Estratégias para rendimentos mais elevados na extração botânica

Para produzir extratos de qualidade superior a partir de matérias-primas botânicas com elevada eficiência, ou seja, obter elevados rendimentos de extratos de qualidade superior num curto tempo de extração, é necessária uma técnica de extração de elevado desempenho. A extração ultrassónica é uma técnica de intensificação de processos que permite utilizar uma vasta gama de matérias-primas e obter elevados rendimentos de extratos superiores de forma rápida e económica.

Extratos botânicos de qualidade superior com ultrassons de potência

Quando se extrai um composto bioativo específico ou uma fração bioativa de uma matéria-prima botânica, vários fatores influenciam o processo de extração. Além da tecnologia de extração (por exemplo, extração ultrassónica), a polaridade do solvente, a matéria-prima e o seu pré-tratamento, a proporção sólido / líquido (ou seja, a proporção matéria vegetal / solvente), o tempo de extração e a temperatura são fatores importantes do processo que devem ser cuidadosamente considerados. A extração assistida por ultrassons (UAE) permite condições de processamento ideais, caracterizadas simultaneamente por suavidade e elevada eficiência. A livre escolha de solventes suaves ou da extração com água fria, as baixas temperaturas e os curtos tempos de processamento tornam a extração ultrassónica a técnica de extração superior, que evita a degradação térmica ou química das moléculas bioativas. Além disso, a UAE pode libertar a totalidade das moléculas bioativas disponíveis na matéria-prima vegetal. É por isso que a sonicação é a tecnologia de extração mais utilizada para a produção de extratos de elevada potência.

O que torna a extração ultrassónica superior?

A extração assistida por ultrassons (UAE) é uma técnica de extração altamente eficiente, baseada em forças puramente mecânicas. A cavitação ultrassónica ou acústica caracteriza-se por intensas forças de cisalhamento, bem como por elevados diferenciais de temperatura e pressão que ocorrem localmente. Estas forças de cavitação de elevada intensidade provocam a chamada sonoporação, que consiste na formação de novos poros e no alargamento dos poros existentes na membrana celular, bem como na rutura das estruturas celulares vegetais. O fluxo de solvente para dentro e para fora do interior das células, intensificado pelos ultrassons, contribui para a libertação rápida e completa das substâncias botânicas. Utilizando exclusivamente forças mecânicas, a UAE não altera as moléculas botânicas por meio de produtos químicos ou de tratamento térmico intenso, evitando assim alterações químicas ou induzidas pelo calor nas substâncias bioativas presentes nas matérias-primas botânicas. Como resultado, a extração ultrassónica produz extratos de elevada qualidade e de espectro completo, que proporcionam todos os efeitos das substâncias botânicas combinadas, conhecidos como o chamado efeito de comitiva.
Extração ultrassónica: técnica suave e não térmica, mas altamente eficiente, para obter elevados rendimentos de extratos de qualidade superior.

Comparação da extração ultrassónica com outras técnicas

A extração ultrassónica é uma técnica amplamente utilizada para libertar e isolar compostos bioativos, como antioxidantes, polifenóis, polissacáridos, proteínas, lípidos, canabinoides e outros fitoquímicos, a partir de materiais vegetais.
A sonicação é o método preferido devido a inúmeras vantagens, como rendimentos de extração elevados / completos, processamento rápido e não térmico, compatibilidade com quase todos os solventes (por exemplo, água, etanol, metanol, isopropanol, óleos vegetais, glicerina, etc.), operação simples e segura e reduzida manutenção, entre muitas outras.
A tabela abaixo compara a extração ultrassónica com outros métodos de extração convencionais, destacando as vantagens da UAE.

Porque é a extração ultrassónica tão eficiente?

O mecanismo de intensificação da extração por ultrassons de potência é atribuído principalmente ao fenómeno da cavitação acústica. A cavitação ultrassónica provoca colisões entre partículas da biomassa botânica, resultando em fragmentação entre partículas e redução do tamanho das partículas. Quando as bolhas de cavitação colapsam na superfície dos sólidos vegetais, a erosão e a sonoporação aumentam ainda mais a superfície das partículas. A transferência de massa assim intensificada facilita a libertação de moléculas como proteínas, lípidos, açúcares, vitaminas, antioxidantes, fitoquímicos e fibras alimentares. As forças de cisalhamento geradas pelos ultrassons melhoram a penetração do solvente na matriz celular da matéria botânica e a permeabilidade das membranas celulares, respetivamente. Estes mecanismos dos ultrassons de potência são responsáveis pela significativa intensificação do processo obtida quando se aplica a sonicação à extração botânica.

Obtenha informações técnicas sobre os extratores ultrassónicos da Hielscher e as suas vantagens!

A Hielscher Ultrasonics concebe, fabrica e distribui extratores ultrassónicos de elevado desempenho para processamento por lotes e contínuo a qualquer escala de produção. Além dos mais elevados padrões técnicos, da robustez excecional e do funcionamento 24/7/365 para uma operação altamente eficiente, os sonicadores da Hielscher são fáceis de operar e fiáveis. Elevada eficiência, software inteligente, menu intuitivo, registo automático de dados e controlo remoto através do navegador são apenas algumas das características que distinguem os extratores da Hielscher de outros equipamentos de extração.

Vantagens dos extratores ultrassónicos da Hielscher

Eficiência

• Rendimentos mais elevados
• Processo de extração rápido – em poucos minutos
• Extratos de elevada qualidade – extração suave e não térmica
• Solventes ecológicos (água, etanol, glicerina, óleos vegetais, etc.)

Simplicidade

• Ligar e utilizar – Instalação e formação em poucas horas
• Elevada capacidade de processamento – Para produção de extratos em grande escala
• Funcionamento por lotes ou contínuo em linha
• Instalação simples – Compatível com várias tensões e requer apenas a ligação de quatro mangueiras
• Móvel
• Aumento linear da escala – adicione outro sistema ultrassónico em paralelo para aumentar a capacidade
• Monitorização e controlo remotos – através de PC, smartphone ou tablet
• Sem necessidade de supervisão do processo – Instale e ponha a funcionar
• Elevado desempenho – concebido para produção contínua 24/7
• Robustez e reduzida manutenção
• Elevada qualidade – concebido e fabricado na Alemanha
• Carga e descarga rápidas entre lotes
• Fácil de limpar

Segurança

• Funcionamento simples e seguro
• Extração sem solventes ou com solventes (água, etanol, óleos vegetais, glicerina, etc.)
• Sem pressões e temperaturas elevadas
• Disponíveis sistemas à prova de explosão com certificação ATEX
• Fácil de controlar (também através de controlo remoto)

Solventes para extração ultrassónica
Escolha o solvente ideal para o seu processo de extração: água, mistura de água e álcool, álcool isopropílico, hexano, etanol, metanol, butano, óleos vegetais, glicerina,
solventes não tóxicos, bem como quaisquer outros solventes convencionais, são compatíveis com a extração ultrassónica.
Extração ultrassónica com água fria: Embora a água seja tecnicamente um solvente, o chamado solvente universal, uma extração à base de água é geralmente considerada uma extração sem solventes. Uma extração ultrassónica sem solventes não requer quaisquer substâncias estranhas. A suspensão de água e material vegetal é submetida a sonicação para romper as paredes celulares da planta, de modo a libertar as moléculas bioativas para a água (solvente). A sonicação é um método puramente mecânico, que não altera quimicamente a matéria-prima nem o extrato. Por conseguinte, a extração ultrassónica é a técnica preferida para produzir extratos botânicos de elevada qualidade.

Sonicador de sonda UIP1000hdT com agitador para a produção de extratos botânicos, como canabinoides (por exemplo, CBD, THC, CBG)

 
A tabela abaixo indica a capacidade aproximada de processamento dos nossos extratores ultrassónicos (processamento por lotes e em fluxo):