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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.

As vantagens da extração de hexano por ultra-sons

  • Extração mais completa
  • maior rendimento
  • Extração mais rápida
  • Redução do consumo de hexano
  • Eficiência globalmente melhorada

 

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Extrator de ultra-sons para uma melhor extração hexânica de lípidos e ácidos gordos (óleos)

Extrator ultrassónico UIP2000hdT para uma melhor extração hexânica de lípidos e ácidos gordos (óleos).

O vídeo mostra a extração ultra-sónica altamente eficiente e rápida de alcalóides do tabaco. O processador ultra-sônico usado é um ultrasonicator Hielscher UP400St, que é ideal para preparar lotes de tamanho médio de extratos de alta qualidade. Para grandes volumes, a Hielscher Ultrasonics fornece sistemas ultra-sônicos industriais para extração contínua em linha.

Extração de espetro total do tabaco utilizando ultra-sons UP400St

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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.

Extrator ultrassónico UIP6000hdT para extração de hexano

Extrator ultrassónico UIP6000hdT para extração com hexano

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Exemplos de extração de hexano assistida por ultra-sons

  • 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

O Soxhlet combinado com a sonicação conduz a rendimentos elevados e a tempos de extração mais curtos (Clique para aumentar!)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 botânica por ultra-sons proporciona rendimentos mais elevados. O homogeneizador Hielscher UIP2000hdT, 2000 watts, é suficientemente potente para extrair facilmente lotes de 10 litros a 120 litros.

Extração ultra-sónica de plantas - Lote de 30 litros / 8 galões

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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:

Volume do lote caudal Dispositivos recomendados
0.5 a 1,5mL n.d. 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.d. 10 a 100L/min UIP16000
n.d. maior grupo de UIP16000

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Nesta apresentação, damos-lhe a conhecer o fabrico de extractos botânicos. Explicamos os desafios da produção de extractos botânicos de alta qualidade e como um sonicador pode ajudá-lo a ultrapassar esses desafios. Esta apresentação irá mostrar-lhe como funciona a extração por ultra-sons. Aprenderá quais os benefícios que pode esperar ao utilizar um sonicador para extração e como pode implementar um extrator de ultra-sons na sua produção de extractos.

Extração botânica por ultra-sons - Como utilizar sonicadores para extrair compostos botânicos

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Os homogeneizadores ultra-sónicos de alto cisalhamento são utilizados em laboratório, bancada, piloto e processamento industrial.

A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultra-sónicos de alto desempenho para aplicações de mistura, dispersão, emulsificação e extração à escala laboratorial, piloto e industrial.



Literatura / Referências


Ultra-sons de alto desempenho! A gama de produtos Hielscher abrange todo o espetro, desde o ultrassónico compacto de laboratório, passando pelas unidades de bancada, até aos sistemas ultrassónicos totalmente industriais.

A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultra-sónicos de alto desempenho a partir de laboratório para dimensão industrial.

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