Extração de fluido supercrítico melhorada por ultra-sons de potência
A extração por ultra-sons, por si só ou em combinação com métodos de extração alternativos, como a extração por solventes ou a extração supercrítica de CO2 é utilizado com êxito para extrair todo o espetro de canabinóides da planta da canábis (cânhamo e marijuana). Na marijuana, o principal constituinte canabinóide é o Δ9-tetrahidro-canabinol (Δ9-THC), com os seus conhecidos efeitos psicotrópicos. Outros canabinóides 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 ao C19.
Ultrassonicamente melhorado Supercritical CO2 Extração
A combinação de ultra-sons de alta potência e extractores de fluido supercrítico (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, plantas como folhas, flores, botões, etc.) e o solvente (por exemplo, CO2) é o fator limitante durante os processos de extração. Devido à limitada transferência de massa, a eficiência da extração é reduzida. Para compensar a falta de eficiência, o tempo de extração tem de ser aumentado ou o rendimento da extração tem de ser sacrificado.
Ultrassom de alta potência é uma tecnologia bem comprovada para intensificar reações lentas, melhorando a transferência de massa entre as fases. Por vibrações intensas, forças de cisalhamento e turbulências agitadoras, o ultrassom de potência expõe a matéria-prima de extração a uma taxa significativamente aumentada para o solvente. Isto resulta em rendimentos de extração superiores e um tempo de extração reduzido. Ultrasonication aumenta a eficiência de extração de qualquer tipo de extrator de fluido supercrítico:
- aumentando o rendimento
- encurtando o tempo de extração
- reduzindo a pressão necessária
- melhorando a capacidade de produção global
UIP2000hdT O extrator ultrassónico pode ser ligado por flange ao sistema supercrítico de CO
O aumento ultrassónico da transferência de massa em processos de extração de CO2 supercrítico pode ser facilmente realizado através da implementação de uma sonda ultra-sónica de alto desempenho, tal como um Cascatrode no extrator de fluido supercrítico. As sondas ultrassónicas da Hielscher Ultrasonics (também conhecidas como cornetas ultrassónicas, sonotrodos) podem ser ligadas através de uma vedação de flange padrão e são compatíveis com conectores de bloqueio de cunha. Isto torna a instalação e o funcionamento simples e seguros. Como todos os ultrassons Hielscher são conhecidos pela sua robustez e desempenho contínuo, um sistema uma vez instalado é de baixa manutenção.
Os ultra-sons e as sondas Hielscher estão disponíveis para
- extractores de fluido supercrítico de pequena escala / laboratório
- escala semi-industrial
- escala industrial
Extrator ultrassónico implementado 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 para o CO supercrítico melhorado por ultra-sons2 Extração
Extração de gengibre: Balachandran et al. (2006) investigaram a eficiência da extração de CO2 supercrítico assistida por ultra-sons utilizando o Hielscher Ultrassom UIP500hdT. Estudaram a influência dos ultra-sons na extração supercrítica utilizando gengibre liofilizado. "O rendimento dos compostos pungentes do gengibre aumenta significativamente sob a influência dos ultra-sons, com melhorias de até 30% no final do período de extração." (Balachandran et al. 2006)
Leia mais sobre a extração de gengibre por ultra-sons!
Imagens FESEM de partículas de gengibre. (A) Experiências sem sonicação, (B) experiências com sonicação utilizando o UIP500hdt .
Imagem e estudo: Balachandran et al. 2006
- intensificar a transferência de massa durante o SFE
- aumentar o rendimento dos extractos
- acelerar a extração SFE
- suportar facilmente pressões elevadas
- manipular diversas matérias-primas
- ser montado a posteriori em sistemas SFE existentes
- ser instalado de forma flexível
- ser controlado com precisão
- ser objeto de controlo à distância
- ser operado com segurança
Extractores ultra-sónicos de alta potência para extração de fluido supercrítico
Os ultrassons da Hielscher podem ser facilmente implementados em qualquer sistema regular de tratamento supercrítico de CO2 a fim de melhorar a transferência de massa, aumentando assim o rendimento da extração.
As sondas ultra-sónicas do cascatrodeTM são especialmente adequados para a integração num sistema de controlo de CO2 uma vez que os cascatrodos Hielscher oferecem uma elevada área de superfície, que emite uma forte cavitação para os grandes tanques de CO2 sistemas de extração e pode assim processar facilmente grandes volumes. Hielscher Ultrasonics’ Os processadores ultra-sónicos industriais robustos e fiáveis podem fornecer amplitudes muito elevadas. Amplitudes de até 200µm podem ser facilmente executadas de forma contínua em operação 24/7. Para amplitudes ainda mais elevadas, estão disponíveis sonotrodos ultra-sónicos personalizados. O funcionamento contínuo fiável de amplitudes elevadas, bem como a robustez e a baixa manutenção dos extractores ultra-sónicos Hielscher fazem deles o equipamento ideal para implementação em R&D e de CO2 extractores.
- desempenho continuamente elevado
- Funcionamento 24/7/365
- controlo preciso do processo
- robustez
- Manutenção reduzida
- Seguro e fácil de utilizar
- controlo remoto do navegador
O quadro seguinte dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos ultra-sons:
| Volume do lote | caudal | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 10 a 2000mL | 20 a 400mL/min | UP200St, UP400ST |
| 0.1 a 8L | 0.2 a 2L/min | UIP500hdt |
| 0.1 a 20L | 0.2 a 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 a 100L | 2 a 10L/min | UIP4000hdt |
| n.d. | 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.d. | maior | grupo de UIP16000 |
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Literatura / Referências
- S. Balachandran, S.E. Kentish, R. Mawson, M. Ashokkumar (2006): Ultrasonic enhancement of the supercritical extraction from ginger. Ultrasonics Sonochemistry
Volume 13, Issue 6, Sept. 2006. 471-479. - Yanxiang Gao, Bence Nagy, Xuan Liu, Béla Simándi, Qi Wang (2009): Supercritical CO2 extraction of lutein esters from marigold (Tagetes erecta L.) enhanced by ultrasound. The Journal of Supercritical Fluids. Volume 49, Issue 3, 2009. 345-350.
- E. Riera, A. Blanco, J. García, J. Benedito, A. Mulet, J. A. Gallego-Juárez, M. Blasco (2010): High-power ultrasonic system for the enhancement of mass transfer in supercritical CO2 extraction processes. Ultrasonics, 50, 2010, 306-309.
- Ai-jun Hu, Shuna Zhao, Hanhua Liang, Tai-qiu Qiu, Guohua Chen (2007): Ultrasound assisted supercritical fluid extraction of oil and coixenolide from adlay seed. Ultrasonics Sonochemistry Volume 14, Issue 2, Feb. 2007. 219-224.
Ultrassom de alto desempenho! A gama de produtos da Hielscher abrange todo o espectro, desde o ultrasonicator de laboratório compacto sobre unidades de bancada até sistemas ultrassônicos totalmente industriais.