Scale-up de processos de extração ultrassônica
Para aumentar as capacidades de produção, os processos de extração devem ser dimensionados para volumes maiores/rendimentos mais elevados. Extração ultrasonicamente assistida é um método altamente eficaz para isolar compostos botânicos de material vegetal. Além disso, as aplicações de sônica podem ser dimensionadas linearmente para volumes maiores. Com a opção de tratar o material vegetal em lotes, bem como no modo de fluxo, a extração ultrassônica oferece a configuração ideal para qualquer produtor de extrato – pequena a grande escala. Leia mais sobre a escala simples e eficiente da extração assistida por ultrassom!
Scale-Up da Extração Assistida por Ultrassom
A maioria dos métodos de extração (por exemplo, extração soxhlet, CO supercrítica2 extração, maceração) são o gargalo, quando se trata de planejar o aumento da produção de extrato botânico. O uso da extração ultrassônica evita que um aumento na produção se torne o calcanhar de Aquiles do negócio. Saiba abaixo como a extração ultrasonicamente assistida pode ser dimensionada linearmente para qualquer volume de produção.
A relação entre scale-up e parâmetros de processo: As técnicas convencionais de extração precisam de pesquisas caras, laborias e tempo-intensa para implementar um sistema de extração maior para o aumento da produção, uma vez que muitos fatores de processamento mudam e não podem ser adotados linearmente para um maior. Isso significa que numerosos parâmetros de processo devem ser recém-estabelecidos e muitas vezes extrair qualidades obtidas em configurações de extração menores não podem ser alcançadas em uma produção maior.
A beleza da extração ultrassônica é sua escalabilidade completamente linear. Essa escalabilidade linear permite manter todos os parâmetros importantes do processo, como amplitude, temperatura, pressão, exposição ao ultrassom (tempo), razão solvente:sólida. Dimensionar um processo de extração ultrassônica para volumes maiores requer uma área maior da superfície do sonotrode. Isso significa que a escala pode ser feita usando um ultrassônico mais poderoso com um sonotrode maior (sonda ultrassônica / chifre) ou instalando vários extratores ultrassônicos em paralelo.

A extração ultrassônica no modo de lote é usada principalmente para uma produção de pequeno a médio porte. A imagem mostra o extrator ultrassônico industrial UIP1000hdT, que pode ser operado no modo lote e flow-through (inline).

Os processos de extração ultrassônica podem ser dimensionados linearmente para qualquer capacidade de produção. Extratores ultrassônicos podem ser operados no modo lote e inline.
Cenários de scale-up ultrassônicos exemplares
Por exemplo, em uma configuração contínua de fluxo, você pode dimensionar sua extração botânica instalando extratores ultrassônicos de 3x 2kW UIP2000hdT em paralelo (exigindo 3 sonotrodes e 3 células de fluxo). Isso lhe dá um poder de processamento de ultrassom de 6kW.
Alternativamente, você pode instalar um único ultrassônico UIP6000hdT de 6kW, que é equipado com uma única sonda grande e um reator de célula de fluxo maior.
As vantagens de uma configuração paralela de vários extratores ultrassônicos são redundância, uso mais flexível (por exemplo, extração simultânea de várias matérias-primas, pois cada ultrassônico pode processar um material vegetal diferente). Este modelo de escala também é confortável quando você já tem um tipo de ultrassonicador; adicionar um ou vários dispositivos do mesmo modelo é conveniente e pode reduzir seus custos de investimento.
Investir em um extrator ultrassônico maior é especialmente adequado, quando grandes volumes do mesmo extrato são produzidos de uma só vez. Um único ultrassonicador maior também é mais apropriado quando instalado em uma instalação restrita ao espaço.
Como abordar a escala de extração ultrassônica
Para um processo de extração eficiente e econômico, o parâmetro de processo deve ser otimizado. A otimização é alcançada quando o processo é ajustado ao maior rendimento sob menor entrada de energia, obtendo a qualidade do extrato direcionado. Em um processo ultrassônico otimizado, os custos de energia, tratamento e mão-de-obra são minimizados ao ponto, onde o maior rendimento e qualidade do produto final ainda são obtidos.
A otimização do processo ultrassônico é feita testando várias configurações de parâmetros e reduzindo-se aos parâmetros ideais para sua matéria-prima. Os valores empíricos gerais são normalmente usados como ponto de partida ajudando a chegar à configuração ideal individual rapidamente. Testes de otimização de processos ultrassônicos podem ser executados em pequenos volumes, o que ajuda a reduzir esforços, economiza material e obtém relativamente rápido os resultados desejados.
Hielscher Ultrasonics possui um centro técnico e laboratório bem equipados. Nossa instalação não só possui toda a gama de ultrassonicadores de laboratório e industriais para sônica em lote e delineamento, mas também dispositivos analíticos sofisticados para uma avaliação abrangente dos resultados. Nossa equipe experiente e bem treinada (com diploma universitário) ficará feliz em ajudá-lo com a otimização do processo – executando testes ultrassônicos para você e/ou informá-lo sobre as configurações de processo ultrassônico mais adequados.
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Se você quer aumentar a capacidade de produção em lote ou modo de fluxo contínuo (inline), a Hielscher Ultrasonics tem o ultrassonicador ideal e acessórios para maiores capacidades de produção. Também ajudamos você a transferir sua extração de lote para um processo inline.
Entre em contato conosco agora! Teremos o prazer de discutir suas necessidades de produção e dar-lhe especificações técnicas, orientação aprofundada para escala de extração ultrassônica e respectivas propostas!
Para um primeiro guia áspero, a tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrasonicadores:
Volume batch | Quociente de vazão | Dispositivos Recomendados |
---|---|---|
1 a 500mL | 10 a 200 mL / min | UP100H |
10 a 2000 mL | 20 a 400 mL / min | UP200Ht, UP400St |
0.1 a 20L | 00,2 a 4 L / min | UIP2000hdT |
10 a 100L | 2 de 10L / min | UIP4000hdT |
0.3 a 60L | 0.6 a 12L/min | >UIP6000hdT |
n / D. | 10 a 100L / min | UIP16000 |
n / D. | maior | aglomerado de UIP16000 |
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Sonda de tipo ultrassônico UIP1000hdT com agitador para a produção de extratos botânicos como canabinóides (por exemplo, CBD, THC, CBG)

UIP4000hdT – Extrator ultrassônico poderoso de 4000 watts para a produção de extratos botânicos em escala industrial.
Literatura / Referências
- 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.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk(2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
- Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Optimize the extraction of phenolic compounds of jujube (Ziziphus Jujube) using ultrasound-assisted extraction method.
- Sitthiya, K.; Devkota, L.; Sadiq, M.B.; Anal A.K. (2018): Extraction and characterization of proteins from banana (Musa Sapientum L) flower and evaluation of antimicrobial activities. J Food Sci Technol (February 2018) 55(2):658–666.

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