Estrazione con esano più efficiente grazie agli ultrasuoni

Il trattamento a ultrasuoni con sonda può migliorare l’estrazione convenzionale con esano, intensificando il processo e rendendolo significativamente più efficiente. L’estrazione a ultrasuoni migliora il trasferimento di massa e disgrega le cellule, liberando nel solvente le sostanze bioattive di interesse e ottenendo rese di estrazione superiori rispetto ai soli metodi convenzionali. L’estrazione assistita da ultrasuoni è altamente efficace nell’aumentare la resa di estrazione degli oli, compresi l’olio di colza e l’olio di semi di lino, ottenendo una composizione di acidi grassi di alta qualità e un maggiore contenuto di componenti bioattivi.

Estrazione con esano migliorata dagli ultrasuoni di potenza

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

Limiti dell’estrazione convenzionale con esano

L’estrazione con esano è una tecnica comune utilizzata per estrarre composti organici, in particolare sostanze apolari, da varie fonti come piante, semi o suolo. L’esano è un solvente idrocarburico altamente efficiente nel dissolvere ed estrarre lipidi, oli e altri composti apolari. L’esano è ampiamente utilizzato per l’estrazione degli oli grazie alla sua capacità di solubilizzare i composti apolari (ad esempio gli oli), alla facilità della successiva separazione dell’olio e al ristretto intervallo di ebollizione (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 strettamente correlati. Ciò significa che, per ottenere una resa elevata, è necessario un tempo di permanenza più lungo della biomassa nel solvente esano. Un altro fattore limitante è spesso l’insufficiente penetrazione dell’esano nella matrice della biomassa. Le strutture cellulari rigide vengono bagnate dall’esano prevalentemente in superficie, mentre l’interno delle cellule entra solo parzialmente in contatto con l’esano. Questa penetrazione insufficiente comporta un processo di estrazione incompleto, poiché le sostanze di interesse, come i lipidi (ossia acidi grassi, grassi e oli), rimangono all’interno della matrice cellulare.

La soluzione: estrazione con esano intensificata dagli ultrasuoni

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

• Trasferimento di massa potenziato: La sonicazione potenzia il trasferimento di massa tra il campione solido e il solvente. Le microturbolenze e il rapido collasso delle bolle di cavitazione creano intense forze di taglio e variazioni localizzate di pressione. Ciò rompe lo strato limite attorno al campione solido, favorendo il rilascio dei composti di interesse nel solvente e migliorando così l’efficienza di 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 producono agitazione e creano una miscela omogeneizzata, garantendo che il solvente entri in stretto contatto con l’intera superficie del materiale solido e determinando velocità di estrazione più elevate.
• Disgregazione delle strutture cellulari: Nelle estrazioni da materiali vegetali, 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 degli altri composti di interesse che possono essere racchiusi all’interno delle cellule.
• Tempo di estrazione ridotto: Combinando un maggiore trasferimento di massa con una cinetica di estrazione accelerata, la sonicazione con sonda può ridurre significativamente il tempo di estrazione necessario per ottenere la resa desiderata. Questo può essere particolarmente vantaggioso quando si trattano grandi volumi di campioni o si lavora con applicazioni sensibili ai tempi di lavorazione.

Grazie al miglioramento di questi fattori di processo, il trattamento a ultrasuoni con sonda può migliorare significativamente l’estrazione con esano. L’estrazione con esano a ultrasuoni può essere ottimizzata in base ai composti specifici e ai volumi da sottoporre a estrazione. L’intensità degli ultrasuoni (ampiezza), la durata, la temperatura, la pressione e la configurazione di estrazione possono essere regolate per ottenere rese ottimali in un tempo 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
• Sgrassaggio degli insetti

Estrazione Soxhlet intensificata dagli ultrasuoni con esano come solvente

L’estrazione Soxhlet intensificata dagli ultrasuoni è un processo che combina l’estrazione Soxhlet tradizionale con le 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 volumi ridotti di estratti, come oli essenziali o determinati composti bioattivi.
L’esano è un solvente comunemente utilizzato per questo processo, poiché è efficace nell’estrarre lipidi da varie fonti, compresi gli oli di semi, l’olio di alghe e i composti bioattivi a base lipidica. Il trattamento a ultrasuoni disgrega le strutture cellulari e favorisce l’estrazione solido-liquido aumentando il trasferimento di massa e il rilascio dei composti nel solvente. In questo modo, un solvente come l’esano può penetrare meglio nel materiale solido e dissolvere efficacemente gli oli (lipidi, 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, rendendo questa opzione più rispettosa dell’ambiente.
 

L’estrazione a ultrasuoni consente l’uso di solventi più blandi e non tossici

Il trattamento a ultrasuoni non solo migliora l’estrazione con esano, ma consente anche di utilizzare solventi più blandi e non tossici, come etanolo, etanolo acquoso, acqua o solventi eutettici profondi naturali (DES, NADES). La disgregazione cellulare e il trasferimento di massa altamente efficaci ottenuti con gli estrattori a ultrasuoni con sonda permettono di conseguire risultati eccellenti utilizzando solventi più blandi. Pertanto, l’estrazione a ultrasuoni in combinazione con solventi più blandi, non tossici e più rispettosi dell’ambiente consente di ottenere estratti di alta qualità per uso alimentare, risparmi sui costi e un processo di estrazione ecologico.

Sonicatori ad alte prestazioni per una migliore estrazione con esano

Hielscher Ultrasonics progetta, produce e fornisce estrattori a ultrasuoni ad alte prestazioni, facilmente integrabili negli impianti di estrazione con esano esistenti o negli estrattori Soxhlet. Oltre alla fornitura, all’installazione e al servizio di manutenzione, Hielscher offre consulenza e guida i propri clienti durante le prove di fattibilità, l’ottimizzazione del processo e la progettazione dell’impianto, fino all’installazione finale e alla messa in servizio del processo di estrazione.
I principali vantaggi dei sonicatori Hielscher sono il controllo completo del processo, la scalabilità lineare e la capacità di tutti i processori a ultrasuoni industriali di erogare ampiezze molto elevate. Ampiezze fino a 200µm possono essere facilmente mantenute in funzionamento continuo 24/7. Le ampiezze elevate sono particolarmente importanti per l’estrazione da strutture cellulari più dure, come semi e gherigli.
Il nostro personale tecnico e il nostro laboratorio di processo completamente attrezzato vi assisteranno con competenza e consulenza!

Progettazione, produzione e consulenza – Qualità Made in Germany

I sonicatori Hielscher sono rinomati per i loro elevatissimi standard di qualità e progettazione. La robustezza e la facilità d’uso consentono di integrare agevolmente i nostri sonicatori negli impianti industriali. I sonicatori Hielscher affrontano facilmente condizioni difficili e ambienti impegnativi.

Hielscher Ultrasonics è un’azienda certificata ISO e pone particolare attenzione ai sonicatori ad alte prestazioni caratterizzati da tecnologia all’avanguardia e facilità d’uso. Naturalmente, i sonicatori Hielscher sono conformi alle norme CE e soddisfano i requisiti di UL, CSA e RoHs.

La tabella seguente fornisce un’indicazione della capacità di trattamento approssimativa dei nostri sonicatori: