Extração com hexano com eficiência melhorada por ultrassonicação

A ultrassonicação por sonda pode melhorar a extração convencional com hexano, intensificando o processo e tornando-o significativamente mais eficiente. A extração ultrassónica melhora a transferência de massa e provoca a rutura das células para libertar as substâncias bioativas pretendidas para o solvente, resultando em rendimentos de extração superiores aos obtidos apenas com métodos convencionais. A extração assistida por ultrassons é altamente eficaz no aumento do rendimento da extração de óleos, incluindo óleo de colza e óleo de linhaça, resultando numa composição de ácidos gordos de elevada qualidade e num teor mais elevado de componentes bioativos.

Extração com hexano melhorada por ultrassons de potência

A extração ultrassónica é um método de intensificação de processos que pode melhorar significativamente os processos de extração sólido-líquido e de extração com solventes.

Limitações da extração convencional com hexano

A extração com hexano é uma técnica comum utilizada para extrair compostos orgânicos, particularmente substâncias apolares, de diversas fontes, como plantas, sementes ou solo. O hexano é um solvente de hidrocarbonetos altamente eficiente na dissolução e extração de lípidos, óleos e outros compostos apolares. O hexano é amplamente utilizado na extração de óleos devido à sua capacidade de solubilizar compostos apolares (por exemplo, óleos), à facilidade da subsequente separação do óleo e a um intervalo estreito de ebulição (63–69°C).
No entanto, a eficiência dos processos de extração com hexano pode variar consideravelmente em função da matéria-prima e da extração: o rendimento da extração e o tempo de extração estão fortemente correlacionados. Isto significa que, para obter um elevado rendimento de extrato, é necessário um tempo de retenção mais longo da biomassa no solvente hexano. Outro fator limitante é frequentemente a penetração insuficiente do hexano na matriz da biomassa. As estruturas celulares rígidas são sobretudo molhadas com hexano à superfície, enquanto o interior das células entra apenas parcialmente em contacto com o hexano. Esta penetração insuficiente resulta num processo de extração incompleto, uma vez que as substâncias pretendidas, como os lípidos (ou seja, ácidos gordos, gorduras e óleos), permanecem no interior da matriz celular.

A solução: extração com hexano intensificada por ultrassons

A sonicação por sonda, também conhecida como sonicação com sonda ultrassónica, é um método que utiliza ondas ultrassónicas de elevada intensidade para criar bolhas de cavitação acústica num meio líquido. Estas bolhas colapsam rapidamente, gerando campos de energia localizados intensos e criando microturbulências e forças de elevado cisalhamento no solvente.
Devido a estas condições de elevada densidade energética geradas por ultrassons, a sonicação por sonda pode intensificar e melhorar o processo de extração com hexano de várias formas:

• Melhoria da transferência de massa: A sonicação melhora 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 alterações localizadas de pressão. Isto rompe a camada limite em torno da amostra sólida, promovendo a libertação dos compostos pretendidos para o solvente e melhorando, assim, a eficiência da extração.
• Extração acelerada: A sonicação acelera a cinética de extração ao aumentar a área de contacto entre o solvente e a amostra sólida. As bolhas de cavitação proporcionam agitação e criam uma mistura homogeneizada, garantindo que o solvente entra em contacto estreito com toda a superfície do material sólido, o que conduz a taxas de extração mais rápidas.
• Rutura das estruturas celulares: Nas extrações de materiais vegetais, a sonicação pode provocar a rutura das estruturas celulares, como as paredes e as membranas celulares, facilitando a libertação de componentes intracelulares. Isto permite uma extração mais eficiente de lípidos e de outros compostos pretendidos que podem estar contidos nas células.
• Redução do tempo de extração: Ao combinar o aumento da transferência de massa com a aceleração da cinética de extração, a sonicação por sonda pode reduzir significativamente o tempo de extração necessário para obter o rendimento desejado. Isto pode ser particularmente benéfico no processamento de grandes volumes de amostras ou em aplicações em que o tempo é um fator crítico.

Graças à melhoria destes fatores do processo, a ultrassonicação por sonda pode melhorar significativamente a extração com hexano. A extração ultrassónica com hexano pode ser otimizada em função dos compostos específicos e dos volumes a extrair. A intensidade dos ultrassons (amplitude), a duração, a temperatura, a pressão e a configuração da extração podem ser ajustadas para obter rendimentos ótimos de extrato num período de extração mais curto.

• Óleo de algas
• Óleos vegetais (soja, linhaça, colza, girassol, farelo de arroz, etc.)
• Óleos essenciais
• Cariofileno
• Oleorresina de baunilha a partir de vagens de baunilha
• Luteína a partir da gema de ovo
• Astaxantina a partir de algas
• Desengorduramento de insetos

Extração Soxhlet intensificada por ultrassons utilizando hexano como solvente

A extração Soxhlet intensificada por ultrassons é um processo que combina a extração Soxhlet tradicional com ondas ultrassónicas para melhorar a eficiência do processo de extração. A extração Soxhlet é um procedimento habitualmente utilizado em laboratórios e para a produção de volumes mais pequenos de extratos, como óleos essenciais ou determinados compostos bioativos.
O hexano é um solvente habitualmente utilizado neste processo, pois é eficaz na extração de lípidos de diversas fontes, incluindo óleos de sementes, óleo de algas e compostos bioativos de natureza lipídica. A ultrassonicação provoca a rutura das estruturas celulares e promove a extração sólido-líquido através do aumento da transferência de massa e da libertação de compostos para o solvente. Isto deve-se ao facto de o solvente, como o hexano, conseguir penetrar melhor no material sólido e dissolver eficientemente os óleos (lípidos, ácidos gordos). Consequentemente, o processo de extração é acelerado, reduzindo o tempo necessário para extrair os compostos pretendidos. Além disso, a utilização de ultrassons pode reduzir a quantidade de solvente necessária, tornando-a uma opção mais respeitadora do ambiente.
 

A extração ultrassónica permite a utilização de solventes mais suaves e não tóxicos

A ultrassonicação não só melhora a extração com hexano, como também permite utilizar solventes mais suaves e não tóxicos, como etanol, etanol aquoso, água ou solventes eutéticos profundos naturais (DES, NADES). A rutura celular e a transferência de massa altamente eficazes proporcionadas pelos extratores ultrassónicos de sonda permitem obter excelentes resultados com solventes mais suaves. Assim, a extração ultrassónica em combinação com solventes mais suaves, não tóxicos e mais respeitadores do ambiente permite obter extratos de elevada qualidade de grau alimentar, reduzir custos e realizar um processo de extração ecológico.

Sonicadores de elevado desempenho para uma melhor extração com hexano

A Hielscher Ultrasonics concebe, fabrica e fornece extratores ultrassónicos de elevado desempenho, que podem ser facilmente integrados em instalações existentes de extração com hexano ou em extratores Soxhlet. Além do fornecimento, da instalação e do serviço de manutenção, a Hielscher presta consultoria e orienta os seus clientes durante os ensaios de viabilidade, a otimização do processo e a conceção da instalação, até à instalação final e à colocação em funcionamento do processo de extração.
As principais vantagens dos sonicadores Hielscher são o controlo integral do processo, a escalabilidade linear e a capacidade de todos os processadores ultrassónicos industriais de fornecer amplitudes muito elevadas. É possível manter facilmente amplitudes de até 200µm em funcionamento contínuo 24/7. As amplitudes elevadas são especialmente importantes na extração de estruturas celulares mais duras, como sementes e amêndoas de sementes.
A nossa equipa técnica e o nosso laboratório de processos totalmente equipado irão apoiá-lo com conhecimentos e orientação!

Conceção, fabrico e consultoria – Qualidade fabricada na Alemanha

Os sonicadores Hielscher são bem conhecidos pelos seus padrões de qualidade e de conceção do mais alto nível. A robustez e a facilidade de utilização permitem uma integração harmoniosa dos nossos sonicadores em instalações industriais. Os sonicadores Hielscher lidam facilmente com condições adversas e ambientes exigentes.

A Hielscher Ultrasonics é uma empresa com certificação ISO e dá especial ênfase a sonicadores de elevado desempenho com tecnologia de ponta e facilidade de utilização. Naturalmente, os sonicadores Hielscher estão em conformidade com os requisitos CE e cumprem os requisitos UL, CSA e RoHs.

A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade aproximada de processamento dos nossos sonicadores: