Hielscher Ultrasonics
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Extraction d'eau très efficace grâce aux ultrasons de puissance

L'extraction par l'eau de composés botaniques (par exemple, l'extraction par l'eau froide ou chaude, l'extraction par l'eau sous pression et l'extraction par l'eau sous-critique) peut être améliorée efficacement par les ultrasons. L'extraction de l'eau assistée par ultrasons permet non seulement d'obtenir des rendements plus élevés et de réduire le temps de traitement, mais aussi de réduire la consommation d'énergie, de créer des conditions d'extraction plus douces et d'obtenir des extraits de haute qualité par rapport aux techniques d'extraction conventionnelles. L'extraction de l'eau par ultrasons est utilisée avec succès pour l'extraction de nombreux composés d'origine végétale, notamment les alcaloïdes, les flavonoïdes, les glycosides, les composés phénoliques et les polysaccharides.

Extraction de composés bioactifs par ultrasons dans l'eau

Les extracteurs à ultrasons tels que l'UP400St (400W, 24kHz) intensifient l'extraction botanique conventionnelle à base d'eau.L'eau est le solvant le plus polaire, ce qui en fait un excellent solvant pour les composés polaires. En raison de sa nature non toxique et respectueuse de l'environnement, l'eau serait le solvant idéal pour tout extrait botanique. Cependant, les composants moins polaires et non polaires se dissolvent mal ou pas du tout dans l'eau. En outre, sans promotion du transfert de masse, le processus d'extraction dans l'eau serait incroyablement lent et donc non rentable. Les ultrasons de haute intensité et de basse fréquence sont une technique d'extraction très efficace, qui permet un mélange et un transfert de masse intenses. Il est donc bien connu que l'extraction par ultrasons offre des avantages significatifs par rapport aux méthodes d'extraction conventionnelles. Ces avantages comprennent des rendements plus élevés, un traitement rapide, une rotation rapide des lots ainsi qu'une extraction continue en ligne, l'utilisation de solvants verts, des conditions d'extraction douces qui préservent les composés extraits, la sécurité des opérations et la possibilité de passer facilement à des débits importants pour la production commerciale. (cf. Zabot et al., 2021)

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Système industriel d'extraction par ultrasons de 16 kW pour la fabrication en ligne d'extraits botaniques de haute qualité en utilisant l'eau comme solvant d'extraction.

MultiSonoReactor avec 4x 4kW pour la production à grande échelle (masse) d'extraits botaniques utilisant l'eau comme solvant d'extraction. Le MultiSonoReactor peut également être pressurisé et chauffé pour des effets d'extraction synergiques.

 

Dans cette présentation, nous vous introduisons à la fabrication d'extraits botaniques. Nous expliquons les défis que pose la production d'extraits botaniques de haute qualité et comment un sonicateur peut vous aider à surmonter ces défis. Cette présentation vous montrera comment fonctionne l'extraction par ultrasons. Vous apprendrez quels avantages vous pouvez attendre d'un sonicateur pour l'extraction et comment vous pouvez mettre en œuvre un extracteur à ultrasons dans votre production d'extraits.

Extraction botanique par ultrasons - Comment utiliser des sonicateurs pour extraire des composés botaniques ?

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Extraction à l'eau chaude améliorée par ultrasons

Les paramètres qui déterminent l'extraction des plantes pendant l'extraction à l'eau sont la température, la durée, la pression et la surface du matériel végétal. Un extrait à l'eau chaude peut être préparé pendant une durée relativement courte en raison de la température élevée de l'eau.
La solution : Le rendement et le taux d'extraction peuvent être considérablement améliorés par l'agitation ultrasonique. L'eau chaude seule n'a qu'une capacité limitée à briser les structures cellulaires et les températures élevées endommagent ou détruisent souvent les composés thermolabiles, ce qui nuit à la qualité de l'extrait. Lorsque l'extraction par ultrasons est combinée à l'extraction à l'eau chaude, la température peut être considérablement réduite (par exemple de 100°C à 50°C), ce qui empêche la dégradation thermique des ingrédients botaniques extraits, augmente le rendement total et permet d'économiser de l'énergie. La cavitation ultrasonique est le principe qui sous-tend le phénomène d'extraction par ultrasons. La cavitation ultrasonique (ou acoustique) est une force purement mécanique qui brise les parois cellulaires, libère les composés cibles et améliore le transfert de masse entre l'intérieur de la cellule et l'eau (solvant). L'extraction de l'eau par ultrasons donne donc d'excellents résultats.

Extraction à l'eau froide améliorée par ultrasons

L’extraction à l’eau froide (infusion d’eau froide) est nettement plus inefficace, car l’utilisation d’eau chaude est évitée. L’eau froide ou à température ambiante n’extrait pas très bien les composés botaniques, car l’eau froide est trempée très lentement dans la matière végétale et le transfert de masse est presque négligeable. L’avantage de l’extraction à l’eau froide réside dans le fait qu’elle permet d’éviter toute élévation de température, empêchant ainsi la dégradation thermique des composés sensibles à la chaleur. Cependant, la très faible dynamique d’extraction rend l’extraction conventionnelle à l’eau froide impraticable pour la production commerciale. C’est pourquoi l’infusion d’eau froide est presque exclusivement utilisée au stade expérimental en raison de sa lenteur et de son inefficacité.
La solution : L'introduction des ultrasons dans l'extraction à l'eau froide permet de remédier facilement à la lenteur et à l'inefficacité du trempage à l'eau froide. L'extraction à l'eau froide intensifiée par ultrasons permet de maintenir des températures d'extraction froides, tout en associant des forces de cisaillement intenses au milieu solide-liquide. Le mécanisme d'extraction par ultrasons ouvre les parois cellulaires et libère rapidement les composés botaniques dans l'eau. L'extraction et l'infusion à l'eau froide par ultrasons transforment le trempage à froid en un processus très efficace qui permet d'obtenir des rendements élevés et des extraits de grande qualité dans un temps d'extraction court.

L'ultrasonication est une méthode d'extraction rapide et douce qui permet de produire un extrait de champignon de haute qualité en utilisant l'eau comme solvant. Dans la vidéo, l'extracteur à ultrasons UP400St est utilisé pour l'extraction de champignons médicinaux.

Extraction de champignons en eau froide à l'aide de l'UP400St avec une sonde de 22 mm

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Extraction à l'eau sous pression combinée à l'ultrasonication

L’extraction par ultrasons se caractérise par un micro-mélange qui, par le biais de vibrations, favorise une plus grande diffusion du solvant dans la particule et de l’intérieur de la particule vers la surface, intensifiant ainsi le transfert de masse. De plus, les ultrasons réduisent la taille des particules du matériau cellulaire, ce qui améliore les effets de l’extraction de liquide sous pression assistée par ultrasons. Les particules plus petites d’environ 0,68 mm présentent des rendements plus élevés que les particules plus grosses (environ 1,05 mm), car une surface plus élevée permet d’augmenter considérablement le transfert de masse et donc d’améliorer les rendements d’extraction. (cf. Zabot et al., 2021)

Extracteur ultrasonique industriel à sonde pour l'isolement botanique à base d'eau.

Extraction de matériel végétal dans l'eau, intensifiée par ultrasons : Ultrasonateur UIP1000hdT dans un grand bécher contenant une boue végétale. Ici, l'eau est utilisée comme solvant, mais l'extraction par ultrasons est compatible avec n'importe quel type de solvant.

Avantages de l'extraction par ultrasons

  • Rendement supérieur
  • Extraction à grande vitesse
  • Extraits de haute qualité
  • Procédure douce et non thermique
  • Solvants verts
  • Rentabilité
  • Fonctionnement simple et sûr
  • Faibles coûts d'investissement et d'exploitation
  • Fonctionnement 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 dans des conditions difficiles
  • Méthode verte et écologique

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Extraction efficace d'eau froide sous pression par ultrasons puissants

Équipement industriel à ultrasons pour l'extraction phytochimique utilisant l'eau comme solvant : Sonde ultrasonique avec réacteur pressurisable pour la production d'extraits en ligne.Sous haute pression, la pénétration de l'eau froide dans les tissus végétaux est facilitée et les substances phytochimiques hydrosolubles sont dissoutes sans provoquer de décomposition thermique. La méthode d'extraction à l'eau froide sous haute pression peut être couplée aux ultrasons pour améliorer l'isolement des ingrédients botaniques polaires et non polaires. L'eau, en tant que solvant non toxique, bon marché et respectueux de l'environnement, est une alternative intéressante aux solvants organiques, en particulier lorsqu'il s'agit de produire des aliments, des produits thérapeutiques et des compléments alimentaires d'origine végétale.
Pour une extraction à l'eau froide sous pression intensifiée par ultrasons, une sonde ultrasonique (sonotrode) est intégrée au réservoir d'extraction ou à la cellule d'écoulement. Le réservoir ou la cellule d'écoulement sont normalement pressurisés à des pressions comprises entre 5 et 100 barg en fonction des composés extraits ciblés. Hielscher Ultrasonics fournit même des réacteurs à ultrasons industriels et des cellules d'écoulement personnalisés, qui peuvent être pressurisés jusqu'à 300 bar, ce qui permet de définir la pression optimale de votre processus d'extraction.
 

L'extraction botanique par ultrasons permet d'obtenir des rendements plus élevés. L'homogénéisateur Hielscher UIP2000hdT, 2000 watts, est suffisamment puissant pour extraire facilement des lots de 10 litres à 120 litres.

Extraction ultrasonique de plantes médicinales - Lot de 30 litres? 8 gallons

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Extraction à l'eau supercritique améliorée par la sonication

L'extraction de l'eau sous-critique par ultrasons est une autre technique synergique, dans laquelle les ultrasons améliorent le transfert de masse entre le solide et le liquide. Extraction d'eau sous-critique (SWE) – également connue sous le nom d'extraction d'eau chaude sous pression ou d'extraction d'eau surchauffée – est une technique moins couramment utilisée pour l'extraction de composés botaniques de faible polarité. Dans l'extraction à l'eau sous-critique, l'eau à l'état supercritique est utilisée comme solvant.
Qu’est-ce que l’eau subcritique et pourquoi l’eau subcritique est-elle un bon solvant pour l’extraction de composés végétaux moins polaires ? “L’eau possède de nombreuses propriétés thermodynamiques grandement influencées par la température et la pression. Selon les conditions, son état physique (solide, liquide ou gazeux), son comportement thermique, sa densité ou sa viscosité peuvent être modifiés. En augmentant la température et la pression au-dessus d’un point appelé point critique (défini à 221 bar et 374 °C), l’eau peut atteindre l’état supercritique. Dans des conditions sous-critiques, correspondant à des températures comprises entre 100°C et une température critique (374°C) et une pression comprise entre 1 bar et une pression critique (221 bar) afin d’éviter la vaporisation, la polarité de l’eau diminue ; Il fait de l’eau un meilleur solvant pour l’extraction de divers composés bioactifs organiques.” (Li et Chemat, 2019)
Lorsque les ultrasons sont combinés à l'extraction à l'eau sous-critique, l'efficacité de l'extraction peut être améliorée en augmentant le rendement de l'extrait et en réduisant le temps d'extraction. Pour obtenir des résultats optimaux, la pression dans le réacteur discontinu fermé et pressurisé ou dans le réacteur à cellule d'écoulement doit être au moins deux fois supérieure à la pression de vapeur de l'eau. (Vous trouverez un tableau de la pression de vapeur de l'eau à la fin de cette page.)
Huang et al. (2010) ont étudié les effets d'extraction des ultrasons à basse fréquence et à forte puissance en combinaison avec l'extraction à l'eau sous-critique. Une sonde ultrasonique est donc couplée à la bouilloire du dispositif d'extraction à l'eau sous-critique pour extraire l'huile volatile de Lithospermum erythrorhizon. Les résultats ont montré que l'effet d'amélioration assisté par ultrasons de 20 KHz était meilleur que celui de 36 KHz et augmentait avec la puissance de sortie (de 0 à 250 W). Le rendement de l'extraction de l'eau sous-critique est passé de 1,87 % à 2,39 % grâce à l'oscillation ultrasonique (250 W, 20 KHz) à une température de 160 °C et à une pression de 5 MPa au cours d'une procédure d'extraction de 25 minutes. Les ultrasons ont permis d'améliorer non seulement le rendement de l'extraction, mais aussi le taux d'extraction, ce qui permet de gagner du temps.
L'extraction d'eau sous-critique assistée par ultrasons peut être réalisée à des pressions plus faibles (par exemple, 5barg) que l'extraction d'eau sous-critique conventionnelle (par exemple, 10MPa), ce qui permet de réduire les coûts énergétiques et de rendre la procédure d'extraction plus sûre.

Extracteur ultrasonique à haute performance pour l'isolation phytochimique en mode discontinu.

L'extraction par ultrasons des substances phytochimiques des plantes peut se faire en discontinu ou en continu. La photo montre le puissant ultrasonateur de 1000 watts. UIP1000hdT lors de l'extraction en mode discontinu de plantes médicinales.

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Homogénéisateur ultrasonique UP400St pour l'extraction par lots agités de plantes médicinales.

Extraction de plantes par ultrasons - lot de 8 litres - Ultrasonicator UP400S

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Les avantages de l'extraction botanique par ultrasons

La recherche scientifique et la mise en œuvre industrielle démontrent que l'extraction assistée par ultrasons est une technique fiable et facile à mettre en œuvre, qui ne nécessite pas de connaissances techniques ni de formation intensive. L'efficacité d'extraction très élevée, les rendements élevés, les faibles coûts d'exploitation, ainsi que les faibles coûts d'investissement (en particulier par rapport à d'autres techniques telles que l'extraction du CO2 ) et les faibles coûts énergétiques sont les principaux avantages des extracteurs ultrasoniques à sonde.
D'autres avantages, qui font de la technologie d'extraction par ultrasons la méthode préférée, sont des extraits de haute qualité grâce à des températures d'extraction basses, des résultats fiables (répétabilité? reproductibilité), une évolutivité totalement linéaire à n'importe quel niveau de production, ainsi qu'une maintenance réduite.
« D’autres avantages liés à l’utilisation de l’extraction par sonde ultrasonique sont la facilité de manipulation de l’extrait, la rapidité d’exécution, l’absence de résidus, le rendement élevé, le respect de l’environnement, l’amélioration de la qualité et la prévention de la dégradation de l’extrait.”
(cf. Chemat et Khan, 2011)

Extraction et purification par ultrasons des substances phytochimiques des plantes : L'image montre l'ultrasonateur à sonde UP400St, un filtre à vide Büchi et un rotor-évaporateur pour l'extraction de la curcumine.

Dispositif d'extraction pour l'isolement botanique : Ultrasonateur à sonde UP400ST, filtre à vide Büchi et rotor-évaporateur pour l'extraction des substances phytochimiques.

Ultrasons à haute performance pour l'extraction de l'eau

Extracteur à sonde ultrasonique pour une libération efficace des substances phytochimiques et botaniques des plantes.Les extracteurs Hielscher Ultrasonics sont bien établis dans le domaine de l'extraction botanique, quel que soit le solvant utilisé. Producteurs d'extraits – à la fois les petits fabricants exclusifs d'extraits de niche et les producteurs de masse à grande échelle – trouver à Hielscher’ Une large gamme d’équipements L’équipement d’extraction par ultrasons idéal pour leurs besoins de production. Des configurations de processus en ligne par lots et en continu sont facilement disponibles et peuvent être expédiées prêtes à l’emploi. Adaptée pour travailler avec n’importe quel solvant, l’extraction par ultrasons peut être appliquée de manière flexible pour toute extraction de matière végétale. L’utilisation de l’eau comme solvant permet de produire des extraits certifiés biologiques sans utiliser de “organique” éthanol. (Bien sûr, la matière végétale doit être cultivée biologiquement pour produire un extrait d’eau biologique).

Extraction à haute efficacité avec Hielscher Ultrasonics

Les extracteurs à ultrasons Hielscher désorganisent efficacement les cellules végétales, augmentent la surface du matériel végétal pour la pénétration du solvant et le transfert de masse pour la libération des substances phytochimiques (métabolites secondaires). Conçus dans un souci de convivialité, les extracteurs Hielscher s'installent rapidement et peuvent être utilisés de manière sûre et intuitive.

Respecter les normes de qualité les plus strictes – Conçu & Fabriqué en Allemagne

Le matériel sophistiqué et le logiciel intelligent des ultrasonisateurs Hielscher sont conçus pour garantir des résultats d’extraction par ultrasons fiables à partir de votre matière première végétale avec des résultats reproductibles et un fonctionnement convivial et sûr. La robustesse, la fiabilité, le fonctionnement 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 à pleine charge et l’utilisation simple du point de vue de l’ouvrier sont d’autres facteurs de qualité qui rendent les ultrasonisateurs Hielscher avantageux.
Les extracteurs ultrasoniques Hielscher sont utilisés dans le monde entier pour l'extraction de substances phytochimiques de haute qualité. Les extracteurs ultrasoniques Hielscher sont utilisés non seulement par les petits fabricants d'extraits de spécialité et de boutique, mais surtout dans la production industrielle d'extraits, de suppléments nutritionnels et de produits thérapeutiques largement disponibles sur le marché. Grâce à leur matériel robuste et à leur logiciel intelligent, les processeurs à ultrasons Hielscher peuvent être facilement utilisés et surveillés.

Protocoles de données automatiques

Les appareils à ultrasons Hielscher peuvent être contrôlés à distance par le biais d'un navigateur. Les paramètres de sonication peuvent être contrôlés et ajustés précisément aux exigences du processus.Afin de respecter les normes de production des produits alimentaires, des compléments nutritionnels et des produits thérapeutiques, les processus de production doivent être contrôlés et enregistrés de manière détaillée. Les appareils numériques à ultrasons de Hielscher Ultrasonics sont dotés d'un protocole de données automatique. Grâce à cette fonction intelligente, tous les paramètres importants du processus, tels que l'énergie ultrasonique (énergie totale et nette), la température, la pression et le temps, sont automatiquement enregistrés sur une carte SD intégrée dès que l'appareil est mis en marche. La surveillance des processus et l'enregistrement des données sont importants pour la normalisation continue des processus et la qualité des produits. En accédant aux données de processus enregistrées automatiquement, vous pouvez réviser les cycles de sonification précédents et en évaluer les résultats.
Une autre fonction conviviale est la commande à distance par navigateur de nos systèmes numériques à ultrasons. Grâce à la commande à distance par navigateur, vous pouvez démarrer, arrêter, régler et surveiller votre processeur à ultrasons à distance, où que vous soyez.
Vous souhaitez en savoir plus sur les avantages de l'extraction d'eau par ultrasons à partir de matières végétales ? Contactez-nous dès maintenant pour discuter de votre processus de fabrication d'extraits botaniques ! Notre personnel expérimenté se fera un plaisir de vous donner plus d'informations sur l'extraction par ultrasons, nos systèmes à ultrasons et nos prix !

Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasons :

Volume du lot Débit Dispositifs recommandés
1 à 500mL 10 à 200mL/min UP100H
10 à 2000mL 20 à 400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 à 20L 0.2 à 4L/min UIP2000hdT
10 à 100L 2 à 10L/min UIP4000hdT
n.d. 10 à 100L/min UIP16000
n.d. plus grande groupe de UIP16000

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Veuillez utiliser le formulaire ci-dessous pour demander des informations supplémentaires sur les processeurs à ultrasons, les applications et les prix. Nous nous ferons un plaisir de discuter avec vous de votre processus et de vous proposer un système à ultrasons répondant à vos exigences !









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Les homogénéisateurs ultrasoniques à haut cisaillement sont utilisés dans les laboratoires, les paillasses, les installations pilotes et les procédés industriels.

Hielscher Ultrasonics fabrique des homogénéisateurs à ultrasons de haute performance pour les applications de mélange, de dispersion, d'émulsification et d'extraction à l'échelle du laboratoire, du pilote et de l'industrie.

Informations techniques sur l'extraction de l'eau par ultrasons

Les méthodes d'extraction conventionnelles telles que la macération, l'infusion, la percolation, la décoction, l'extraction à reflux, la distillation à la vapeur, la sublimation et le pressage sont couramment utilisées pour l'extraction des composés médicinaux des plantes. Les inconvénients de ces méthodes sont notamment un processus long, une pureté médiocre et une faible efficacité.

Paramètres du processus influençant l'extraction par ultrasons

L'extraction assistée par ultrasons est connue pour ses caractéristiques et avantages uniques, qui font de la sonication une technique d'extraction supérieure aux méthodes conventionnelles d'extraction des composés botaniques. L'un des principaux avantages de l'extraction assistée par ultrasons réside dans l'adaptabilité précise des facteurs de traitement ultrasonique (tels que l'amplitude, la durée, la température et la pression), qui permet de régler le processus ultrasonique de manière optimale en fonction du composé cible. Chaque matière végétale possède des paramètres d'extraction idéaux, qui permettent d'obtenir le meilleur rendement, la meilleure qualité et le meilleur taux d'extraction. Le procédé d'extraction par ultrasons permet d'adapter parfaitement ces conditions d'extraction optimales.

Amplitude des ultrasons

L'amplitude est le déplacement vibratoire de la sonde ultrasonique (sonotrode). Plus l'amplitude est élevée, plus la vibration et la cavitation dans le liquide sonifié sont intenses. Hielscher Ultrasonics est spécialisé dans les ultrasons à sonde de haute performance, qui peuvent fournir des amplitudes réglables avec précision. Des sondes personnalisées, capables de délivrer jusqu'à 200µm en fonctionnement continu 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7, sont facilement disponibles sur étagère. Pour des amplitudes encore plus élevées, des sonotrodes ultrasoniques personnalisées peuvent également être facilement fabriquées.
L'amplitude est de un – s'il ne s'agit pas de l'unique – paramètre important pour une extraction efficace des plantes. Des amplitudes élevées créent les forces nécessaires pour briser les parois cellulaires et libérer le matériel intracellulaire. C'est pourquoi l'ultrasonication à haute performance devient si efficace dans l'extraction botanique.

Durée du traitement par ultrasons

L'extraction assistée par ultrasons est généralement beaucoup plus courte que les méthodes traditionnelles, car la sonication libère les composés botaniques à des taux d'extraction nettement plus élevés. Les ultrasons permettent des procédures d'extraction plus courtes, ce qui préserve les composés extraits d'un traitement excessif. Un traitement plus court grâce aux ultrasons signifie un débit plus élevé et une meilleure qualité de l'extrait.

Traitement par ultrasons pulsés

La pulsation ultrasonique est un mode de traitement dans lequel le traitement ultrasonique est interrompu par des cycles de pause définis (par exemple, cycle de travail de 50 % : 30 sec. ON, 30 sec. Le cycle d'utilisation des ultrasons (également connu sous le nom de mode d'impulsion ou de cycles de pulsation ultrasonique) fait référence au pourcentage de temps pendant lequel les ultrasons sont couplés au milieu (durée d'impulsion) au cours d'une période d'impulsion. Par exemple, un mode de cycle de 50 % serait de 30 sec. ON, 30 sec. OFF. Pendant le cycle de pause d'un cycle de travail, le liquide sonifié revient pendant un temps défini (par exemple, 30 secondes) à un état non perturbé, ce qui est bon pour la dissipation de la chaleur afin de maintenir une température de traitement cible. Le cycle de sonication est moins important pour l'efficacité de l'extraction, mais il est utilisé pour maintenir une certaine température de traitement.

Pression hydrostatique

La pression est un autre paramètre très important pour les processus ultrasoniques. L'application d'une pression hydrostatique au milieu sonifié affecte l'intensité de la cavitation. Dans des conditions de pression élevée, l'intensité de la cavitation ultrasonique (acoustique) est accrue. Hielscher Ultrasonics propose différents types de réacteurs ultrasoniques discontinus et de cellules d'écoulement, qui peuvent être pressurisés pour intensifier les résultats de la sonication.

Température d'extraction

Extracteur à ultrasons UP400ST avec capteur de température.Comme tout traitement mécanique, l'ultrasonication provoque une augmentation de la température, ce qui est conforme à la deuxième loi de la thermodynamique. Néanmoins, l'ultrasonication est une technique de traitement non thermique, puisque les traitements assistés par ultrasons sont basés sur des forces purement mécaniques (également appelées forces sonomécaniques). La température d'extraction pendant l'extraction par ultrasons peut être contrôlée efficacement et maintenue dans une certaine plage de température. Tous les processeurs numériques à ultrasons Hielscher sont équipés d'un capteur de température enfichable et d'un logiciel intelligent, qui permet de définir une certaine plage de température pour le processus. Lorsque cette plage de température est dépassée, l'appareil à ultrasons se met en pause jusqu'à ce que la température soit à nouveau dans la plage sélectionnée et poursuit alors automatiquement la procédure de sonication. Cette fonction intelligente des ultrasons Hielscher permet de contrôler précisément le processus de sonification et d'obtenir des résultats optimaux.
Étant donné que la température d'extraction peut varier selon les composés botaniques et les plantes, la température est un facteur important qui ne doit pas être négligé lors de l'optimisation du processus ultrasonique. Par exemple, la température de 80°C s'est avérée idéale pour obtenir un rendement maximal de flavonoïdes à partir de Sophora flavescens, tandis que les meilleurs résultats ont été obtenus à 50°C pour l'extraction d'arabinoxylane à partir de son de blé.

Utiliser n'importe quel solvant pour l'extraction par ultrasons

Les différents composés botaniques ont des polarités différentes, ce qui affecte leur solubilité dans divers solvants. Par exemple, les saponines et les polysaccharides sont plus polaires et présentent donc une bonne solubilité dans l'eau, puisque l'eau est très polaire. Les composés phénoliques tels que les anthocyanes et l'acide chlorogénique, en revanche, sont assez peu polaires et se dissolvent donc mieux dans un solvant moins polaire tel que l'éthanol. Le choix du solvant doit donc se faire en fonction de la solubilité des composés ciblés afin d'obtenir une efficacité d'extraction élevée. Par exemple, l'eau est un bon solvant pour l'extraction de composés polaires tels que la psilocybine des champignons ainsi que les oligosaccharides, les glycosides et les flavanoïdes, tandis qu'un mélange éthanol-eau avec une concentration d'éthanol de 60 % (v/v) convient à l'extraction assistée par ultrasons de composés tels que l'apigénine, la baicaline et la lutéoline.
En savoir plus sur les solvants, leur polarité et les solvants les mieux adaptés à l'extraction par ultrasons !

L'eau comme solvant d'extraction

L'eau est le solvant le plus polaire et convient à l'extraction d'une large gamme de composés polaires. Ses principaux avantages sont sa capacité à dissoudre un large éventail de substances. En outre, elle est bon marché, non toxique, sûre et ininflammable. Ses inconvénients sont la forte sélectivité pour les composés polaires en raison de sa grande polarité. En raison de son point d'ébullition élevé de 100°C, la concentration de l'extrait (par exemple par distillation ou évaporation par rotor) nécessite une grande quantité d'énergie. En outre, l'eau est sujette au développement de bactéries et de moisissures.

Fréquence des ultrasons

La fréquence ultrasonique d'environ 20 kHz a été établie comme la plus puissante et la plus efficace pour l'extraction botanique. a un impact sur l'efficacité de l'extraction assistée par ultrasons dans l'extraction de composés médicinaux à partir de plantes. En général, la basse fréquence ultrasonique (c'est-à-dire environ 20 kHz) génère une cavitation plus intense (effets sonomécaniques), ce qui se traduit par une plus grande efficacité de la procédure d'extraction.

Le matériel végétal

La structure et la rigidité de leurs cellules peuvent varier considérablement d’une matière végétale. Selon la composition de la paroi cellulaire, qui peut contenir de la cellulose, des hémicelluloses, de la lignine, des polysaccharides pectiques, des protéines, des composés phénoliques et non cellulosiques et de l’eau, les parois cellulaires peuvent être robustes ou molles. Différents types et parties de plantes contiennent différents types et quantités de ces composants de la paroi cellulaire. C’est pourquoi chaque type d’installation nécessite des paramètres de traitement spécifiques pour des résultats d’extraction optimaux.
L'intensité pouvant être réglée avec précision, les extracteurs ultrasoniques Hielscher peuvent briser de manière fiable les parois cellulaires molles et dures. Les parois cellulaires molles peuvent nécessiter une ultrasonication moins intense, tandis que les structures cellulaires robustes bénéficient d'un traitement plus intense.
La matière première pour l'extraction botanique peut être fraîchement récoltée (humide) ou séchée. L'extraction par ultrasons convient aussi bien aux plantes fraîches/humides qu'aux plantes séchées. La taille des particules des solides végétaux est un autre facteur important : Une surface élevée (c'est-à-dire une petite taille de particule) est bénéfique car elle fournit une grande surface de contact pour les forces de cisaillement de la cavitation ultrasonique, ce qui se traduit par une plus grande efficacité. C'est pourquoi le matériel végétal est macéré ou broyé en petits morceaux (environ 3-5 mm).

Pourquoi l'extraction par ultrasons est-elle la meilleure méthode ?

Efficacité

  • des rendements plus élevés
  • Processus d'extraction rapide – en quelques minutes
  • Extraits de haute qualité – extraction douce et non thermique
  • Solvants verts (eau, éthanol, glycérine, huiles végétales, NADES, etc.)

Simplicité

  • Plug-and-play - Installation et fonctionnement en quelques minutes
  • Débit élevé - Pour la production d'extraits à grande échelle
  • Fonctionnement en ligne par lots ou en continu
  • Installation et mise en service simples
  • Portable? mobile - Unités portables ou construites sur roues
  • Augmentation linéaire - ajout d'un autre système ultrasonique en parallèle pour augmenter la capacité
  • Surveillance et contrôle à distance - via un PC, un téléphone intelligent ou une tablette
  • Aucune supervision du processus n'est requise - Mise en place et fonctionnement
  • Haute performance - conçu pour une production continue 24 heures sur 24, 7 jours sur 7
  • Robustesse et faible entretien
  • haute qualité – conçu et fabriqué en Allemagne
  • Chargement et déchargement rapides entre les lots
  • Facile à nettoyer

Sécurité

  • Un fonctionnement simple et sûr
  • Extraction sans solvant ou à base de solvant (eau, éthanol, huiles végétales, glycérine, etc.)
  • Pas de pressions ni de températures élevées
  • Systèmes antidéflagrants certifiés ATEX disponibles
  • Facile à contrôler (également via la télécommande)


Littérature? Références

Tableau : Pression de vapeur de l'eau

température
en °C
Pression de vapeur
en mmHg (Torr)
Pression de vapeur
en Hectopascal hPa
-80 0,00041 0,00055
-75 0,000915 0,00122
-70 0,00196 0,00261
-65 0,00405 0,0054
-60 0,008101 0,0108
-55 0,0157 0,02093
-50 0,02952 0,03936
-45 0,05402 0,07202
-40 0,09631 0,1284
-39,5 0,1019 0,1359
-39 0,1078 0,1437
-38,5 0,114 0,1520
-38 0,1206 0,1607
-37,5 0,1274 0,1699
-37 0,1347 0,1796
-36,5 0,1423 0,1897
-36 0,1503 0,2004
-35,5 0,1587 0,2116
-35 0,1676 0,2235
-34,5 0,1769 0,2359
-34 0,1867 0,2490
-33,5 0,197 0,2627
-33 0,2078 0,2771
-32,5 0,2192 0,2923
-32 0,2311 0,3082
-31,5 0,2437 0,3249
-31 0,2568 0,3424
-30,5 0,2706 0,3608
-30 0,2851 0,3801
-29,5 0,3003 0,4004
-29 0,3162 0,4216
-28,5 0,333 0,4439
-28 0,3505 0,4673
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-26,5 0,4083 0,5443
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-16 1,1302 1,5068
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-15 1,2399 1,653
-14,5 1,2983 1,7309
-14 1,3593 1,8122
-13,5 1,4228 1,8969
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-12 1,6300 2,1732
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-10 1,9494 2,5990
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-7,5 2,4287 3,2380
-7 2,5366 3,3819
-6,5 2,6489 3,5316
-6 2,7657 3,6873
-5,5 2,8872 3,8492
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-4,5 3,1448 4,1927
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27 26,763 35,681
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29 30,071 40,092
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32 35,700 47,596
33 37,769 50,354
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35 42,221 56,290
36 44,613 59,479
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38 49,750 66,328
39 52,506 70,002
40 55,391 73,849
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42 61,577 82,096
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44 68,349 91,124
45 71,968 95,950
46 75,749 100,99
47 79,709 106,27
48 83,834 111,77
49 88,147 117,52
50 92,648 123,52
51 97,343 129,78
52 102,24 136,31
53 107,35 143,12
54 112,67 150,22
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58 136,29 181,71
59 142,82 190,41
60 149,61 199,46
61 156,67 208,88
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66 196,39 261,83
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73 266,11 354,78
74 277,59 370,09
75 289,49 385,95
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79 341,48 455,27
80 355,63 474,14
81 370,28 493,67
82 385,43 513,87
83 401,10 534,76
84 417,30 556,35
85 434,04 578,67
86 451,33 601,73
87 469,21 625,56
88 487,67 650,17
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90 526,41 701,82
91 546,72 728,90
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93 589,31 785,68
94 611,61 815,41
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98 707,98 943,90
99 733,95 978,52
100 760,00 1013,3
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104 875,06 1166,7
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106 937,92 1250,5
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110 1074,56 1432,63
111 1111,20 1481,48
112 1148,74 1531,53
113 1187,42 1583,10
114 1227,25 1636,20
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120 1489,14 1985,36
125 1740,93 2321,05
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150 3570,48 4760,25
175 6694,08 8924,71
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300 64432,8 85903,3
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366 150320,4 200410,7
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369 155815,2 207736,5
370 157692,4 210239,2
371 159584,8 212762,2
372 161507,6 215325,8
373 163468,4 217939,9
373,946 165452,0 220584,5

Des ultrasons de haute performance ! La gamme de produits Hielscher couvre l'ensemble du spectre, de l'ultrasonateur de laboratoire compact aux systèmes ultrasoniques industriels complets, en passant par les unités de paillasse.

Hielscher Ultrasonics fabrique des homogénéisateurs à ultrasons très performants à partir de laboratoires à taille industrielle.

Nous nous ferons un plaisir de discuter de votre processus.

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