Aumento de escala dos processos de extração por ultra-sons

A fim de aumentar as capacidades de produção, os processos de extração devem ser escalonados para volumes maiores/maiores rendimentos. A extração assistida por ultra-sons é um método altamente eficaz para isolar compostos botânicos a partir de material vegetal. Além disso, as aplicações de sonicação podem ser escaladas linearmente para volumes maiores. Com a opção de tratar o material vegetal em lotes, bem como no modo de fluxo, a extração ultra-sônica oferece a configuração ideal para qualquer produtor de extrato – pequena a muito grande escala. Leia mais sobre o aumento de escala simples e eficiente da extração assistida por ultra-sons!

Aumento de escala da extração assistida por ultra-sons

A maioria dos métodos de extração (por exemplo, extração Soxhlet, extração supercrítica com CO₂ extração, maceração) são o ponto de estrangulamento, quando se trata de planear o aumento da produção de extractos botânicos. Usando a extração ultra-sônica impede que um aumento na produção torna-se os calcanhares de Aquiles do negócio. Saiba abaixo como a extração ultrassonicamente assistida pode ser escalada linearmente para qualquer volume de produção.
A relação entre o aumento de escala e os parâmetros do processo: As técnicas de extração convencionais requerem uma investigação dispendiosa, trabalhosa e demorada para implementar um sistema de extração maior para aumentar a produção, uma vez que muitos factores de processamento mudam e não podem ser adoptados linearmente para uma produção maior. Isto significa que é necessário estabelecer de novo numerosos parâmetros de processo e que, muitas vezes, as qualidades de extrato obtidas em sistemas de extração mais pequenos não podem ser alcançadas numa produção maior.
A beleza da extração por ultra-sons é a sua escalabilidade completamente linear. Esta escalabilidade linear permite manter todos os parâmetros importantes do processo, tais como amplitude, temperatura, pressão, exposição ao ultrassom (tempo), solvente: proporção sólida. O escalonamento de um processo de extração por ultra-sons para volumes maiores requer uma maior área de superfície do sonotrodo. Isto significa que o aumento de escala pode ser feito usando um ultrasonicator mais poderoso com um sonotrodo maior (sonda ultra-sônica / chifre) ou instalando vários extratores ultra-sônicos em paralelo.
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Cenários exemplares de aumento de escala ultra-sónica

Por exemplo, numa configuração de fluxo contínuo, pode escalar a sua extração botânica instalando 3x extractores ultra-sónicos UIP2000hdT de 2kW em paralelo (requerendo 3 sonotrodos e 3 células de fluxo). Isto dá-lhe uma potência de processamento de ultra-sons de 6kW.
Em alternativa, pode instalar um único ultrassonicador de 6kW UIP6000hdT, que está equipado com uma única sonda grande e um reator de célula de fluxo maior.

As vantagens de uma configuração paralela de vários extractores de ultra-sons são a redundância, a utilização mais flexível (por exemplo, extração simultânea de várias matérias-primas, uma vez que cada ultrassom pode processar um material vegetal diferente). Este modelo de aumento de escala também é confortável quando já se tem um tipo de ultrassom; adicionar um ou vários dispositivos do mesmo modelo é conveniente e pode reduzir os custos de investimento.

O investimento num extrator de ultra-sons de maiores dimensões é especialmente adequado quando se produzem grandes quantidades do mesmo extrato de uma só vez. Um único ultrassom de maior dimensão é também mais adequado quando instalado numa instalação com espaço limitado.

Como abordar o aumento de escala da extração por ultra-sons

Para um processo de extração eficiente e económico, os parâmetros do processo devem ser optimizados. A otimização é alcançada quando o processo é ajustado para obter o maior rendimento com a menor entrada de energia, ao mesmo tempo que se obtém a qualidade de extrato pretendida. Num processo de ultra-sons optimizado, a energia, o tempo de tratamento e os custos de mão de obra são minimizados até ao ponto em que ainda se obtém o maior rendimento e qualidade do produto final.
A otimização do processo ultrassónico é feita através do teste de várias configurações de parâmetros e da redução para os parâmetros ideais para a sua matéria-prima. Os valores empíricos gerais são normalmente utilizados como ponto de partida, ajudando a chegar rapidamente à configuração ideal individual. Os testes de otimização do processo de ultra-sons podem ser executados em pequenos volumes, o que ajuda a reduzir os esforços, poupa material e obtém os resultados pretendidos com relativa rapidez.
A Hielscher Ultrasonics possui um centro técnico e um laboratório bem equipados. A nossa instalação não só tem a gama completa de laboratório e ultrasonicators industriais para lote e sonicação em linha, mas também dispositivos analíticos sofisticados para uma avaliação abrangente dos resultados. A nossa equipa de longa data, experiente e bem treinada (com diplomas universitários) terá todo o prazer em ajudá-lo com a otimização de processos – realizar ensaios ultra-sónicos por si e/ou aconselhá-lo sobre as configurações de processo ultrassónico mais adequadas.

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Para uma primeira orientação, o quadro abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos ultra-sons: