L'extraction de fluides supercritiques améliorée par les ultrasons de puissance
L'extraction par ultrasons, seule ou en combinaison avec d'autres méthodes d'extraction telles que l'extraction par solvant ou l'extraction supercritique du CO2 est utilisé avec succès pour extraire le spectre complet des cannabinoïdes de la plante de cannabis (chanvre et marijuana). Dans la marijuana, le principal constituant cannabinoïde est le Δ9-tétrahydro-cannabinol (Δ9-THC), dont les effets psychotropes sont bien connus. D'autres cannabinoïdes importants ayant une activité psychotrope moindre ou nulle peuvent être trouvés dans le chanvre et la marijuana, et comprennent l'acide cannabidiolique (CBDA), le cannabidiol (CBD), le cannabigérol (CBG), le cannabichromène (CBC), le cannabinol (CBN) et le cannabicyclol (CBL), ainsi que d'autres homologues associés au C19.
Le CO supercritique amélioré par ultrasons2 Extraction
La combinaison d'ultrasons à haute puissance et d'extracteurs de fluides supercritiques (SFE) est une méthode propre et très efficace pour accélérer et améliorer les processus de transfert de masse. Le transfert de masse entre la matière première (par exemple, les plantes telles que les feuilles, les fleurs, les bourgeons, etc.) et le solvant (par exemple, le CO2) est le facteur limitant lors des processus d'extraction. En raison du transfert de masse limité, l'efficacité de l'extraction est réduite. Pour compenser le manque d'efficacité, soit le temps d'extraction doit être augmenté, soit le rendement d'extraction doit être sacrifié.
Les ultrasons à haute puissance sont une technologie éprouvée qui permet d'intensifier les réactions lentes en améliorant le transfert de masse entre les phases. Par des vibrations intenses, des forces de cisaillement et des turbulences d'agitation, les ultrasons de puissance exposent la matière première d'extraction au solvant à une vitesse considérablement accrue. Il en résulte des rendements d'extraction supérieurs et un temps d'extraction réduit. Les ultrasons améliorent l'efficacité d'extraction de tout type d'extracteur de fluides supercritiques :
- en augmentant le rendement
- en raccourcissant le temps d'extraction
- en réduisant la pression nécessaire
- en améliorant la capacité de production globale
UIP2000hdT L'extracteur à ultrasons peut être bridé sur un système supercritique de CO
L'amélioration par ultrasons du transfert de masse dans les procédés d'extraction du CO2 supercritique peut être facilement réalisée en mettant en œuvre une sonde ultrasonique haute performance telle qu'une Cascatrode dans l'extracteur de fluide supercritique. Les sondes Hielscher Ultrasonics (également appelées cornes à ultrasons, sonotrodes) peuvent être connectées via un joint de bride standard et sont compatibles avec les connecteurs swedge lock. Cela rend l'installation et l'utilisation simples et sûres. Comme tous les ultrasonateurs Hielscher connus pour leur robustesse et leurs performances continues, un système une fois installé nécessite peu de maintenance.
Les ultrasonateurs et les sondes Hielscher sont disponibles pour
- extracteurs de fluides supercritiques à petite échelle / de laboratoire
- échelle semi-industrielle
- échelle industrielle
Un extracteur à ultrasons mis en œuvre dans un système de CO2 supercritique pour améliorer le transfert de masse. Cela permet d'augmenter le rendement de l'extraction et de réduire le temps et la température d'extraction.
figure et étudie : Hu et al. 2007
Étude de cas sur le CO supercritique amélioré par ultrasons2 Extraction
Extraction du gingembre : Balachandran et al. (2006) ont étudié l'efficacité de l'extraction du CO2 supercritique assistée par ultrasons à l'aide de la méthode Hielscher ultrasonateur UIP500hdT. Ils ont étudié l'influence des ultrasons sur l'extraction supercritique à l'aide de gingembre lyophilisé. "Le rendement des composés piquants du gingembre est considérablement augmenté sous l'influence des ultrasons, avec des améliorations allant jusqu'à 30% vers la fin de la période d'extraction". (Balachandran et al. 2006)
En savoir plus sur l'extraction du gingembre par ultrasons !
Images FESEM de particules de gingembre. (A) Expériences sans sonication, (B) expériences avec sonication en utilisant le UIP500hdT .
Imaginez et étudiez : Balachandran et al. 2006
- intensifier les transferts de masse pendant l'ESF
- augmenter les rendements d'extraction
- accélérer l'extraction du SFE
- gérer facilement les pressions élevées
- manipuler diverses matières premières
- être intégrés dans les systèmes SFE existants
- être installé de manière flexible
- être contrôlées avec précision
- être contrôlé à distance
- être exploité en toute sécurité
Extracteurs à ultrasons de haute puissance pour l'extraction de fluides supercritiques
Les ultrasonateurs Hielscher peuvent être facilement mis en œuvre dans n'importe quelle installation ordinaire d'injection de CO2 afin d'améliorer le transfert de masse et d'augmenter ainsi le rendement de l'extraction.
Les sondes ultrasoniques de la cascatrodeTM sont particulièrement adaptés à l'intégration dans un système de gestion du CO2 car les cascatrodes de Hielscher offrent une surface élevée, ce qui entraîne une forte cavitation dans les grands réservoirs de CO2 et peut ainsi traiter facilement de gros volumes. Hielscher Ultrasons’ Les processeurs industriels d'ultrasons robustes et fiables peuvent fournir des amplitudes très élevées. Des amplitudes allant jusqu'à 200 µm peuvent facilement être exploitées en continu, 24 heures sur 24, 7 jours sur 7. Pour des amplitudes encore plus élevées, des sonotrodes ultrasoniques personnalisées sont disponibles. Le fonctionnement fiable en continu de grandes amplitudes ainsi que la robustesse et la faible maintenance des extracteurs à ultrasons Hielscher en font l'équipement idéal pour la mise en œuvre dans les installations R&D et le CO supercritique / sous-critique commercial2 les extracteurs.
- des performances élevées en permanence
- Fonctionnement 24/7/365
- le contrôle des processus précis
- robustesse
- Faible entretien
- sûr et facile à utiliser
- contrôle du navigateur à distance
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasonicators:
| lot Volume | Débit | Appareils recommandés |
|---|---|---|
| 10 à 2000mL | 20 à 400 ml / min | UP200St, UP400St |
| 0.1 à 8L | 00,2 à 2 L / min | UIP500hdT |
| 0.1 20L | 00,2 à 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 à 100l | 2 à 10 L / min | UIP4000hdT |
| n / a. | 10 à 100 litres / min | UIP16000 |
| n / a. | plus grand | groupe de UIP16000 |
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Littérature / Références
- 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.
Des ultrasons de haute performance ! La gamme de produits Hielscher couvre tout le spectre, de l'ultrasonore compact de laboratoire aux systèmes ultrasonores industriels, en passant par les appareils de table.