Glicerina como solvente para extração ultrassônica
A glicerina ou o glicerol podem ser usados como puramente (100%) ou como mistura de glicerina e água ou etanol para extração botânica. Conheça as vantagens de utilizar a glicerina como solvente de extração em processos de sonicação.
Extração botânica em glicerina usando sonicação
A extração botânica é um processo fundamental na química analítica, bioquímica e pesquisa de produtos naturais, que visa isolar componentes específicos de misturas complexas. Os métodos tradicionais de extração, como maceração ou extração por Soxhlet, geralmente exigem longos tempos de processamento e o uso de solventes orgânicos, o que pode representar riscos ambientais e à saúde. Na última década, a extração ultrassônica substituiu as técnicas tradicionais de extração, como maceração, Soxhlet e extração por solvente, uma vez que a sonicação é mais eficiente, rápida, eficaz e ecologicamente correta. Além desses benefícios da extração ultrassônica, esta técnica permite utilizar o solvente de escolha. Os extratores ultrassônicos podem até lidar com glicerina vegetal pura como solvente.
UP400ST homogeneizador ultrassônico para extração de ervas usando glicerina como solvente.
A glicerina vegetal é um solvente de extração ideal devido às suas propriedades não tóxicas e não irritantes e à sua capacidade de preservar a estabilidade e a potência de compostos bioativos sensíveis. Ambos, glicerina pura e misturas de glicerina-água, são solventes úteis para a produção de extratos para suplementos e nutracêuticos, extratos de sabor, aditivos alimentares e cosméticos.
Como funcionam os ultrassônicos do tipo sonda para extração?
Os sonicores usados para extração botânica usam o poder do ultrassom intenso. Através da sonda ultrassônica, o ultrassom de alta intensidade é transmitido para o solvente, onde ocorrem numerosas bolhas de cavitação. A rápida formação e colapso de bolhas microscópicas de cavitação geram forças de cisalhamento e intensa agitação, altas temperaturas e pressões localizadas. Essas forças sonomecânicas interrompem efetivamente as paredes celulares e facilitam a liberação de compostos intracelulares. Essa técnica de extração intensificada por ultrassom oferece várias vantagens, incluindo tempos de extração reduzidos, maior rendimento e capacidade de processar substâncias termolábeis sem degradação significativa.
Glicerina vegetal como solvente de extração
A glicerina vegetal, um líquido incolor, inodoro e viscoso derivado de óleos vegetais, é amplamente reconhecida por suas propriedades solventes. Não é tóxico, biodegradável e apresenta excelente solubilidade para uma ampla gama de compostos orgânicos. Como solvente, a glicerina vegetal oferece vários benefícios em relação aos solventes orgânicos tradicionais:
- Segurança e Impacto Ambiental: A glicerina não é tóxica e é ambientalmente benigna, tornando-a uma escolha preferível para aplicações de química verde.
- Grau alimentício e farmacêutico: A glicerina vegetal está disponível em qualidade de grau alimentício e farmacêutico. Por ser livre de álcool, comestível e de sabor doce, a glicerina é um solvente apreciado para extratos projetados para alimentos e produtos farmacêuticos. Para cosméticos, a glicerina é um solvente bem visto devido às suas propriedades emolientes.
- Solubilidade: Pode dissolver substâncias hidrofílicas e hidrofóbicas, ampliando o escopo dos compostos extraíveis.
- Estabilidade: A glicerina é quimicamente estável, o que ajuda a preservar a integridade dos compostos sensíveis durante a extração.
Ultrassônico UIP1000hdT para extração botânica.
Protocolo: Extração ultrassônica das folhas ervais na glicerina
Neste protocolo, orientamos você nas etapas de extração ultrassônica de compostos bioativos de folhas de ervas em glicerina pura. Você pode assistir ao vídeo complementar acima para obter uma impressão visual do processo de extração ultrassônica.
Você precisa:
- ervas frescas ou secas
- Glicerina 100% vegetal
- sonicador tipo sonda, por exemplo, o UP400St com sonotrodo S24d22L2D
- Copo de vidro
- garrafa de vidro escuro para armazenamento
Instruções passo a passo
- Pique as folhas de ervas em pedaços pequenos (aprox. 5x5mm).
- Coloque as folhas de ervas no copo de vidro.
- Adicione a glicerina. Você pode deixar as ervas de molho por alguns minutos.
- Insira a sonda do sonicador no béquer. Centralize a sonda no meio do béquer e certifique-se de que o sonotrodo não toque nas paredes do recipiente.
- Defina a amplitude para 100% e inicie a sonicação.
- Monitore a temperatura com o sensor de temperatura que acompanha o UP400St.
- Quando a temperatura sobe acima da temperatura, que você não quer ultrapassar, você pode pausar o sonicador para deixar a pasta de glicerina esfriar. Você pode definir um limite de temperatura no menu do UP400St. Além disso, você pode colocar o copo de vidro em um banho de gelo.
- Sonicate para uma entrada total de energia de aprox. 200-250 Ws/g. (Você pode definir a entrada de energia desejada no menu do UP400ST e em todos os sonicadores Hielscher digitais.)
- Após a sonicação, remova o material vegetal exaurido da glicerina por filtração. Você pode usar uma peneira, papel de filtro ou um pano de queijo. Para facilitar a filtração da glicerina viscosa, use a filtração a vácuo.
Solução de problemas e dicas:
Quanto mais fria a glicerina, maior sua viscosidade. Líquidos altamente viscosos requerem um sonicador mais potente. O poderoso sonicador UP400St de 400 watts lida com 100% de glicerina à temperatura ambiente de forma soberana. Se você estiver usando um sonicador com menor potência, pode usar uma mistura de glicerina e água (por exemplo, 50:50% v / v).
Para glicerina fria, um sonicador industrial, como o processador de ultrassom UIP1000hdT de 1000 watts, é ideal para processar solventes altamente viscosos.
A glicerina (glicerol) é capaz de preservar a integridade dos compostos bioativos, combinada com sua natureza não tóxica e biodegradável, tornando-a um solvente atraente para as indústrias farmacêutica, cosmética e alimentícia. Combinados com as condições de extração suaves de ultrassom, os extratos ultrassônicos de glicerina apresentam excelente qualidade e biodisponibilidade. O processo de sonicação garante a mais alta eficiência, resultando em altos rendimentos, tempo de extração reduzido e baixos custos de processamento! Use o solvente de sua escolha, obtenha excelentes rendimentos de extração e qualidade de extrato superior com os sonicadores Hielscher!
Protocolo: Extração de fitoquímicos da raiz de genciana
Uma aplicação prática de misturas de glicerina-água na extração botânica ultrassônica é demonstrada no isolamento de fitoquímicos como a amarogenina da raiz de genciana em glicerina a 50% usando o sonicador Hielscher UP200Ht. A raiz de genciana contém compostos de sabor amargo que são de interesse na indústria de alimentos e bebidas, bem como na medicina tradicional.
A amarogentina oferece um valor de amargor de 58.000.000 e é encontrada em concentração de 0,15% na raiz de genciana. O amargor da genciana é caracterizado por um sabor limpo. Oferecendo alta potência, os compostos amargos da raiz de genciana são valorizados como um composto de sabor forte.
Instruções passo a passo para extração ultrassônica de raiz de genciana usando glicerina como solvente
O uso de uma mistura de glicerina e água, combinado com o sonicador UP200Ht de alto desempenho, resulta em um alto rendimento de fitoquímicos extraídos. As condições suaves da glicerina garantem que os compostos sensíveis permaneçam estáveis durante todo o processo.
A glicerina e suas misturas com água ou etanol fornecem opções versáteis de solventes para extração botânica ultrassônica. Apesar dos desafios impostos pela alta viscosidade da glicerina, equipamentos avançados de sonicação como o Hielscher UP200Ht podem lidar efetivamente com esses solventes, garantindo a extração eficiente de fitoquímicos valiosos. A capacidade de adaptar a composição do solvente e aproveitar o poder das ondas ultrassônicas torna a extração assistida por ultrassom uma técnica poderosa para o isolamento de compostos bioativos de materiais vegetais.
Extração por ultrassom em glicerina
A combinação de ultrassônicos do tipo sonda com glicerina vegetal como solvente apresenta uma abordagem poderosa para extração. Os efeitos mecânicos da ultrassonografia aumentam a transferência de massa, melhorando a eficiência da glicerina na solubilização de compostos-alvo. Essa combinação é particularmente eficaz para extrair compostos bioativos de materiais vegetais, como polifenóis, alcalóides e óleos essenciais.
Aplicações para extração botânica ultrassônica em glicerina
Esta técnica de extração tem aplicações promissoras em vários campos:
- Produtos farmacêuticos: Isolamento de ingredientes farmacêuticos ativos de plantas medicinais.
- Indústria alimentar: Extração de sabores naturais, cores e antioxidantes.
- Cosméticos: Produção de compostos bioativos para produtos de beleza e cuidados com a pele.
- solventes eutéticos profundos Devido ao seu baixo custo, alta disponibilidade, natureza não tóxica, não inflamabilidade e não volatilidade, o glicerol e os solventes eutéticos profundos à base de glicerol são ideais para extração ultrassônica de polifenóis, oferecendo uma solução altamente sustentável.
- Alta eficiência
- Tecnologia de ponta
- fiabilidade & Robustez
- Controle de processo preciso e ajustável
- lote & Inline
- para qualquer volume
- software inteligente
- recursos inteligentes (por exemplo, programável, protocolo de dados, controle remoto)
- Fácil e seguro de operar
- Baixa manutenção
- CIP (limpeza no local)
Projeto, Fabricação e Consultoria – Qualidade Made in Germany
Os ultrassônicos Hielscher são conhecidos por seus mais altos padrões de qualidade e design. A robustez e a fácil operação permitem a integração suave de nossos ultrasonicadores em instalações industriais. Condições adversas e ambientes exigentes são facilmente manuseados pelos ultrassônicos Hielscher.
A Hielscher Ultrasonics é uma empresa certificada pela ISO e dá ênfase especial aos ultrassônicos de alto desempenho com tecnologia de ponta e facilidade de uso. Obviamente, os ultrassônicos Hielscher são compatíveis com CE e atendem aos requisitos da UL, CSA e RoHs.
A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrassônicos:
| Volume do lote | Vazão | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 0.5 a 1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 a 500mL | 10 a 200mL/min | UP100H |
| 10 a 2000mL | 20 a 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 a 20L | 0.2 a 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 a 100L | 2 a 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 a 150L | 3 a 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | maior | cluster de UIP16000 |
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Sonicator MSR-4 com 4 sondas ultrassônicas de 4kW (potência total de ultrassom de 16kW) para extração industrial de compostos bioativos.
Literatura / Referências
- Sumbal Jamshaid, Dildar Ahmed (2022): Optimization of ultrasound-assisted extraction of valuable compounds from fruit of Melia azedarach with glycerol-choline chloride deep eutectic solvent. Sustainable Chemistry and Pharmacy, Volume 29, 2022.
- Jamshaid, S., Ahmed, D. & Aydar, A. Y. (2022): Ultrasound-assisted extraction optimization of polyphenols, flavonoids, and antioxidant compounds from fruit of Melia azedarach using a glycerol-based green deep eutectic solvent. Journal of Food Processing and Preservation, 46, e16657.
- Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Pulsed Ultrasound-Assisted Extraction as an Alternative Method to Conventional Maceration for the Extraction of the Polyphenolic Fraction of Ribes nigrum Buds: A New Category of Food Supplements Proposed by The FINNOVER Project. Foods. 8. 466; 2019
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
Fatos que vale a pena saber sobre a glicerina
O que é glicerina? A glicerina, também conhecida como glicerol, é um álcool trivalente com alta solubilidade em água e higroscopicidade. Isso o torna um solvente versátil em várias aplicações. A viscosidade da glicerina vegetal é de aproximadamente 1400 centipoise a 20ºC. A glicerina é atóxica, biodegradável e reciclável. É produzido a partir de fontes renováveis, tornando-o um solvente ecológico. Como a glicerina é de baixo custo e altamente disponível, ela é amplamente utilizada em vários setores. Por ser não inflamável e não volátil, torna a glicerina segura no manuseio e armazenamento.
A glicerina é solúvel em água, etanol e metanol, o que amplia sua aplicabilidade como solvente em diferentes processos químicos.
Para quais aplicações a glicerina é usada como solvente?
A glicerina é valorizada por suas diversas aplicações nas indústrias alimentícia e cosmética. Usar a glicerina como solvente é uma de suas fortes aplicações, pois oferece propriedades químicas e uma alta versatilidade como solvente.
Em Cosméticos e Medicina: Em cosméticos e medicamentos, a glicerina é comumente usada como emoliente em cremes e formulações de gel. Ele atua como solvente para muitas substâncias pouco solúveis, aumentando sua biodisponibilidade. A eficácia da glicerina nessas aplicações decorre de sua natureza química como um álcool trivalente, que confere alta solubilidade em água e higroscopicidade.
Em alimentos e bebidas: A glicerina desempenha várias funções na indústria de alimentos e bebidas. Atua como umectante, solvente e adoçante, contribuindo para a conservação dos alimentos. Também é utilizado como enchimento em alimentos com baixo teor de gordura preparados comercialmente, como biscoitos, e como agente espessante em licores.
Propriedades do poliol: A glicerina, um poliol (álcool de açúcar), é reconhecida por ser não tóxica, biodegradável e reciclável. É produzido a partir de fontes renováveis e funciona como um solvente prótico polar devido à sua estrutura de álcool tri-hídrico. Isso o torna altamente hidrofílico e solúvel em água, etanol e metanol.
Co-solvente de extração de água: A glicerina é um cossolvente eficaz para processos de extração de água, particularmente conhecido por sua eficácia na obtenção de extratos de polifenóis.
Qual é o papel da glicerina na extração ultrassônica?
A glicerina, também conhecida como glicerol, é um líquido incolor, inodoro e viscoso, amplamente utilizado como solvente em extrações botânicas. Suas propriedades únicas o tornam particularmente adequado para extrair fitoquímicos sensíveis que podem se degradar em condições mais adversas. Essa capacidade da glicerina de preservar a integridade dos compostos bioativos, combinada com sua natureza não tóxica e biodegradável, a torna um solvente atraente para as indústrias farmacêutica, cosmética e alimentícia. Embora a glicerina pura seja frequentemente usada como solvente de extração, ela também é misturada com água ou etanol em proporções variadas.
Misturas de glicerina e água: A mistura de glicerina com água reduz a viscosidade da solução, aumentando sua eficiência de cavitação durante a extração ultrassônica. Uma mistura típica pode consistir em 50% de glicerina e 50% de água, equilibrando a viscosidade e a eficácia do solvente. Esta combinação é particularmente eficaz para extrair compostos como agentes amargos da raiz de genciana, conforme demonstrado em processos de ultrassom.
Misturas de glicerina-etanol: A adição de etanol à glicerina cria uma mistura de solventes com menor viscosidade e propriedades de solvente aprimoradas. O etanol, sendo um bom solvente para muitos fitoquímicos, ajuda na extração mais eficiente de compostos, enquanto o componente glicerina garante estabilidade e biocompatibilidade do extrato final.
A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho de labrador Para tamanho industrial.