Extração de hexano com eficiência melhorada por ultrassom

A ultrassonografia do tipo sonda pode melhorar a extração convencional de hexano, intensificando o processo e tornando-o significativamente mais eficiente. A extração por ultra-sons melhora a transferência de massa e perturba as células para libertar substâncias bioactivas específicas para o solvente, resultando em rendimentos de extração mais elevados em comparação com os métodos convencionais isolados. A extração assistida por ultra-sons é altamente eficaz para aumentar o rendimento da extração de óleo, incluindo óleo de colza e óleo de semente de linho, resultando numa composição de ácidos gordos de alta qualidade e num maior teor de componentes bioactivos.

Extração de hexano melhorada por ultra-sons de potência

A extração por ultra-sons é um método de intensificação do processo que pode melhorar significativamente os processos de extração sólido-líquido e por solventes.

Limitações da extração convencional com hexano

A extração com hexano é uma técnica comum utilizada para extrair compostos orgânicos, particularmente substâncias não polares, de várias fontes, como plantas, sementes ou solo. O hexano é um solvente hidrocarboneto altamente eficaz na dissolução e extração de lípidos, óleos e outros compostos não polares. O hexano é amplamente utilizado na extração de óleo devido à sua capacidade de solubilização de compostos não polares (por exemplo, óleos), à facilidade de separação subsequente do óleo e a um ponto de ebulição estreito (63-69°C).
No entanto, a eficiência dos processos de extração com hexano pode variar muito em função da matéria-prima e da extração: o rendimento da extração e o tempo de extração estão largamente correlacionados. Isto significa que, para obter um rendimento de extração elevado, 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 maioritariamente molhadas com hexano na superfície, enquanto o interior da célula entra apenas parcialmente em contacto com o hexano. Esta penetração insuficiente resulta num processo de extração incompleto, uma vez que as substâncias visadas, como os lípidos (ou seja, ácidos gordos, gorduras, óleos), permanecem no interior da matriz celular.

A solução: Extração de Hexano Intensificada por Ultra-sons

A sonicação por sonda, também conhecida como sonicação por sonda ultra-sónica, é um método que utiliza ondas de ultra-sons de alta 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 alto cisalhamento dentro do solvente.
Devido a estas condições ultrassonicamente gerados energia-densa, sonicação tipo sonda pode intensificar e melhorar o processo de extração de hexano de várias maneiras:

• Transferência de massa melhorada: 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 alterações de pressão localizadas. Isto perturba a camada limite em torno da amostra sólida, promovendo a libertação dos compostos alvo para o solvente, melhorando assim a eficiência da extração.
• Extração acelerada: A sonicação acelera a cinética de extração, aumentando a área de contacto entre o solvente e a amostra sólida. As bolhas de cavitação proporcionam agitação e criam uma mistura homogeneizada, assegurando que o solvente entra em contacto estreito com toda a superfície do material sólido, conduzindo a taxas de extração mais rápidas.
• Perturbação das estruturas celulares: Nas extracções à base de plantas, a sonicação pode romper as estruturas celulares, como as paredes e as membranas celulares, facilitando a libertação de componentes intracelulares. Isto permite uma extração mais eficiente de lípidos e outros compostos alvo que podem estar encerrados nas células.
• Diminuição do tempo de extração: Ao combinar o aumento da transferência de massa e a cinética de extração acelerada, a sonicação por sonda pode reduzir significativamente o tempo de extração necessário para obter o rendimento desejado. Isto pode ser particularmente benéfico quando se processam grandes volumes de amostras ou quando se trabalha com aplicações sensíveis ao tempo.

Devido a esses fatores de processo melhorados, a ultrassonografia do tipo sonda pode melhorar significativamente a extração de hexano. A extração de hexano por ultra-sons pode ser optimizada com base nos compostos e volumes específicos que estão a ser extraídos. A intensidade dos ultra-sons (amplitude), a duração, a temperatura, a pressão e a configuração da extração podem ser ajustadas para obter rendimentos de extração óptimos dentro de um período de extração reduzido.

• Óleo de algas
• Óleos vegetais (soja, linhaça, 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 insectos

Extração de Soxhlet intensificada por ultrassom usando Hexano como solvente

A extração de Soxhlet intensificada por ultra-sons é um processo que combina a extração tradicional de Soxhlet com ondas ultra-sónicas para melhorar a eficiência do processo de extração. A extração de Soxhlet é um procedimento habitualmente utilizado em laboratórios e para a produção de volumes de extrato mais pequenos, tais como óleos essenciais ou determinados compostos bioactivos.
O hexano é um solvente vulgarmente utilizado para este processo, uma vez que é eficaz na extração de lípidos de várias fontes, incluindo óleos de sementes, óleo de algas, bem como compostos bioactivos à base de lípidos. Ultrasonication perturba as estruturas celulares e promove a extração sólido-líquido por aumento da transferência de massa e libertação de compostos para o solvente. Uma vez que o solvente, como o hexano, pode penetrar melhor no material sólido e dissolver os óleos (lípidos, ácidos gordos) de forma eficiente. Consequentemente, o processo de extração é acelerado, reduzindo o tempo necessário para extrair os compostos desejados. Além disso, a utilização de ultra-sons pode reduzir a quantidade de solvente necessária, tornando-a uma opção mais amiga do ambiente.
 

A extração por ultra-sons permite a utilização de solventes mais suaves e não tóxicos

A ultrassonografia não só melhora a extração com hexano, como também permite a utilização de solventes mais suaves e não tóxicos, como o etanol, o etanol aquoso, a água ou solventes eutécticos profundos naturais (DES, NADES). A rutura celular altamente eficaz e a transferência de massa proporcionada pelos extractores do tipo sonda ultra-sónica dão excelentes resultados utilizando solventes mais suaves. Assim, a extração ultra-sónica em combinação com solventes mais suaves, não tóxicos e ambientalmente mais amigáveis permite extractos de alta qualidade de qualidade alimentar, economia de custos e um processo de extração verde.

Ultrasonicators de alto desempenho para melhorar a extração de hexano

A Hielscher Ultrasonics concebe, fabrica e fornece extractores ultra-sónicos de elevado desempenho, que podem ser facilmente integrados em instalações de extração de hexano existentes ou em extractores Soxhlet. Para além do serviço de fornecimento, instalação e manutenção, a Hielscher aconselha e orienta os seus clientes durante os testes de viabilidade, a otimização dos processos e a conceção das instalações até à instalação final e à entrada em funcionamento do processo de extração.
As principais vantagens dos ultrassons Hielscher são o controlo total do processo, a escalabilidade linear e a capacidade de todos os processadores ultrassónicos industriais fornecerem amplitudes muito elevadas. Amplitudes de até 200µm podem ser facilmente executadas continuamente em operação 24/7. As amplitudes elevadas são especialmente importantes, quando se trata da extração de estruturas celulares mais duras, tais como sementes e grãos.
O nosso pessoal técnico e o nosso laboratório de processos totalmente equipado ajudá-lo-ão com conhecimentos e orientações!

Conceção, fabrico e consultoria – Qualidade fabricada na Alemanha

Os ultrassons Hielscher são conhecidos pelos seus elevados padrões de qualidade e design. A robustez e a facilidade de operação permitem a integração harmoniosa dos nossos ultrassons nas instalações industriais. As condições difíceis e os ambientes exigentes são facilmente controlados pelos ultrassons Hielscher.

A Hielscher Ultrasonics é uma empresa certificada pela ISO e dá especial ênfase aos ultrassons de alto desempenho com tecnologia de ponta e facilidade de utilização. Naturalmente, os ultrassons da Hielscher estão em conformidade com a CE e cumprem os requisitos da UL, CSA e RoHs.

O quadro seguinte dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos sonicadores: