Estrazione di fluidi supercritici migliorata dagli ultrasuoni di potenza
L'estrazione a ultrasuoni, da sola o in combinazione con metodi di estrazione alternativi come l'estrazione con solvente o la CO2 è utilizzato con successo per estrarre l'intero spettro di cannabinoidi dalla pianta di cannabis (canapa e marijuana). Nella marijuana, il principale componente cannabinoide è il Δ9-tetraidro-cannabinolo (Δ9-THC) con i suoi ben noti effetti psicotropi. Altri importanti cannabinoidi con attività psicotropa minore o nulla si trovano sia nella canapa che nella marijuana e comprendono l'acido cannabidiolico (CBDA), il cannabidiolo (CBD), il cannabigerolo (CBG), il cannabicromene (CBC), il cannabinolo (CBN) e il cannabiciclolo (CBL), oltre ad altri omologhi associati al C19.
Miglioramento ad ultrasuoni della CO2 estrazione
La combinazione di ultrasuoni ad alta potenza ed estrattori di fluidi supercritici (SFE) è un metodo altamente efficiente e pulito per accelerare e migliorare i processi di trasferimento di massa. Il trasferimento di massa tra la materia prima (ad esempio, prodotti botanici come foglie, fiori, boccioli, ecc.) e il solvente (ad esempio, CO2) è il fattore limitante durante i processi di estrazione. A causa del limitato trasferimento di massa, l'efficienza di estrazione si riduce. Per compensare la mancanza di efficienza, è necessario aumentare il tempo di estrazione o sacrificare la resa di estrazione.
L'ultrasuonoterapia ad alta potenza è una tecnologia ben collaudata per intensificare le reazioni lente migliorando il trasferimento di massa tra le fasi. Grazie a vibrazioni intense, forze di taglio e turbolenze di agitazione, gli ultrasuoni di potenza espongono la materia prima di estrazione a una velocità significativamente maggiore al solvente. Ciò si traduce in rese di estrazione superiori e tempi di estrazione ridotti. L'ultrasuono migliora l'efficienza di estrazione di qualsiasi tipo di estrattore di fluidi supercritici:
- aumentando la resa
- riducendo il tempo di estrazione
- riducendo la pressione richiesta
- migliorando la capacità produttiva complessiva
UIP2000hdT L'estrattore a ultrasuoni può essere flangiato alla CO
Il potenziamento a ultrasuoni del trasferimento di massa nei processi di estrazione di CO2 supercritica può essere facilmente realizzato implementando una sonda a ultrasuoni ad alte prestazioni, come un Cascatrodo, nell'estrattore di fluidi supercritici. Le sonde Hielscher Ultrasonics (note anche come trombe a ultrasuoni, sonotrodi) possono essere collegate tramite una flangia di tenuta standard e sono compatibili con i connettori swedge lock. Ciò rende l'installazione e il funzionamento semplici e sicuri. Come tutti gli ultrasonori Hielscher, noti per la loro robustezza e le loro prestazioni continue, una volta installato il sistema richiede una manutenzione minima.
Gli ultrasuoni e le sonde Hielscher sono disponibili per
- estrattori di fluidi supercritici su piccola scala/da laboratorio
- scala semi-industriale
- scala industriale
Estrattore a ultrasuoni implementato in un sistema a CO2 supercritica per migliorare il trasferimento di massa. Questo aumenta la resa di estrazione e riduce i tempi e la temperatura di estrazione.
figura e studio: Hu et al. 2007
Caso di studio per il potenziamento a ultrasuoni della CO supercritica.2 estrazione
Estrazione dello zenzero: Balachandran et al. (2006) hanno studiato l'efficienza dell'estrazione di CO2 supercritica assistita da ultrasuoni utilizzando il metodo di Hielscher. Ultrasuonatore UIP500hdT. Hanno studiato l'influenza degli ultrasuoni sull'estrazione supercritica utilizzando lo zenzero liofilizzato. "La resa dei composti pungenti dello zenzero è significativamente aumentata sotto l'influenza degli ultrasuoni, con miglioramenti fino al 30% verso la fine del periodo di estrazione." (Balachandran et al. 2006)
Per saperne di più sull'estrazione dello zenzero a ultrasuoni!
Immagini FESEM di particelle di zenzero. (A) Esperimenti senza sonicazione, (B) esperimenti con sonicazione utilizzando il sistema di controllo della temperatura. UIP500hdT .
Immagine e studio: Balachandran et al. 2006
- intensificare il trasferimento di massa durante la SFE
- aumentare la resa dell'estratto
- accelerare l'estrazione SFE
- gestiscono facilmente le alte pressioni
- gestire diverse materie prime
- possono essere installati in un secondo momento nei sistemi SFE esistenti
- essere installato in modo flessibile
- essere controllato con precisione
- essere controllato a distanza
- essere utilizzato in modo sicuro
Estrattori a ultrasuoni ad alta potenza per l'estrazione con fluidi supercritici
Gli ultrasuonatori Hielscher possono essere facilmente implementati in qualsiasi normale impianto per la produzione di CO2 estrattore per migliorare il trasferimento di massa e quindi aumentare la resa di estrazione.
Le sonde a ultrasuoni del CascatrodeTM sono particolarmente adatti per l'integrazione in un sistema di controllo della CO2 poiché i cascatori di Hielscher offrono un'elevata superficie che genera una forte cavitazione nei grandi serbatoi di CO2 sistemi di estrazione e può quindi trattare facilmente grandi volumi. Hielscher Ultrasonics’ I processori industriali a ultrasuoni, robusti e affidabili, sono in grado 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. Per ampiezze ancora maggiori, sono disponibili sonotrodi a ultrasuoni personalizzati. L'affidabilità del funzionamento continuo di ampiezze elevate, la robustezza e la bassa manutenzione degli estrattori a ultrasuoni Hielscher ne fanno l'apparecchiatura ideale per l'implementazione in R&D e di CO commerciale supercritica/subcritica.2 estrattori.
- prestazioni costantemente elevate
- Funzionamento 24/7/365
- controllo preciso del processo
- robustezza
- Bassa manutenzione
- Sicuro e facile da usare
- controllo remoto del browser
La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasonori:
| Volume di batch | Portata | Dispositivi raccomandati |
|---|---|---|
| 10 - 2000mL | 20 - 400mL/min | UP200St, UP400St |
| 0Da .1 a 8L | 0.2 to 2L/min | UIP500hdT |
| 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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Letteratura / Riferimenti
- 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.
Ultrasuoni ad alte prestazioni! La gamma di prodotti Hielscher copre l'intero spettro, dai compatti ultrasuoni da laboratorio alle unità da banco, fino ai sistemi ultrasonici industriali.