

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).

Ventajas de la extracción por ultrasonidos con disolventes eutécticos profundos

  • altamente eficiente
  • proceso rápido
  • Exactamente sintonizable con el botánico específico
  • Condiciones de procesamiento suaves
  • Modo de flujo y lote
  • Fácil y seguro
  • Respetuoso con el medio ambiente / biodegradable
  • Reciclable
  • barato
  • Fácilmente accesible
  • no tóxico

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 de solubilización y la extraordinaria capacidad de diseño de los disolventes eutécticos profundos. Gracias a la eficacia superior de la extracción por ultrasonidos, Los ultrasonidos también se utilizan con éxito para la extracción de agua.
Póngase en contacto con nosotros para obtener más información sobre la potente aplicación de extracción por ultrasonidos con disolventes eutécticos profundos.

La extracción por ultrasonidos puede combinarse con disolventes eutécticos profundos para lograr una mayor eficacia y respeto por el medio ambiente.

extractor ultrasónico UIP2000hdT (2 kW) para la producción de extractos botánicos

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Extractores ultrasónicos de alto rendimiento

Sistema de extracción en línea por ultrasonidos UIP4000hdT para el uso de disolventes eutécticos profundosLa 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.
Nuestro experimentado personal le ayudará desde las pruebas de viabilidad y la optimización del proceso hasta la instalación de su sistema de ultrasonidos en la producción final.

Los extractores de Hielscher Ultrasonics se caracterizan por:

  • ultrasonido de potencia de alta eficiencia
  • alta fiabilidad
  • amplitudes muy altas
  • funcionamiento en modo batch y flow
  • resultados repetibles / reproducibles
  • Operación 24/7/365
  • robustez
  • software inteligente
  • Control remoto desde el navegador
  • facilidad de uso
  • bajo mantenimiento
  • seguridad

En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:

Volumen del lote Tasa de flujo Dispositivos recomendados
1 a 500 mL 10 a 200 mL/min. UP100H
10 a 2000 mL 20 a 400 mL/min. UP200Ht, UP400St
0,1 a 20 L 0,2 a 4 L/min UIP2000hdT
10 a 100 L 2 a 10 L/min UIP4000hdT
n.a. 10 a 100 L/min UIP16000
n.a. mayor Grupo de UIP16000

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Este vídeo muestra el homogeneizador ultrasónico UP100H de Hielscher, un ultrasonido muy utilizado para la preparación de muestras en los laboratorios.

Homogeneizador ultrasónico UP100H

Los homogeneizadores de alto cizallamiento por ultrasonidos se utilizan en el laboratorio, en la mesa de trabajo, en los procesos piloto y en la industria.

Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento para aplicaciones de mezcla, dispersión, emulsificación y extracción a escala de laboratorio, piloto e industrial.



Literatura / Referencias

Hielscher Ultrasonics suministra homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento, desde el tamaño de laboratorio hasta el industrial.

¡Ultrasonidos de alto rendimiento! La gama de productos de Hielscher cubre todo el espectro, desde el ultrasonido compacto de laboratorio, pasando por las unidades de sobremesa, hasta los sistemas de ultrasonido completamente industriales.