Tecnologia ad ultrasuoni Hielscher

Solventi eutettici profondi per un'estrazione altamente efficiente

I solventi eutettici profondi (DES) e i solventi eutettici profondi naturali (NADES) offrono vantaggi come solventi di estrazione a molti livelli e sono quindi una promettente alternativa ai solventi organici convenzionali. I solventi eutettici profondi funzionano in modo eccellente in combinazione con l'estrazione a ultrasuoni e danno alte rese di estratti di alta qualità. Scopri di più sull'estrazione a ultrasuoni con solventi eutettici profondi naturali.

Cosa sono i solventi eutettici profondi (DES)?

I solventi eutettici profondi (DES) sono miscele di almeno un accettore di legame a idrogeno (HBA) e un donatore di legame a idrogeno (HBD), compresi gli acidi carbossilici e altri composti rinnovabili. Secondo Cai et al. (2019), "la forte interazione di legame a idrogeno tra HBA e HBD è il fattore più importante per la formazione dei DES." [Cai et al. 2019] Per i donatori di legami a idrogeno (HBDs), vengono spesso utilizzati composti come zuccheri, aminoacidi, acidi carbossilici (ad esempio, acido benzoico, acido citrico, acido succinico) o ammine (ad esempio, urea, benzamide). Il potenziale di interazione chimica degli HBD è il fattore principale che contribuisce alla formazione e all'efficienza dei solventi eutettici profondi. Sali alogenati come il cloruro di colina o il cloruro di zinco possono essere utilizzati anche in combinazione con gli HBD. Altri DES a base di cloruro di colina si formano con acido malonico, fenolo o glicerina. Come risultato delle forti interazioni di legame idrogeno, il punto di fusione dei solventi eutettici profondi è significativamente ridotto rispetto ai suoi singoli componenti. A differenza dei solventi convenzionali (ad esempio etanolo, metanolo, esano, butano ecc.) i DES non sono volatili, il che significa che hanno una pressione di vapore molto bassa e sono quindi difficilmente infiammabili. La tossicità dei solventi eutettici profondi è bassa, la loro biodegradabilità è alta, e i precursori necessari sono poco costosi, facilmente e abbondantemente disponibili e rinnovabili. I solventi eutettici profondi naturali (NADES) sono ancora più ecologici perché tutti i precursori provengono da fonti naturali. I DES offrono anche una solvibilità regolabile in base alla chimica del soluto e alle specie utilizzate per creare il DES. Alcuni NADES presentano un'alta viscosità e quindi non sono molto adatti all'estrazione in batch. Tuttavia, i NADES con viscosità più elevate possono essere applicati con successo come solventi nell'estrazione ultrasonica flow-through.

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Deep eutectic solvents (DES) are highly effective solvents for ultrasonic botanical extraction.

L'estrazione a ultrasuoni con solventi eutettici profondi (naturali) è un metodo altamente efficiente per ottenere estratti botanici superiori. L'immagine mostra il processore a ultrasuoni UP400St (400W) con un lotto di 8L per l'estrazione botanica.

Estrazione botanica a ultrasuoni con il UP200Ht

Come funziona l'estrazione a ultrasuoni con solventi eutettici profondi?

L'estrazione a ultrasuoni si basa sugli effetti sonomeccanici degli ultrasuoni ad alta intensità e a bassa frequenza. Per promuovere e intensificare l'estrazione di composti botanici (cioè, sostanze bioattive) tramite ultrasuoni, le onde ultrasoniche ad alta potenza sono accoppiate tramite una sonda ultrasonica (chiamata anche corno ultrasonico o sonotrodo) nel mezzo liquido, cioè l'impasto costituito dalla materia prima botanica e il solvente eutettico profondo (naturale). Le onde ultrasoniche viaggiano attraverso il liquido e creano cicli alternati di bassa pressione/alta pressione. Durante i cicli a bassa pressione, si creano minuscole bolle di vuoto (le cosiddette bolle di cavitazione), che crescono per diversi cicli di pressione. Durante questi cicli di crescita delle bolle, i gas disciolti nel liquido entrano nella bolla di vuoto, così che la bolla di vuoto si trasforma in bolle di gas in crescita. Dopo essere cresciute per diversi cicli, le bolle a vuoto raggiungono una certa dimensione alla quale non possono assorbire più energia, così che implodono violentemente durante un ciclo ad alta pressione. L'implosione delle bolle è caratterizzata da intense forze cavitazionali, tra cui temperature e pressioni molto elevate che raggiungono fino a 4000K e 1000atm, rispettivamente; così come i corrispondenti differenziali di temperatura e pressione elevati. Queste turbolenze generate dagli ultrasuoni e le forze di taglio rompono le cellule vegetali e rilasciano i composti bioattivi intracellulari nel solvente eutettico profondo (naturale). L'estrazione ultrasonica apre la struttura cellulare delle piante e intensifica il trasferimento di massa tra il materiale vegetale e il solvente. La sonicazione promuove quindi l'efficacia dei solventi eutettici profondi naturali. L'estrazione a ultrasuoni con solventi eutettici profondi (naturali) porta a rendimenti eccezionalmente alti in un tempo di lavorazione molto breve.

Ultrasonic extraction is works by  disrupting cell structures and promoting mass transfer

Le onde ultrasoniche di potenza distruggono la struttura cellulare dei prodotti botanici, rilasciano i composti bioattivi e promuovono il trasferimento di massa tra il materiale vegetale e il solvente (ad esempio, solventi eutettici profondi).

Vantaggi dell'estrazione a ultrasuoni con solventi eutettici profondi

  • altamente efficiente
  • processo rapido
  • Esattamente sintonizzabile alla specifica botanica
  • Condizioni di lavorazione delicate
  • Modalità batch e flusso
  • Facile e sicuro
  • Rispettoso dell'ambiente / biodegradabile
  • Riciclabile
  • economica
  • Facilmente accessibile
  • Non tossico

La combinazione dell'estrazione a ultrasuoni con solventi eutettici profondi (naturali) vi dà l'opportunità di combinare il potere di intensificazione del processo degli ultrasuoni con i notevoli effetti solubilizzanti e l'eccezionale designabilità dei solventi eutettici profondi.
Contattateci ora per saperne di più sulla potente applicazione di estrazione a ultrasuoni con solventi eutettici profondi!

Ultrasonic extraction can be combined with deep eutectic solvents for superior efficiency and eco-friendliness.

Estrattore ad ultrasuoni UIP2000hdT (2kW) per la produzione di estratti botanici

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Estrattori ad ultrasuoni ad alte prestazioni

Ultrasonic inline extraction system UIP4000hdT for the use of deep eutectic solventsL'estrazione a ultrasuoni è una tecnologia di elaborazione affidabile, che facilita e accelera la produzione di estratti di alta qualità da varie piante e da qualsiasi solvente. L'estrazione a ultrasuoni è altamente compatibile con i solventi eutettici profondi (naturali), che sono favorevoli per il loro eccellente potere solubilizzante, la loro designabilità all'estratto, la sostenibilità, la biodegradabilità e l'eco-compatibilità. La combinazione dell'intensificazione del processo degli ultrasuoni di potenza con i vantaggi dei solventi eutettici profondi (naturali) dà a questa tecnologia di processo una superiorità su molti livelli. Il portafoglio di Hielscher Ultrasonics copre l'intera gamma, dagli ultrasuoni da laboratorio compatti ai sistemi di estrazione industriali. Tutti sono naturalmente adatti all'estrazione con solventi eutettici profondi.
Il nostro personale di lunga esperienza vi assisterà dai test di fattibilità e dall'ottimizzazione del processo fino all'installazione del vostro sistema a ultrasuoni a livello di produzione finale.

Gli estrattori di Hielscher Ultrasonics sono caratterizzati da:

  • potenza-ultrasuono ad alta efficienza
  • alta affidabilità
  • ampiezze molto elevate
  • funzionamento in modalità batch e flusso
  • risultati ripetibili / riproducibili
  • Funzionamento 24/7/365
  • robustezza
  • software intelligente
  • Controllo remoto del browser
  • facilità d'uso
  • bassi requisiti di manutenzione
  • La sicurezza

La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasuoni:

Volume di batch Portata Dispositivi raccomandati
1 - 500mL 10 - 200mL/min UP100H
10 - 2000mL 20 - 400mL/min UP200Ht, UP400St
0,1 - 20L 0,2 - 4L/min UIP2000hdT
10 - 100L 2 - 10L/min UIP4000hdT
n.a. 10 - 100L/min UIP16000
n.a. più grande cluster di UIP16000

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Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori ad ultrasuoni ad alte prestazioni per applicazioni di miscelazione, dispersione, emulsificazione ed estrazione in laboratorio, pilota e su scala industriale.

Letteratura / Referenze



Hielscher Ultrasonics supplies high-performance ultrasonic homogenizers from lab to industrial size.

Ultrasuoni ad alte prestazioni! La gamma di prodotti Hielscher copre l'intero spettro, dal compatto ecografo da laboratorio alle unità da banco fino ai sistemi ad ultrasuoni completamente industriali.