Extração com fluidos supercríticos melhorada por ultrassons de potência

A extração ultrassónica, isoladamente ou em combinação com métodos de extração alternativos, como a extração com solventes ou com extratores de CO₂ supercrítico, é utilizada com sucesso para extrair todo o espectro de canabinoides da planta de canábis (cânhamo e marijuana). Na marijuana, o principal constituinte canabinoide é o Δ9-tetra-hidrocanabinol (Δ9-THC), com os seus conhecidos efeitos psicotrópicos. Outros canabinoides importantes, com menor ou nenhuma atividade psicotrópica, podem ser encontrados tanto no cânhamo como na marijuana e incluem o ácido canabidiólico (CBDA), o canabidiol (CBD), o canabigerol (CBG), o canabicromeno (CBC), o canabinol (CBN) e o canabiciclol (CBL), juntamente com outros homólogos associados a C19.

Extração com CO₂ supercrítico melhorada por ultrassons

A combinação de ultrassons de alta potência com extratores de fluidos supercríticos (SFE) é um método altamente eficiente e limpo para acelerar e melhorar os processos de transferência de massa. A transferência de massa entre a matéria-prima (por exemplo, materiais vegetais como folhas, flores, botões, etc.) e o solvente (por exemplo, CO₂ supercrítico) é o fator limitante durante os processos de extração. Devido à transferência de massa limitada, a eficiência da extração é reduzida. Para compensar a falta de eficiência, é necessário aumentar o tempo de extração ou sacrificar o rendimento da extração.
A sonicação de alta potência é uma tecnologia amplamente comprovada para intensificar reações lentas, melhorando a transferência de massa entre duas fases. Através de vibrações intensas, forças de cisalhamento e turbulência com agitação, os ultrassons de potência expõem a matéria-prima de extração ao solvente a uma taxa significativamente superior. Isto resulta em rendimentos de extração superiores e num tempo de extração reduzido. A sonicação melhora a eficiência da extração de qualquer tipo de extrator de fluidos supercríticos:

• aumentando o rendimento
• reduzindo o tempo de extração
• reduzindo a pressão necessária
• melhorando a capacidade global de produção

A melhoria ultrassónica da transferência de massa nos processos de extração com CO2 supercrítico pode ser facilmente concretizada através da integração de uma sonda ultrassónica de elevado desempenho, como uma Cascatrode, no extrator de fluidos supercríticos. As sondas da Hielscher Ultrasonics (também conhecidas como cornetas ultrassónicas ou sonotrodos) podem ser ligadas através de uma vedação de flange normalizada e são compatíveis com conectores swedge lock. Isto torna a instalação e o funcionamento simples e seguros. Como todos os sonicadores Hielscher são conhecidos pela sua robustez e desempenho contínuo, um sistema, uma vez instalado, requer pouca manutenção.

Extrator ultrassónico integrado num sistema de CO2 supercrítico para melhorar a transferência de massa. Isto aumenta o rendimento da extração e reduz o tempo e a temperatura de extração.
figura e estudo: Hu et al. 2007

Estudo de caso sobre a extração com CO₂ supercrítico melhorada por ultrassons

Extração de gengibre: Balachandran et al. (2006) investigaram a eficiência da extração com CO2 supercrítico assistida por ultrassons utilizando, da Hielscher, o sonicador UIP500hdT. Estudaram a influência dos ultrassons na extração supercrítica utilizando gengibre liofilizado. «O rendimento dos compostos pungentes do gengibre aumenta significativamente sob a influência dos ultrassons, com melhorias de até 30% perto do final do período de extração.» (Balachandran et al. 2006)
Saiba mais sobre a extração ultrassónica de gengibre!