A ultrassonografia do tipo sonda pode melhorar a extração de hexano convencional, intensificando o processo e tornando-o significativamente mais eficiente. A extração ultra-sônica melhora a transferência de massa e interrompe as células para liberar substâncias bioativas direcionadas no solvente, resultando em rendimentos de extração mais altos em comparação com os métodos convencionais sozinhos. A extração assistida por ultrassom é altamente eficaz no aumento do rendimento da extração de óleo, incluindo óleo de colza e óleo de linhaça, resultando em uma composição de ácidos graxos de alta qualidade e maior teor de componentes bioativos.

Extração de hexano melhorada pelo ultrassom de potência

A extração ultra-sônica é um método de intensificação de processo que pode melhorar significativamente os processos de extração sólido-líquido e solvente.

Limitações da extração convencional de hexano

A extração de hexano é uma técnica comum usada para extrair compostos orgânicos, particularmente substâncias apolares, de várias fontes, como plantas, sementes ou solo. O hexano é um solvente de hidrocarbonetos que é altamente eficiente na dissolução e extração de lipídios, óleos e outros compostos apolares. O hexano é amplamente utilizado para extração de óleo devido à sua capacidade de solubilização para compostos apolares (por exemplo, óleos), fácil separação subsequente do óleo e um ponto de ebulição estreito (63–69°C).
No entanto, a eficiência dos processos de extração de hexano pode variar muito, dependendo da matéria-prima e da extração: O rendimento da extração e o tempo de extração estão amplamente correlacionados. Isso significa que, para um alto rendimento do extrato, é necessário um tempo de retenção maior da biomassa no solvente hexano. Outro fator limitante é muitas vezes a penetração insuficiente de hexano na matriz da biomassa. Estruturas celulares rígidas são principalmente molhadas com hexano na superfície, enquanto o interior da célula fica apenas parcialmente em contato com hexano. Essa penetração insuficiente resulta em um processo de extração incompleto, pois as substâncias-alvo, como lipídios (ou seja, ácidos graxos, gorduras, óleos) permanecem no interior da matriz celular.

A Solução: Extração de Hexano Ultrassonicamente Intensificada

A sonicação do tipo sonda, também conhecida como sonicação por sonda ultrassônica, é um método que utiliza ondas de ultrassom de alta intensidade para criar bolhas de cavitação acústica em um meio líquido. Essas bolhas colapsam rapidamente, gerando intensos campos de energia localizados e criando microturbulências e forças de alto cisalhamento dentro do solvente.
Devido a essas condições de densidade de energia geradas ultrassonicamente, a sonicação do tipo sonda pode intensificar e melhorar o processo de extração de hexano de várias maneiras:

• Transferência de massa aprimorada: A sonicação aumenta a transferência de massa entre a amostra sólida e o solvente. A microturbulência e o rápido colapso das bolhas de cavitação criam fortes forças de cisalhamento e mudanças de pressão localizadas. Isso interrompe a camada limite ao redor da amostra sólida, promovendo a liberação dos compostos alvo no solvente, melhorando assim a eficiência da extração.
• Extração acelerada: A sonicação acelera a cinética de extração aumentando a área de contato entre o solvente e a amostra sólida. As bolhas de cavitação proporcionam agitação e criam uma mistura homogeneizada, garantindo que o solvente entre em contato próximo com toda a superfície do material sólido, levando a taxas de extração mais rápidas.
• Ruptura das estruturas celulares: Nas extrações à base de plantas, a sonicação pode romper as estruturas celulares, como paredes celulares e membranas, facilitando a liberação de componentes intracelulares. Isso permite uma extração mais eficiente de lipídios e outros compostos alvo que podem estar dentro das células.
• Diminuição do tempo de extração: Ao combinar o aumento da transferência de massa e a cinética de extração acelerada, a sonicação do tipo sonda pode reduzir significativamente o tempo de extração necessário para obter o rendimento desejado. Isso pode ser particularmente benéfico ao processar grandes volumes de amostras ou trabalhar com aplicações sensíveis ao tempo.

Devido a esses fatores de processo aprimorados, a ultrasonicação do tipo sonda pode melhorar significativamente a extração de hexano. A extração de hexano ultra-sônico pode ser otimizada com base nos compostos e volumes específicos que estão sendo extraídos. A intensidade do ultrassom (amplitude), a duração, a temperatura, a pressão e a configuração da extração podem ser ajustadas para obter rendimentos ótimos de extração dentro de um período de extração reduzido.

• óleo de algas
• Óleos vegetais (soja, linho, colza, girassol, farelo de arroz, etc.)
• óleos essenciais
• Cariofileno
• Oleorresina de baunilha de vagens de baunilha
• Luteína da gema de ovo
• Astaxantina de Algas
• Desengorduramento de insetos

Extração de Soxhlet Ultrassonicamente Intensificada usando Hexano como Solvente

A extração de Soxhlet intensificada por ultrassom é um processo que combina a extração tradicional de Soxhlet com ondas ultrassônicas para melhorar a eficiência do processo de extração. Soxhlet extractio é um procedimento comumente usado em laboratórios e para a produção de menores volumes de extrato, como óleos essenciais ou certos compostos bioativos.
O hexano é um solvente comumente usado para este processo, pois é eficaz na extração de lipídios de várias fontes, incluindo óleos de sementes, óleo de algas, bem como compostos bioativos à base de lipídios. Ultrasonication interrompe as estruturas celulares e promove a extração sólido-líquido pelo aumento da transferência de massa e liberação de compostos no solvente. Uma vez que o solvente como o hexano pode penetrar melhor no material sólido e dissolver os óleos (lipídios, ácidos graxos) de forma eficiente. Consequentemente, o processo de extração é acelerado, reduzindo o tempo necessário para extrair os compostos desejados. Além disso, o uso do ultrassom pode reduzir a quantidade de solvente necessária, tornando-o uma opção mais ecológica.

Extração ultra-sônica permite o uso de solventes mais suaves e não tóxicos

Ultrasonication não só melhora a extração de hexano, mas também permite usar solventes mais suaves e não tóxicos, como etanol, etanol aquoso, água ou solventes eutéticos profundos naturais (DES, NADES). A ruptura celular altamente eficaz e a transferência de massa fornecidas por extratores do tipo sonda ultrassônica fornecem os excelentes resultados usando solventes mais suaves. Assim, a extração ultra-sônica em combinação com solventes mais suaves, não tóxicos e ambientalmente mais amigáveis permite extratos de grau alimentício de alta qualidade, economia de custos e um processo de extração verde.

Ultrasonicators de alto desempenho para extração aprimorada de hexano

A Hielscher Ultrasonics projeta, fabrica e fornece extratores ultrassônicos de alto desempenho, que podem ser facilmente integrados a instalações de extração de hexano existentes ou extratores Soxhlet. Além do serviço de fornecimento, instalação, manutenção, a Hielscher consulta e orienta seus clientes durante os testes de viabilidade, otimização do processo e projeto da planta até a instalação final e comissionamento do processo de extração.
As principais vantagens dos ultrasonicators Hielscher são o controle total do processo, a escalabilidade linear e a capacidade de todos os processadores ultrassônicos industriais de fornecer amplitudes muito altas. Amplitudes de até 200μm podem ser facilmente executadas continuamente em operação 24 horas por dia, 7 dias por semana. Altas amplitudes são especialmente importantes, quando se trata da extração de estruturas celulares mais duras, como sementes e grãos.
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Design, Fabricação e Consultoria – Qualidade Made in Germany

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A Hielscher Ultrasonics é uma empresa certificada ISO e coloca ênfase especial em ultrasonicators de alto desempenho com tecnologia de ponta e facilidade de uso. Naturalmente, os ultrasonicators Hielscher são compatíveis com CE e atendem aos requisitos da UL, CSA e RoHs.

A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximado de nossos ultrasonicators: