Extracción con hexano con mayor eficiencia mediante ultrasonicación

La ultrasonicación con sonda puede mejorar la extracción convencional con hexano al intensificar el proceso y aumentar significativamente su eficiencia. La extracción ultrasónica mejora la transferencia de masa y provoca la ruptura celular para liberar las sustancias bioactivas de interés en el disolvente, lo que permite obtener mayores rendimientos de extracción que con los métodos convencionales por sí solos. La extracción asistida por ultrasonidos es muy eficaz para aumentar el rendimiento de la extracción de aceites, incluidos el aceite de colza y el aceite de semillas de lino, y proporciona una composición de ácidos grasos de alta calidad y un mayor contenido de componentes bioactivos.

Extracción con hexano mejorada mediante ultrasonidos de potencia

La extracción ultrasónica es un método de intensificación de procesos que puede mejorar significativamente los procesos de extracción sólido-líquido y de extracción con disolventes.

Limitaciones de la extracción convencional con hexano

La extracción con hexano es una técnica habitual para extraer compuestos orgánicos, especialmente sustancias apolares, de diversas fuentes, como plantas, semillas o suelos. El hexano es un disolvente hidrocarbonado muy eficaz para disolver y extraer lípidos, aceites y otros compuestos apolares. Se utiliza ampliamente para la extracción de aceites por su capacidad para solubilizar compuestos apolares (p. ej., aceites), la facilidad de separación posterior del aceite y su estrecho intervalo de ebullición (63–69 °C).
Sin embargo, la eficiencia de los procesos de extracción con hexano puede variar considerablemente en función de la materia prima y de la extracción: el rendimiento de extracción y el tiempo de extracción están estrechamente relacionados. Esto significa que, para obtener un alto rendimiento de extracto, se requiere un mayor tiempo de permanencia de la biomasa en el disolvente hexano. Otro factor limitante suele ser la penetración insuficiente del hexano en la matriz de la biomasa. El hexano humedece principalmente la superficie de las estructuras celulares rígidas, mientras que el interior de las células solo entra parcialmente en contacto con él. Esta penetración insuficiente da lugar a un proceso de extracción incompleto, ya que las sustancias de interés, como los lípidos (es decir, ácidos grasos, grasas y aceites), permanecen en el interior de la matriz celular.

La solución: extracción con hexano intensificada mediante ultrasonidos

La sonicación con sonda, también conocida como sonicación con sonda ultrasónica, es un método que utiliza ondas ultrasónicas de alta intensidad para generar burbujas de cavitación acústica en un medio líquido. Estas burbujas colapsan rápidamente, generando intensos campos de energía localizados y creando microturbulencias y fuerzas de cizallamiento elevadas en el disolvente.
Gracias a estas condiciones de alta densidad energética generadas por los ultrasonidos, la sonicación con sonda puede intensificar y mejorar el proceso de extracción con hexano de varias maneras:

• Mayor transferencia de masa: La sonicación mejora la transferencia de masa entre la muestra sólida y el disolvente. La microturbulencia y el rápido colapso de las burbujas de cavitación generan fuertes fuerzas de cizallamiento y cambios de presión localizados. Esto rompe la capa límite que rodea la muestra sólida y favorece la liberación de los compuestos de interés en el disolvente, mejorando así la eficiencia de extracción.
• Extracción acelerada: La sonicación acelera la cinética de extracción al aumentar el área de contacto entre el disolvente y la muestra sólida. Las burbujas de cavitación proporcionan agitación y crean una mezcla homogeneizada, lo que garantiza que el disolvente entre en contacto estrecho con toda la superficie del material sólido y aumenta la velocidad de extracción.
• Ruptura de las estructuras celulares: En la extracción de materiales vegetales, la sonicación puede romper las estructuras celulares, como las paredes y las membranas celulares, facilitando la liberación de los componentes intracelulares. Esto permite una extracción más eficiente de los lípidos y otros compuestos de interés que puedan estar encerrados en las células.
• Menor tiempo de extracción: Al combinar una mayor transferencia de masa con una cinética de extracción acelerada, la sonicación con sonda puede reducir significativamente el tiempo de extracción necesario para obtener el rendimiento deseado. Esto puede resultar especialmente beneficioso al procesar grandes volúmenes de muestras o trabajar con aplicaciones en las que el tiempo es un factor crítico.

Gracias a la mejora de estos factores del proceso, la ultrasonicación con sonda puede mejorar significativamente la extracción con hexano. La extracción ultrasónica con hexano puede optimizarse en función de los compuestos específicos y los volúmenes que se extraigan. La intensidad de los ultrasonidos (amplitud), la duración, la temperatura, la presión y la configuración de extracción pueden ajustarse para obtener rendimientos óptimos de extracto en un periodo de extracción más corto.

• Aceite de algas
• Aceites vegetales (soja, lino, colza, girasol, salvado de arroz, etc.)
• Aceites esenciales
• Cariofileno
• Oleorresina de vainilla obtenida de vainas de Vanilla
• Luteína de la yema de huevo
• Astaxantina de algas
• Desgrasado de insectos

Extracción Soxhlet intensificada mediante ultrasonidos con hexano como disolvente

La extracción Soxhlet intensificada mediante ultrasonidos es un proceso que combina la extracción Soxhlet tradicional con ondas ultrasónicas para mejorar la eficiencia del proceso de extracción. La extracción Soxhlet es un procedimiento utilizado habitualmente en laboratorios y para producir volúmenes pequeños de extractos, como aceites esenciales o determinados compuestos bioactivos.
El hexano es un disolvente habitual en este proceso, ya que resulta eficaz para extraer lípidos de diversas fuentes, incluidos los aceites de semillas, el aceite de algas y los compuestos bioactivos de naturaleza lipídica. La ultrasonicación rompe las estructuras celulares y favorece la extracción sólido-líquido al aumentar la transferencia de masa y la liberación de compuestos en el disolvente. Esto permite que un disolvente como el hexano penetre mejor en el material sólido y disuelva eficazmente los aceites (lípidos, ácidos grasos). En consecuencia, el proceso de extracción se acelera y se reduce el tiempo necesario para extraer los compuestos deseados. Además, el uso de ultrasonidos puede reducir la cantidad de disolvente necesaria, lo que hace que sea una opción más respetuosa con el medio ambiente.
 

La extracción ultrasónica permite utilizar disolventes más suaves y no tóxicos

La ultrasonicación no solo mejora la extracción con hexano, sino que también permite utilizar disolventes más suaves y no tóxicos, como etanol, etanol acuoso, agua o disolventes eutécticos profundos naturales (DES, NADES). La ruptura celular y la transferencia de masa altamente eficaces que proporcionan los extractores ultrasónicos con sonda permiten obtener excelentes resultados con disolventes más suaves. Así, la extracción ultrasónica, combinada con disolventes más suaves, no tóxicos y más respetuosos con el medio ambiente, permite obtener extractos de calidad alimentaria de alta calidad, ahorrar costes y llevar a cabo un proceso de extracción ecológico.

Ultrasonicadores de alto rendimiento para mejorar la extracción con hexano

Hielscher Ultrasonics diseña, fabrica y suministra extractores ultrasónicos de alto rendimiento que pueden integrarse fácilmente en instalaciones existentes de extracción con hexano o en extractores Soxhlet. Además del suministro, la instalación y el servicio de mantenimiento, Hielscher asesora y orienta a sus clientes durante las pruebas de viabilidad, la optimización del proceso y el diseño de la planta, hasta la instalación final y la puesta en marcha del proceso de extracción.
Entre las principales ventajas de los ultrasonicadores Hielscher destacan el control completo del proceso, la escalabilidad lineal y la capacidad de todos los procesadores ultrasónicos industriales para proporcionar amplitudes muy elevadas. Pueden mantenerse fácilmente amplitudes de hasta 200 µm de forma continua en funcionamiento 24/7. Las amplitudes elevadas son especialmente importantes para la extracción de estructuras celulares más duras, como las semillas y los granos.
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Diseño, fabricación y asesoramiento – Calidad fabricada en Alemania

Los ultrasonicadores Hielscher son reconocidos por sus máximos estándares de calidad y diseño. Su robustez y facilidad de manejo permiten integrar nuestros ultrasonicadores sin problemas en instalaciones industriales. Los ultrasonicadores Hielscher funcionan con facilidad en condiciones adversas y entornos exigentes.

Hielscher Ultrasonics es una empresa con certificación ISO y presta especial atención a los ultrasonicadores de alto rendimiento que incorporan tecnología de vanguardia y facilidad de uso. Por supuesto, los ultrasonicadores Hielscher cumplen la normativa CE y los requisitos de UL, CSA y RoHs.

La siguiente tabla ofrece una orientación sobre la capacidad aproximada de procesamiento de nuestros sonicadores: