Solventes eutéticos profundos (DESs) e solventes eutéticos naturais profundos (NADES) oferecem vantagens como solventes de extração em muitos níveis e são, portanto, uma alternativa promissora aos solventes orgânicos convencionais. Solvente eutético profundo funciona excelente em combinação com extração ultrassônica e dá altos rendimentos de extratos de qualidade premium. Saiba mais sobre extração ultrassônica usando solventes eutéticos naturais profundos.

Como a Ultrasonication melhora a extração com solventes eutéticos profundos?

A extração do tipo sonda ultra-sônica usando solventes eutéticos profundos e solventes eutéticos profundos naturais pode oferecer várias vantagens para a extração de compostos bioativos. Uma das principais vantagens é o aumento da eficiência de extração de compostos fenólicos e outros fitoquímicos de fontes naturais. Os solventes eutéticos profundos são conhecidos pela alta eficiência de extração, que pode ser ainda maior pela extração assistida por ultrassom. Devido à sua não toxicidade, são uma ótima opção de solvente para produtos farmacêuticos e alimentícios. Isso torna a extração ultra-sônica usando solventes eutéticos profundos um método verde e sustentável para a recuperação de compostos bioativos. O uso sinérgico de ultrassom com solventes eutéticos profundos foi cientificamente comprovado para resultar em maiores rendimentos de vários compostos bioativos. Em geral, a extração do tipo sonda ultrassônica usando solventes eutéticos profundos e solventes eutéticos profundos naturais fornece uma abordagem mais eficiente e ecológica para a extração de compostos bioativos.

O que são Solventes Eutéticos Profundos (DES)?

Solventes eutéticos profundos (DESs) são misturas de pelo menos um aceitador de ligações de hidrogênio (HBA) e um doador de ligações de hidrogênio (HBD), incluindo ácidos carboxílicos e outros compostos renováveis. (2019), "a forte interação de ligação de hidrogênio entre HBA e HBD é o fator mais importante para a formação de DESs". [Cai et al. 2019]
Para doadores de ligações de hidrogênio, compostos como açúcares, aminoácidos, ácidos carboxílicos (por exemplo, ácido benzoico, ácido cítrico, ácido succínico) ou aminas (por exemplo, ureia, benzamida) são frequentemente usados. O potencial de interação química de doadores de ligações de hidrogênio é o principal fator que contribui para a formação e eficiência de solventes eutéticos profundos. Sais de haletos como cloreto de colina ou cloreto de zinco também podem ser usados em conjunto com os doadores de ligação de hidrogênio. Outros solventes eutéticos profundos à base de cloreto de colina são formados com ácido malônico, fenol ou glicerina. Como resultado das fortes interações de ligação de hidrogênio, o ponto de fusão dos solventes eutéticos profundos é significativamente reduzido quando comparado aos seus componentes individuais. Em contraste com os solventes convencionais (por exemplo, etanol, metanol, hexano, butano, etc.), os solventes eutéticos profundos não são voláteis, o que significa que têm uma pressão de vapor muito baixa e, portanto, dificilmente inflamáveis. A toxicidade dos solventes eutéticos profundos é baixa, sua biodegradabilidade é alta e os precursores necessários são baratos, fáceis e abundantes disponíveis, além de renováveis.
Os solventes eutéticos profundos naturais (NADES) são ainda mais ecológicos, pois todos os precursores são provenientes de fontes naturais. Os solventes eutéticos profundos também oferecem uma solvência ajustável com base na química do soluto e nas espécies usadas para criar solventes eutéticos profundos. Alguns solventes eutéticos profundos naturais exibem uma alta viscosidade e, portanto, não são muito adequados para extração em batelada. No entanto, solventes eutéticos profundos naturais com viscosidades mais altas podem ser aplicados com sucesso como solventes na extração por fluxo ultrassônico.

A tabela abaixo mostra algumas composições exemplares de Solventes Eutéticos Profundos Naturais (NADES) para a extração de fitoquímicos:

Como funciona a extração ultrassônica com solventes eutectices profundos?

A extração ultrassônica é baseada nos efeitos sonomecânicos do ultrassom de alta intensidade e baixa frequência. Para promover e intensificar a extração de compostos botânicos (ou seja, substâncias bioativas) via ultrassônicas, ondas de ultrassom de alta potência são acoplados através de uma sonda ultrassônica (também chamada de chifre ultrassônico ou sonotrode) no meio líquido, ou seja, o chorume consistindo na matéria-prima botânica e o solvente eutético (natural) profundo. As ondas de ultrassom viajam através do líquido e criam ciclos alternados de baixa pressão / alta pressão. Durante ciclos de baixa pressão, são criadas bolhas de vácuo minúsculas (as chamadas bolhas de cavitação), que crescem ao longo de vários ciclos de pressão. Durante esses ciclos de crescimento de bolhas, os gases dissolvidos no líquido entram na bolha de vácuo, de modo que a bolha de vácuo se transforme em bolhas de gás em crescimento. Depois de crescer em vários ciclos, as bolhas de vácuo atingem um certo tamanho em que não podem absorver mais energia, de modo que implodem violentamente durante um ciclo de alta pressão. A implosão da bolha é caracterizada por intensas forças cavitacionais, incluindo temperatura e pressão muito altas que atingem até 4000K e 1000atm, respectivamente; bem como correspondentes diferenciais de alta temperatura e pressão. Essas turbulências ultrasonicamente geradas e as forças de cisalhamento quebram as células vegetais e liberam os compostos bioativos intracelulares no solvente eutético (natural) profundo. A extração ultrassônica abre a estrutura celular dos botânicos e intensifica a transferência de massa entre o material vegetal e o solvente. A sônicação promove, assim, a eficácia de solventes eutéticos naturais profundos. A extração ultrassônica com solventes eutéticos (naturais) profundos resulta em rendimentos excepcionalmente altos dentro de um tempo de processamento muito curto.

As ondas de ultrassom de energia interrompem a estrutura celular dos botânicos, liberam os compostos bioativos e promovem a transferência de massa entre o material da planta e o solvente (por exemplo, solventes eutéticos profundos).

A combinação de extração ultrassônica com solventes eutectos (naturais) profundos dá-lhe a oportunidade de combinar o processo intensificando o poder do ultrassom com os efeitos solubilizadores notáveis e excelente designabilidade de solventes eutectos profundos. Devido à eficiência superior da extração ultrassônica, ultrassonicadores também são usados com sucesso para extração de água.
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Extratores ultra-sônicos de alto desempenho para o uso de solventes eutéticos profundos

A extração ultrassônica é uma tecnologia de processamento confiável, que facilita e acelera a produção de extratos de alta qualidade de vários botânicos, bem como de qualquer solvente. A extração ultrassônica é altamente compatível com solventes eutectos (naturais) profundos, que são favoráveis devido ao seu excelente poder solubilizador, designabilidade ao extrato, sustentabilidade, biodegradabilidade e eco-simpatia. A combinação da intensificação do processo de ultrassom de energia com as vantagens de solventes eutéticos (naturais) profundos dá a este processo a superioridade tecnológica em muitos níveis. O portfólio hielscher ultrasonics abrange toda a gama, desde ultrassonicadores de laboratório compactos até sistemas de extração industrial. Todos eles são, naturalmente, adequados para a extração com solventes eutéticos profundos.
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A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximado de nossos ultrasonicators: