La extracción de fluidos supercríticos mejorada con ultrasonidos de potencia
La extracción ultrasónica sola o en combinación con métodos de extracción alternativos como la extracción con disolvente o la extracción supercrítica de CO2 extractores se utiliza con éxito para extraer todo el espectro de cannabinoides de la planta de cannabis (cáñamo y marihuana). En la marihuana, el principal constituyente de los cannabinoides es el Δ9-tetrahidrocannabinol (Δ9-THC) con sus conocidos efectos psicotrópicos. Otros cannabinoides importantes con menor o ninguna actividad psicotrópica pueden encontrarse tanto en el cáñamo como en la marihuana, e incluyen el ácido cannabidiólico (CBDA), el cannabidiol (CBD), el cannabigerol (CBG), el cannabicromeno (CBC), el cannabinol (CBN) y el cannabiciclol (CBL), junto con otros homólogos asociados al C19.
El CO supercrítico mejorado con ultrasonidos2 Extracción
La combinación de ultrasonidos de alta potencia y extractores de fluidos supercríticos (SFE) es un método muy eficiente y limpio para acelerar y mejorar los procesos de transferencia de masa. La transferencia de masa entre la materia prima (por ejemplo, botánicos como hojas, flores, brotes, etc.) y el disolvente (por ejemplo, CO2) es el factor limitante durante los procesos de extracción. Debido a la limitada transferencia de masa, la eficiencia de la extracción se reduce. Para compensar la falta de eficiencia, se debe aumentar el tiempo de extracción o sacrificar el rendimiento de la extracción.
La ecografía de alta potencia es una tecnología bien probada para intensificar las reacciones lentas mejorando la transferencia de masa entre las fases. Mediante vibraciones intensas, fuerzas de corte y turbulencias agitadoras, la ecografía de potencia expone la materia prima de extracción a una velocidad significativamente mayor al disolvente. Esto da como resultado rendimientos de extracción superiores y un tiempo de extracción reducido. La ecografía mejora la eficacia de la extracción de cualquier tipo de extractor de fluidos supercríticos:
- al aumentar el rendimiento
- acortando el tiempo de extracción
- reduciendo la presión requerida
- mejorando la capacidad de producción general
UIP2000hdT el extractor ultrasónico puede ser embridado a la supercrítica de CO
La mejora ultrasónica de la transferencia de masa en los procesos de extracción de CO2 supercrítico puede realizarse fácilmente implementando una sonda ultrasónica de alto rendimiento como un Cascatrode en el extractor de fluido supercrítico. Las sondas ultrasónicas de Hielscher (también conocidas como sonotrodos ultrasónicos) pueden conectarse mediante un sellado de brida estándar y son compatibles con los conectores swedge lock. Esto hace que la instalación y el funcionamiento sean sencillos y seguros. Como todos los ultrasonidos de Hielscher, conocidos por su robustez y rendimiento continuo, un sistema una vez instalado es de bajo mantenimiento.
Los ultrasonidos y sondas de Hielscher están disponibles para
- extractores de fluidos supercríticos de pequeña escala / laboratorio
- escala semi-industrial
- escala industrial
Extractor ultrasónico implementado en un sistema de CO2 supercrítico para mejorar la transferencia de masa. Esto aumenta el rendimiento de la extracción y reduce el tiempo y la temperatura de extracción.
figura y estudio: Hu et al. 2007
Estudio de caso para la mejora ultrasónica del CO supercrítico2 Extracción
Extracción de jengibre: Balachandran y otros (2006) investigaron la eficiencia de la extracción de CO2 supercrítica asistida por ultrasonidos utilizando el Hielscher ultrasonido UIP500hdT. Estudiaron la influencia de los ultrasonidos en la extracción supercrítica usando jengibre liofilizado. "El rendimiento de los compuestos picantes del jengibre aumenta significativamente bajo la influencia de los ultrasonidos, con mejoras de hasta un 30% hacia el final del período de extracción". (Balachandran y otros, 2006)
Lea más sobre la extracción ultrasónica de jengibre!
Imágenes de FESEM de partículas de jengibre. (A) Experimentos sin sonicación, (B) experimentos con sonicación usando el UIP500hdT .
Imagina y estudia: Balachandran et al. 2006
- intensificar la transferencia de masa durante la SFE
- aumentar el rendimiento de los extractos
- acelerar la extracción de SFE
- manejar fácilmente las altas presiones
- manejar varias materias primas
- ser retroinstalado en los sistemas SFE existentes
- se instalen de forma flexible
- ser controlado con precisión
- ser controlado a distancia
- ser operado con seguridad
Extractores ultrasónicos de alta potencia para la extracción de fluidos supercríticos
Los ultrasonidos de Hielscher pueden ser fácilmente implementados en cualquier sistema regular supercrítico de CO2 extractor para mejorar la transferencia de masa y así aumentar el rendimiento de la extracción.
Las sondas ultrasónicas de la cascateroTM son especialmente adecuados para la integración en un sistema de CO2 ya que las cascadas de Hielscher ofrecen una gran superficie, que emite una fuerte cavitación en los grandes tanques de CO2 sistemas de extracción y por lo tanto puede procesar grandes volúmenes fácilmente. Hielscher Ultrasonidos’ Los robustos y fiables procesadores industriales de ultrasonidos pueden ofrecer amplitudes muy altas. Amplitudes de hasta 200µm pueden ser fácilmente operadas continuamente en operación 24/7. Para amplitudes aún mayores, hay disponibles sonotrodos ultrasónicos personalizados. El fiable funcionamiento continuo de altas amplitudes, así como la robustez y el bajo mantenimiento de los extractores ultrasónicos de Hielscher, los convierten en el equipo ideal para la implementación en R&D y comercial de CO supercrítico / subcrítico2 extractores.
- continuamente de alto rendimiento
- Operación 24/7/365
- control de proceso exacto
- robustez
- Bajo mantenimiento
- seguro y fácil de operar
- control remoto del navegador
En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:
| Volumen del lote | Tasa de flujo | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 10 a 2000 mL | 20 a 400 mL/min. | UP200St, UP400St |
| 0.1 a 8L | 00,2 a 2 l / min | UIP500hdT |
| 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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Literatura / Referencias
- S. Balachandran, S.E. Kentish, R. Mawson, M. Ashokkumar (2006): Ultrasonic enhancement of the supercritical extraction from ginger. Ultrasonics Sonochemistry
Volume 13, Issue 6, Sept. 2006. 471-479. - Yanxiang Gao, Bence Nagy, Xuan Liu, Béla Simándi, Qi Wang (2009): Supercritical CO2 extraction of lutein esters from marigold (Tagetes erecta L.) enhanced by ultrasound. The Journal of Supercritical Fluids. Volume 49, Issue 3, 2009. 345-350.
- E. Riera, A. Blanco, J. García, J. Benedito, A. Mulet, J. A. Gallego-Juárez, M. Blasco (2010): High-power ultrasonic system for the enhancement of mass transfer in supercritical CO2 extraction processes. Ultrasonics, 50, 2010, 306-309.
- Ai-jun Hu, Shuna Zhao, Hanhua Liang, Tai-qiu Qiu, Guohua Chen (2007): Ultrasound assisted supercritical fluid extraction of oil and coixenolide from adlay seed. Ultrasonics Sonochemistry Volume 14, Issue 2, Feb. 2007. 219-224.
¡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.