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.

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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Para um primeiro guia áspero, a tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrasonicadores: