Estrazione di esano con efficienza migliorata mediante ultrasuoni

Gli ultrasuoni a sonda possono migliorare l'estrazione convenzionale con esano, intensificando il processo e rendendolo significativamente più efficiente. L'estrazione a ultrasuoni migliora il trasferimento di massa e distrugge le cellule per rilasciare nel solvente sostanze bioattive mirate, ottenendo rese di estrazione più elevate rispetto ai soli metodi convenzionali. L'estrazione assistita da ultrasuoni è molto efficace per aumentare la resa dell'estrazione dell'olio, compreso l'olio di colza e l'olio di semi di lino, ottenendo una composizione di acidi grassi di alta qualità e un contenuto più elevato di componenti bioattivi.

Estrazione dell'esano migliorata dagli ultrasuoni di potenza

L'estrazione a ultrasuoni è un metodo di intensificazione del processo che può migliorare notevolmente i processi di estrazione solido-liquido e con solvente.

Limiti dell'estrazione convenzionale con esano

L'estrazione con esano è una tecnica comunemente utilizzata per estrarre composti organici, in particolare sostanze non polari, da varie fonti come piante, semi o terreno. L'esano è un solvente idrocarburico molto efficiente nel dissolvere ed estrarre lipidi, oli e altri composti non polari. L'esano è ampiamente utilizzato per l'estrazione dell'olio grazie alla sua capacità di solubilizzare i composti non polari (ad esempio, gli oli), alla facilità di separazione successiva dell'olio e al punto di ebollizione stretto (63-69°C).
Tuttavia, l'efficienza dei processi di estrazione con esano può variare notevolmente a seconda della materia prima e dell'estrazione: la resa di estrazione e il tempo di estrazione sono ampiamente correlati. Ciò significa che per ottenere un'elevata resa di estrazione è necessario un tempo di ritenzione più lungo della biomassa nel solvente esanico. Un altro fattore limitante è spesso la penetrazione insufficiente dell'esano nella matrice della biomassa. Le strutture cellulari rigide sono per lo più bagnate dall'esano in superficie, mentre l'interno delle cellule entra solo parzialmente in contatto con l'esano. Questa penetrazione insufficiente porta a un processo di estrazione incompleto, poiché le sostanze mirate, come i lipidi (ad esempio, acidi grassi, grassi, oli), rimangono all'interno della matrice cellulare.

La soluzione: Estrazione esanica intensificata a ultrasuoni

La sonicazione con sonda, nota anche come sonicazione con sonda a ultrasuoni, è un metodo che utilizza onde ultrasonore ad alta intensità per creare bolle di cavitazione acustica in un mezzo liquido. Queste bolle collassano rapidamente, generando intensi campi di energia localizzati e creando microturbolenze e forze di taglio elevate all'interno del solvente.
Grazie a queste condizioni ad alta densità energetica generate dagli ultrasuoni, la sonicazione a sonda può intensificare e migliorare il processo di estrazione con esano in diversi modi:

• Trasferimento di massa potenziato: La sonicazione aumenta il trasferimento di massa tra il campione solido e il solvente. La microturbolenza e il rapido collasso delle bolle di cavitazione creano forti forze di taglio e variazioni di pressione localizzate. Ciò interrompe lo strato limite attorno al campione solido, favorendo il rilascio dei composti target nel solvente e migliorando così l'efficienza dell'estrazione.
• Estrazione accelerata: La sonicazione accelera la cinetica di estrazione aumentando l'area di contatto tra il solvente e il campione solido. Le bolle di cavitazione forniscono l'agitazione e creano una miscela omogenea, assicurando che il solvente entri in stretto contatto con l'intera superficie del materiale solido, con conseguente accelerazione dei tassi di estrazione.
• Interruzione delle strutture cellulari: Nelle estrazioni a base vegetale, la sonicazione può disgregare le strutture cellulari, come le pareti e le membrane cellulari, facilitando il rilascio dei componenti intracellulari. Ciò consente un'estrazione più efficiente dei lipidi e di altri composti target che possono essere racchiusi nelle cellule.
• Riduzione del tempo di estrazione: Grazie alla combinazione di un maggiore trasferimento di massa e di una cinetica di estrazione accelerata, la sonicazione a sonda può ridurre significativamente il tempo di estrazione necessario per ottenere la resa desiderata. Ciò può essere particolarmente vantaggioso quando si trattano grandi volumi di campioni o si lavora con applicazioni sensibili ai tempi.

Grazie a questi fattori di processo migliorati, l'ultrasuoni a sonda può migliorare significativamente l'estrazione dell'esano. L'estrazione esanica a ultrasuoni può essere ottimizzata in base ai composti e ai volumi specifici da estrarre. L'intensità degli ultrasuoni (ampiezza), la durata, la temperatura, la pressione e l'impostazione dell'estrazione possono essere regolate per ottenere rese di estrazione ottimali in un periodo di estrazione ridotto.

• olio di alghe
• Oli vegetali (soia, lino, colza, girasole, crusca di riso, ecc.)
• Oli essenziali
• Cariofillene
• Oleoresina di vaniglia dai baccelli di vaniglia
• Luteina dal tuorlo d'uovo
• Astaxantina dalle alghe
• Defatigazione degli insetti

Estrazione Soxhlet intensificata con ultrasuoni utilizzando l'esano come solvente

L'estrazione Soxhlet intensificata con ultrasuoni è un processo che combina la tradizionale estrazione Soxhlet con onde ultrasoniche per migliorare l'efficienza del processo di estrazione. L'estrazione Soxhlet è una procedura comunemente utilizzata nei laboratori e per la produzione di piccoli volumi di estratto, come gli oli essenziali o alcuni composti bioattivi.
L'esano è un solvente comunemente utilizzato per questo processo, in quanto è efficace per estrarre i lipidi da varie fonti, compresi gli oli di semi, l'olio di alghe e i composti bioattivi a base lipidica. L'ultrasuonoterapia interrompe le strutture cellulari e favorisce l'estrazione solido-liquido aumentando il trasferimento di massa e il rilascio dei composti nel solvente. Il solvente, come l'esano, può penetrare meglio nel materiale solido e sciogliere efficacemente gli oli (lipidi e acidi grassi). Di conseguenza, il processo di estrazione viene accelerato, riducendo il tempo necessario per estrarre i composti desiderati. Inoltre, l'uso degli ultrasuoni può ridurre la quantità di solvente necessaria, rendendola un'opzione più ecologica.
 

L'estrazione a ultrasuoni consente l'uso di solventi più delicati e non tossici

Gli ultrasuoni non solo migliorano l'estrazione con esano, ma consentono anche di utilizzare solventi più blandi e non tossici come etanolo, etanolo acquoso, acqua o solventi eutettici naturali profondi (DES, NADES). La disgregazione cellulare e il trasferimento di massa altamente efficaci forniti dagli estrattori a sonda ultrasonica consentono di ottenere risultati eccellenti utilizzando solventi più blandi. Pertanto, l'estrazione a ultrasuoni in combinazione con solventi più blandi, non tossici e rispettosi dell'ambiente consente di ottenere estratti di alta qualità per uso alimentare, risparmiando sui costi e un processo di estrazione ecologico.

Ultrasuonatori ad alte prestazioni per migliorare l'estrazione dell'esano

Hielscher Ultrasonics progetta, produce e fornisce estrattori a ultrasuoni ad alte prestazioni, che possono essere facilmente integrati in impianti di estrazione a esano o Soxhlet già esistenti. Oltre alla fornitura, all'installazione e al servizio di manutenzione, Hielscher fornisce consulenza e guida i propri clienti durante i test di fattibilità, l'ottimizzazione del processo e la progettazione dell'impianto fino all'installazione finale e alla messa in funzione del processo di estrazione.
I principali vantaggi degli ultrasonori Hielscher sono il controllo completo del processo, la scalabilità lineare e la capacità di tutti i processori industriali a ultrasuoni di fornire ampiezze molto elevate. Ampiezze fino a 200 µm possono essere facilmente gestite in modo continuo, 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Le ampiezze elevate sono particolarmente importanti quando si tratta di estrarre strutture cellulari più dure, come semi e noccioli.
Il nostro personale tecnico e il nostro laboratorio di processo completamente attrezzato vi assisteranno con conoscenza e guida!

Progettazione, produzione e consulenza – Qualità Made in Germany

Gli ultrasuoni Hielscher sono noti per i loro elevati standard di qualità e design. La robustezza e la facilità d'uso consentono un'agevole integrazione dei nostri ultrasuoni negli impianti industriali. Gli ultrasuonatori Hielscher sono in grado di gestire facilmente condizioni difficili e ambienti impegnativi.

Hielscher Ultrasonics è un'azienda certificata ISO e pone particolare enfasi sugli ultrasuonatori ad alte prestazioni, caratterizzati da tecnologia all'avanguardia e facilità d'uso. Naturalmente, gli ultrasuoni Hielscher sono conformi alla normativa CE e soddisfano i requisiti UL, CSA e RoH.

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