Strategie per rese più elevate nell’estrazione botanica

Per produrre con elevata efficienza estratti di qualità superiore da materie prime botaniche, ossia ottenere rese elevate di estratti di qualità superiore in tempi di estrazione brevi, è necessaria una tecnica di estrazione ad alte prestazioni. L’estrazione a ultrasuoni è una tecnica di intensificazione del processo che consente di utilizzare un’ampia gamma di materie prime e di ottenere rese elevate di estratti di qualità superiore in modo rapido ed economicamente vantaggioso.

Estratti botanici di qualità superiore con ultrasuoni di potenza

Quando si estrae uno specifico composto bioattivo o una frazione bioattiva da una materia prima botanica, diversi fattori influenzano il processo di estrazione. Oltre alla tecnologia di estrazione (ad es. l’estrazione a ultrasuoni), la polarità del solvente, la materia prima e il suo pretrattamento, il rapporto solido / liquido (ossia il rapporto materiale vegetale / solvente), il tempo di estrazione e la temperatura sono importanti fattori di processo che devono essere attentamente considerati. L’estrazione assistita da ultrasuoni (UAE) consente condizioni di trattamento ideali, caratterizzate contemporaneamente da delicatezza ed elevata efficienza. La libera scelta di solventi delicati o dell’estrazione con acqua fredda, le basse temperature e i tempi di trattamento brevi rendono l’estrazione a ultrasuoni una tecnica di estrazione superiore, che previene la degradazione termica o chimica delle molecole bioattive. Inoltre, l’UAE può liberare l’intera quantità disponibile di molecole bioattive dalla materia prima vegetale. Per questo motivo, la sonicazione è la tecnologia di estrazione più utilizzata per la produzione di estratti ad alta potenza.

Che cosa rende superiore l’estrazione a ultrasuoni?

L’estrazione assistita da ultrasuoni (UAE) è una tecnica di estrazione altamente efficiente, basata esclusivamente su forze meccaniche. La cavitazione ultrasonica o acustica è caratterizzata da intense forze di taglio e da elevati differenziali locali di temperatura e pressione. Queste forze di cavitazione estremamente intense provocano la cosiddetta sonoporazione, ossia la formazione di nuovi pori e l’ampliamento di quelli esistenti nella membrana cellulare, nonché la disgregazione delle strutture cellulari vegetali. Il flusso di solvente in entrata e in uscita dall’interno delle cellule, intensificato dagli ultrasuoni, contribuisce al rilascio rapido e completo delle sostanze botaniche. Utilizzando esclusivamente forze meccaniche, l’UAE non altera le molecole botaniche mediante sostanze chimiche o trattamenti termici intensi e previene quindi le alterazioni chimiche o indotte dal calore delle sostanze bioattive presenti nelle materie prime botaniche. Di conseguenza, l’estrazione a ultrasuoni produce estratti di alta qualità e a spettro completo, che offrono tutti gli effetti delle sostanze botaniche combinate, noti come il cosiddetto effetto entourage.
Estrazione a ultrasuoni: tecnica delicata e non termica, ma altamente efficiente, per ottenere rese elevate di estratti di qualità superiore.

Confronto tra l’estrazione a ultrasuoni e altre tecniche

L’estrazione a ultrasuoni è una tecnica ampiamente utilizzata per liberare e isolare composti bioattivi quali antiossidanti, polifenoli, polisaccaridi, proteine, lipidi, cannabinoidi e altri composti fitochimici dai materiali vegetali.
La sonicazione è il metodo preferito grazie a numerosi vantaggi, tra cui rese di estrazione elevate / complete, trattamento rapido e non termico, compatibilità con quasi tutti i solventi (ad es. acqua, etanolo, metanolo, isopropanolo, oli vegetali, glicerina ecc.), funzionamento semplice e sicuro e manutenzione ridotta, oltre a molti altri.
La tabella seguente confronta l’estrazione a ultrasuoni con altri metodi di estrazione convenzionali, evidenziando i vantaggi dell’UAE.

Perché l’estrazione a ultrasuoni è così efficiente?

Il meccanismo di intensificazione dell’estrazione mediante ultrasuoni di potenza è attribuito principalmente al fenomeno della cavitazione acustica. La cavitazione ultrasonica provoca collisioni tra le particelle della biomassa botanica, determinando una frammentazione dovuta alle interazioni tra particelle e una riduzione delle loro dimensioni. Quando le bolle di cavitazione collassano sulla superficie dei solidi vegetali, l’erosione e la sonoporazione aumentano ulteriormente la superficie delle particelle. Il trasferimento di massa così intensificato facilita il rilascio di molecole quali proteine, lipidi, zuccheri, vitamine, antiossidanti, composti fitochimici e fibre alimentari. Le forze di taglio generate dagli ultrasuoni migliorano rispettivamente la penetrazione del solvente nella matrice cellulare del materiale botanico e la permeabilità delle membrane cellulari. Questi meccanismi degli ultrasuoni di potenza sono responsabili della significativa intensificazione del processo ottenuta quando la sonicazione viene applicata all’estrazione botanica.

Richiedete informazioni tecniche sugli estrattori a ultrasuoni Hielscher e sui loro vantaggi!

Hielscher Ultrasonics progetta, produce e distribuisce estrattori a ultrasuoni ad alte prestazioni per il trattamento in lotti e continuo a qualsiasi scala di produzione. Oltre a offrire i più elevati standard tecnici, una robustezza eccezionale e un funzionamento 24/7/365 per un’elevata efficienza operativa, i sonicatori Hielscher sono semplici e affidabili da utilizzare. Elevata efficienza, software intelligente, menu intuitivo, registrazione automatica dei dati e controllo remoto tramite browser sono solo alcune delle caratteristiche che distinguono gli estrattori Hielscher dalle altre apparecchiature di estrazione.

Vantaggi degli estrattori a ultrasuoni Hielscher

Efficienza

• Rese più elevate
• Processo di estrazione rapido – in pochi minuti
• Estratti di alta qualità – estrazione delicata e non termica
• Solventi ecologici (acqua, etanolo, glicerina, oli vegetali ecc.)

Semplicità

• Plug ‘n’ play – Installazione e formazione in poche ore
• Elevata capacità di trattamento – Per la produzione di estratti su larga scala
• Funzionamento in lotti o continuo in linea
• Installazione semplice – Supporta diverse tensioni e richiede il collegamento di soli quattro tubi flessibili
• Spostabile
• Aumento di scala lineare – aggiungete un altro sistema a ultrasuoni in parallelo per aumentare la capacità
• Monitoraggio e controllo remoti – tramite PC, smartphone o tablet
• Nessuna supervisione del processo necessaria – Installate e avviate
• Alte prestazioni – progettato per la produzione continua 24/7
• Robustezza e manutenzione ridotta
• Alta qualità – progettato e costruito in Germania
• Carico e scarico rapidi tra un lotto e l’altro
• Facile da pulire

Sicurezza

• Semplice e sicuro da utilizzare
• Estrazione senza solventi o con solventi (acqua, etanolo, oli vegetali, glicerina ecc.)
• Nessuna pressione o temperatura elevata
• Disponibili sistemi antideflagranti certificati ATEX
• Facile da controllare (anche tramite controllo remoto)

Solventi per l’estrazione a ultrasuoni
Scegliete il solvente ideale per il vostro processo di estrazione: acqua, miscela acqua-alcol, alcol isopropilico, esano, etanolo, metanolo, butano, oli vegetali, glicerina,
solventi non tossici e qualsiasi altro solvente standard sono compatibili con l’estrazione a ultrasuoni.
Estrazione a ultrasuoni con acqua fredda: Sebbene l’acqua sia tecnicamente un solvente, il cosiddetto solvente universale, un’estrazione a base d’acqua viene generalmente considerata un’estrazione senza solventi. Un’estrazione a ultrasuoni senza solventi non richiede sostanze estranee. La sospensione di acqua e materiale vegetale viene sottoposta a sonicazione per rompere le pareti cellulari della pianta, in modo che le molecole bioattive vengano rilasciate nell’acqua (solvente). La sonicazione è un metodo esclusivamente meccanico, che non altera chimicamente la materia prima e l’estratto. Pertanto, l’estrazione a ultrasuoni è la tecnica preferita per produrre estratti botanici di alta qualità.

Sonicatore a sonda UIP1000hdT con agitatore per la produzione di estratti botanici come i cannabinoidi (ad es. CBD, THC, CBG)

 
La tabella seguente fornisce un’indicazione della capacità di trattamento approssimativa dei nostri estrattori a ultrasuoni (trattamento in lotti e a flusso continuo):