Escalado de los procesos de extracción ultrasónica

Para aumentar la capacidad de producción, los procesos de extracción deben escalarse a volúmenes mayores / capacidades de procesamiento superiores. La extracción asistida por ultrasonidos es un método muy eficaz para aislar compuestos botánicos del material vegetal. Además, las aplicaciones de sonicación pueden escalarse linealmente a volúmenes mayores. Con la posibilidad de tratar el material vegetal tanto por lotes como en flujo continuo, la extracción ultrasónica ofrece la configuración ideal para cualquier productor de extractos – desde pequeña hasta muy gran escala. ¡Descubra cómo escalar la extracción asistida por ultrasonidos de forma sencilla y eficiente!

Escalado de la extracción asistida por ultrasonidos

La mayoría de los métodos de extracción (p. ej., extracción Soxhlet, extracción con CO₂ supercrítico, maceración) constituyen el cuello de botella a la hora de planificar un aumento de la producción de extractos botánicos. La extracción ultrasónica evita que un aumento de la producción se convierta en el talón de Aquiles de la empresa. Descubra a continuación cómo la extracción asistida por ultrasonidos puede escalarse linealmente a cualquier volumen de producción.
La relación entre el escalado y los parámetros del proceso: Las técnicas de extracción convencionales requieren investigaciones costosas y una gran inversión de trabajo y tiempo para implantar un sistema de extracción de mayor tamaño que permita aumentar la producción, ya que muchos factores del proceso cambian y no pueden adaptarse linealmente a una mayor capacidad de procesamiento. Esto significa que es necesario volver a establecer numerosos parámetros del proceso y que, a menudo, en una producción de mayor escala no se puede conseguir la calidad de los extractos obtenidos en instalaciones de extracción más pequeñas.
La gran ventaja de la extracción ultrasónica es su escalabilidad completamente lineal. Esta escalabilidad lineal permite mantener todos los parámetros importantes del proceso, como la amplitud, la temperatura, la presión, la exposición a los ultrasonidos (tiempo) y la relación disolvente:sólido. Escalar un proceso de extracción ultrasónica a volúmenes mayores requiere una mayor superficie de sonotrodo. Esto significa que el escalado puede realizarse utilizando un equipo de ultrasonidos más potente con un sonotrodo de mayor tamaño (sonda ultrasónica / bocina) o instalando varios extractores ultrasónicos en paralelo.
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Ejemplos de escalado de procesos ultrasónicos

Por ejemplo, en una instalación de flujo continuo, puede escalar su extracción de compuestos botánicos instalando en paralelo 3x extractores ultrasónicos UIP2000hdT de 2 kW (lo que requiere 3 sonotrodos y 3 celdas de flujo). Así obtiene una potencia de procesamiento ultrasónico de 6 kW.
Como alternativa, puede instalar un único equipo de ultrasonidos UIP6000hdT de 6 kW, equipado con una sola sonda de gran tamaño y un reactor de celda de flujo de mayor tamaño.

Las ventajas de instalar varios extractores ultrasónicos en paralelo son la redundancia y una mayor flexibilidad de uso (p. ej., la extracción simultánea de distintas materias primas, ya que cada equipo de ultrasonidos puede procesar un material vegetal diferente). Este modelo de escalado también resulta práctico cuando ya dispone de un tipo de equipo de ultrasonidos; añadir uno o varios equipos del mismo modelo es cómodo y puede reducir sus costes de inversión.

Invertir en un extractor ultrasónico de mayor tamaño resulta especialmente adecuado cuando se producen grandes cantidades del mismo extracto de una sola vez. Un único equipo de ultrasonidos de mayor tamaño también es más apropiado para instalaciones con espacio limitado.

Cómo abordar el escalado de la extracción ultrasónica

Para que el proceso de extracción sea eficiente y económico, es necesario optimizar sus parámetros. La optimización se alcanza cuando el proceso se ajusta para conseguir la máxima capacidad de procesamiento con el mínimo aporte de energía, manteniendo la calidad deseada del extracto. En un proceso ultrasónico optimizado, el consumo de energía, el tiempo de tratamiento y los costes de mano de obra se reducen al mínimo que permite seguir obteniendo el máximo rendimiento y la máxima calidad del producto final.
La optimización del proceso ultrasónico se realiza probando distintas configuraciones de parámetros y afinándolas hasta encontrar los parámetros óptimos para su materia prima. Normalmente se utilizan valores empíricos generales como punto de partida, lo que ayuda a encontrar rápidamente la configuración ideal para cada caso. Las pruebas de optimización del proceso ultrasónico pueden realizarse con volúmenes pequeños, lo que reduce el trabajo necesario, ahorra material y permite obtener los resultados deseados con relativa rapidez.
Hielscher Ultrasonics dispone de un centro técnico y un laboratorio bien equipados. Nuestras instalaciones cuentan tanto con toda la gama de equipos de ultrasonidos de laboratorio e industriales para sonicación por lotes y en línea como con sofisticados equipos analíticos para una evaluación exhaustiva de los resultados. Nuestro personal, con muchos años de experiencia, una sólida formación y titulaciones universitarias, estará encantado de ayudarle a optimizar su proceso – realizando ensayos ultrasónicos para usted y/o asesorándole sobre las configuraciones de proceso ultrasónico más adecuadas.

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Tanto si desea aumentar su capacidad de producción por lotes como en flujo continuo (en línea), Hielscher Ultrasonics dispone del equipo de ultrasonidos y los accesorios ideales para capacidades de producción mayores. También le ayudamos a convertir su extracción por lotes en un proceso en línea.
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Como primera orientación, la tabla siguiente indica la capacidad aproximada de procesamiento de nuestros equipos de ultrasonidos: