Extração ultrassónica – Versátil e utilizável para qualquer material botânico
Posso utilizar o meu sonicador de sonda para a extração de canábis e psilocibina? A resposta é: Sim! Pode utilizar o seu sonicador com inúmeras matérias-primas diferentes para produzir extratos de elevada qualidade. A grande vantagem da técnica de extração ultrassónica reside na sua compatibilidade com praticamente qualquer matéria-prima botânica e solvente. Por conseguinte, a extração ultrassónica proporciona elevados rendimentos em tempos de processamento curtos, tanto para moléculas polares como apolares.
Extração de moléculas polares e apolares com ultrassons
O grau de extraibilidade dos compostos bioativos é determinado por vários fatores, como as estruturas celulares circundantes ou a polaridade da molécula-alvo.
«Semelhante dissolve semelhante»
A solubilidade ao nível molecular pode, em geral, ser diferenciada em duas categorias distintas: polar e apolar.
As moléculas polares têm extremidades com carga positiva + e negativa –. As moléculas apolares quase não têm carga (carga zero) ou a carga está equilibrada. Os solventes distribuem-se por estas categorias e podem ser, por exemplo, de polaridade elevada, média ou baixa, ou apolares.
Como sugere a expressão «Semelhante dissolve semelhante», as moléculas dissolvem-se melhor num solvente com a mesma polaridade.
Os solventes polares dissolvem compostos polares. Os solventes apolares dissolvem compostos apolares. Dependendo da polaridade do composto botânico, deve escolher-se um solvente adequado com elevada capacidade de dissolução.
Extrator ultrassónico UP400St (400watts) para produzir extratos botânicos de elevada qualidade, por exemplo, de cânhamo, marijuana, cogumelos e ervas.
Os lípidos e as gorduras são moléculas apolares. Os fitoquímicos, como os principais canabinoides (CBD, THC), os terpenos, os tocoferóis, a clorofila A e os carotenoides, são moléculas apolares deste tipo. As «moléculas aquosas», como a psilocibina, as antocianinas, a maioria dos alcaloides, a clorofila B, a vitamina C e as vitaminas do complexo B, são tipos de moléculas polares.
Isto significa que deve escolher solventes diferentes para a extração de canábis e psilocibina, uma vez que as moléculas de canabinoides são apolares, enquanto as moléculas de psilocibina são polares. Assim, a polaridade do solvente é relevante. As moléculas polares, como o fitoquímico psilocibina, dissolvem-se melhor em solventes polares. Entre os principais solventes polares encontram-se, por exemplo, a água ou o metanol. Por sua vez, as moléculas apolares dissolvem-se melhor em solventes apolares, como o hexano ou o tolueno.
Extração de qualquer fitoquímico com ultrassons mediante a escolha do solvente ideal
A vantagem do extrator ultrassónico é a sua compatibilidade com quase todos os tipos de solventes. Pode utilizar um sistema de extração por ultrassons com solventes polares e apolares.
Algumas matérias-primas, como os cogumelos «vitais», beneficiam frequentemente de um processo de extração em duas etapas, no qual a extração ultrassónica é realizada sucessivamente com um solvente polar e um solvente apolar. Esta extração em duas etapas liberta ambos os tipos de moléculas, polares e apolares.
A água é um solvente polar; outros solventes polares incluem acetona, acetonitrilo, dimetilformamida (DMF), dimetilsulfóxido (DMSO), isopropanol e metanol.
Nota: Embora a água seja tecnicamente um solvente, a extração à base de água é frequentemente designada, em linguagem corrente, como extração sem solventes.
O etanol, a acetona, o diclorometano, etc., são classificados como tendo polaridade intermédia, enquanto o n-hexano, o éter, o clorofórmio, o tolueno, etc., são apolares.
Etanol – O solvente versátil para a extração botânica
O etanol, um solvente amplamente utilizado na extração botânica, é um solvente de polaridade média. Isto significa que o etanol tem propriedades de extração polares e apolares. A capacidade de extração de compostos polares e apolares torna o etanol um solvente ideal para extratos de largo espectro, como os frequentemente produzidos a partir de materiais botânicos, como cânhamo, canábis e outras ervas, dos quais se extrai uma variedade de fitoquímicos diferentes para obter o chamado efeito de comitiva. O efeito de comitiva descreve o efeito de vários compostos bioativos em combinação, que resulta em efeitos promotores da saúde significativamente mais pronunciados. Por exemplo, um extrato de cânhamo de largo espectro contém vários canabinoides, como canabidiol (CBD), canabigerol (CBG), canabinol (CBN), canabicromeno (CBC), terpenos, terpenoides, alcaloides e outros fitoquímicos, que atuam em combinação e reforçam os efeitos benéficos do extrato de forma holística.
Mudança simples entre materiais botânicos
A mudança entre lotes de diferentes matérias-primas botânicas é simples e rápida.
Para a extração ultrassónica por lotes, basta preparar a sua suspensão constituída por material vegetal macerado (seco), por exemplo, cânhamo em etanol. Introduza a sonda ultrassónica (também conhecida como sonotrodo) no recipiente e efetue a sonicação durante o tempo determinado. Após a sonicação, retire a sonda ultrassónica do lote. A limpeza do sonicador é simples e demora apenas um minuto: limpe o sonotrodo com um pano para remover as partículas vegetais e, em seguida, utilize a função CIP (limpeza no local) do sonicador. Introduza o sonotrodo num copo de laboratório com água, ligue a unidade e deixe o dispositivo funcionar durante 20–30 sec. Deste modo, a sonda ultrassónica limpa-se a si própria.
Agora está pronto para processar o lote seguinte para a extração de outro material botânico, como a psilocibina em água.
De igual modo, os sistemas ultrassónicos em linha equipados com uma célula de fluxo são limpos através do mecanismo CIP. Alimentar a célula de fluxo com água enquanto os ultrassons estão em funcionamento é geralmente suficiente para a limpeza. Naturalmente, pode adicionar uma pequena quantidade de agentes de limpeza (por exemplo, para facilitar a remoção de óleos).
Os extratores ultrassónicos são universalmente utilizáveis para qualquer tipo de composto bioativo e para o solvente adequado à sua polaridade.
- Maior rendimento
- Elevada qualidade
- Sem degradação térmica
- Extração rápida
- Operação simples e segura
- Extração ecológica
Extrator ultrassónico UIP2000hdT (2000 watts) para a produção de extratos totalmente naturais e biológicos de canábis, ervas, cogumelos, etc.
Encontre o melhor sonicador de elevado desempenho para os seus objetivos de extração
Os extratores da Hielscher Ultrasonics estão bem estabelecidos no setor da extração botânica. Os produtores de extratos – desde pequenos fabricantes de extratos artesanais até produtores em massa de grande escala – encontram na vasta gama de equipamentos da Hielscher o sonicador ideal para a sua capacidade de produção. As configurações de processamento por lotes e em linha contínuo estão prontamente disponíveis, são rapidamente instaladas e oferecem uma operação segura e intuitiva.
Máxima qualidade – Concebido e fabricado na Alemanha
O hardware sofisticado e o software inteligente dos sonicadores Hielscher são concebidos para garantir resultados fiáveis de extração ultrassónica a partir da sua matéria-prima botânica, com resultados reprodutíveis e uma operação segura e fácil de utilizar. Construídos para funcionamento 24/7 e oferecendo elevada robustez e baixas necessidades de manutenção, os extratores por ultrassons Hielscher são uma solução fiável e cómoda para os produtores de extratos botânicos.
Os extratores da Hielscher Ultrasonics são utilizados em todo o mundo na produção de extratos botânicos de elevada qualidade. Com eficácia comprovada na produção de extratos de elevada qualidade, os sonicadores Hielscher são utilizados não só por pequenos produtores de extratos artesanais, mas sobretudo na produção industrial de extratos e suplementos nutricionais amplamente distribuídos no mercado. Graças à sua robustez e reduzida manutenção, os processadores ultrassónicos Hielscher podem ser facilmente instalados, operados e monitorizados.
Registo automático de dados
Para cumprir as normas de produção de suplementos nutricionais e produtos terapêuticos, os processos de produção devem ser monitorizados e registados em detalhe. Os dispositivos ultrassónicos digitais da Hielscher Ultrasonics dispõem de registo automático de dados. Graças a esta função inteligente, todos os parâmetros de processo importantes, como a energia ultrassónica (energia total e líquida), a temperatura, a pressão e o tempo, são automaticamente guardados num cartão SD integrado assim que o dispositivo é ligado. A monitorização do processo e o registo de dados são importantes para a normalização contínua do processo e a qualidade do produto. Ao aceder aos dados de processo registados automaticamente, pode rever operações de sonicação anteriores e avaliar os resultados.
Outra função fácil de utilizar é o controlo remoto dos nossos sistemas ultrassónicos digitais através do navegador. Através do controlo remoto pelo navegador, pode iniciar, parar, ajustar e monitorizar o seu processador ultrassónico remotamente, a partir de qualquer lugar.
Quer saber mais sobre as vantagens da extração ultrassónica? Contacte-nos agora para discutir o seu processo de fabrico de extratos botânicos! A nossa equipa experiente terá todo o gosto em partilhar mais informações sobre a extração ultrassónica, os nossos sistemas ultrassónicos e os preços!
Porque é a extração ultrassónica o melhor método?
Eficiência
- Maiores rendimentos
- Processo de extração rápido – em poucos minutos
- Extratos de elevada qualidade – extração suave e não térmica
- Solventes ecológicos (água, etanol, glicerina, óleos vegetais, NADES, etc.)
Simplicidade
- Pronto a utilizar – Instalação e operação em poucos minutos
- Elevada capacidade de processamento – Para a produção de extratos em grande escala
- Operação por lotes ou em linha contínua
- Instalação e arranque simples
- Portátil / Móvel – Unidades portáteis ou montadas sobre rodas
- Aumento linear de 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 – Configure e coloque em funcionamento
- Elevado desempenho – concebido para produção contínua 24/7
- Robustez e reduzida manutenção
- Elevada qualidade – concebido e construído na Alemanha
- Carga e descarga rápidas entre lotes
- Fácil de limpar
Segurança
- Funcionamento simples e seguro
- Extração sem solventes ou à base de solventes (água, etanol, óleos vegetais, glicerina, etc.)
- Sem pressões e temperaturas elevadas
- Disponibilidade de sistemas à prova de explosão certificados segundo a ATEX
- Fácil de controlar (também através de controlo remoto)
- Algas
- Antocianinas
- Artemisinina
- Astragalus
- Baggibuti
- Melão-amargo
- Canábis
- Malaguetas
- Canela
- Cascas de citrinos
- Cacau
- Café
- «Cucurmin»
- Kava Kava
- Lentilha-de-água
- Bagas de sabugueiro
- Alho
- Gengibre
- Chá verde
- Lúpulo
- Kratom
- Ervas medicinais
- Fruto-do-monge
- Cogumelos
- Folhas de oliveira
- Romã
- Quercetina
- Quillaja
- Açafrão
- Stevia
- Tabaco
- Baunilha
e muitos mais!
A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos sonicadores:
| Volume do lote | Caudal | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 1 a 500mL | 10 a 200mL/min | UP100H |
| 10 a 2000mL | 20 a 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 a 20L | 0,2 a 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 a 100L | 2 a 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | superior | conjunto de UIP16000 |
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Bibliografia / Referências
- F. Chemat; M. K. Khan (2011): Applications of ultrasound in food technology: processing, preservation and extraction. Ultrasonic Sonochemistry, 18, 2011. 813–835.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Optimize the extraction of phenolic compounds of jujube (Ziziphus Jujube) using ultrasound-assisted extraction method.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk (2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
Solventes e a sua polaridade
A tabela abaixo apresenta os solventes mais comuns, ordenados da menor para a maior polaridade.
| Solvent | formula | boiling point (degC) | melting point (degC) | density (g/mL) |
solubility in H2O (g/100g) | relative polarity |
| cyclohexane | C6H12 | 80.7 | 6.6 | 0.779 | 0.005 | 0.006 |
| pentane | C5H12 | 36.1 | -129.7 | 0.626 | 0.0039 | 0.009 |
| hexane | C6H14 | 69 | -95 | 0.655 | 0.0014 | 0.009 |
| heptane | C7H16 | 98 | -90.6 | 0.684 | 0.0003 | 0.012 |
| carbon tetrachloride | CCl4 | 76.7 | -22.4 | 1.594 | 0.08 | 0.052 |
| carbon disulfide | CS2 | 46.3 | -111.6 | 1.263 | 0.2 | 0.065 |
| p-xylene | C8H10 | 138.3 | 13.3 | 0.861 | 0.02 | 0.074 |
| toluene | C7H8 | 110.6 | -93 | 0.867 | 0.05 | 0.099 |
| benzene | C6H6 | 80.1 | 5.5 | 0.879 | 0.18 | 0.111 |
| ether | C4H10O | 34.6 | -116.3 | 0.713 | 7.5 | 0.117 |
| methyl t-butyl ether (MTBE) | C5H12O | 55.2 | -109 | 0.741 | 4.8 | 0.124 |
| diethylamine | C4H11N | 56.3 | -48 | 0.706 | M | 0.145 |
| dioxane | C4H8O2 | 101.1 | 11.8 | 1.033 | M | 0.164 |
| N,N-dimethylaniline | C8H11N | 194.2 | 2.4 | 0.956 | 0.14 | 0.179 |
| chlorobenzene | C6H5Cl | 132 | -45.6 | 1.106 | 0.05 | 0.188 |
| anisole | C 7H8O | 153.7 | -37.5 | 0.996 | 0.10 | 0.198 |
| tetrahydrofuran (THF) | C4H8O | 66 | -108.4 | 0.886 | 30 | 0.207 |
| ethyl acetate | C4H8O2 | 77 | -83.6 | 0.894 | 8.7 | 0.228 |
| ethyl benzoate | C9H10O2 | 213 | -34.6 | 1.047 | 0.07 | 0.228 |
| dimethoxyethane (glyme) | C4H10O2 | 85 | -58 | 0.868 | M | 0.231 |
| diglyme | C6H14O3 | 162 | -64 | 0.945 | M | 0.244 |
| methyl acetate | C 3H 6O2 | 56.9 | -98.1 | 0.933 | 24.4 | 0.253 |
| chloroform | CHCl3 | 61.2 | -63.5 | 1.498 | 0.8 | 0.259 |
| 3-pentanone | C5H12O | 101.7 | -39.8 | 0.814 | 3.4 | 0.265 |
| 1,1-dichloroethane | C2H4Cl2 | 57.3 | -97.0 | 1.176 | 0.5 | 0.269 |
| di-n-butyl phthalate | C16H22O4 | 340 | -35 | 1.049 | 0.0011 | 0.272 |
| cyclohexanone | C6H10O | 155.6 | -16.4 | 0.948 | 2.3 | 0.281 |
| pyridine | C5H5N | 115.5 | -42 | 0.982 | M | 0.302 |
| dimethylphthalate | C10H10O4 | 283.8 | 1 | 1.190 | 0.43 | 0.309 |
| methylene chloride | CH2Cl2 | 39.8 | -96.7 | 1.326 | 1.32 | 0.309 |
| 2-pentanone | C 5H 10O | 102.3 | -76.9 | 0.809 | 4.3 | 0.321 |
| 2-butanone | C4H8O | 79.6 | -86.3 | 0.805 | 25.6 | 0.327 |
| 1,2-dichloroethane | C2H4Cl2 | 83.5 | -35.4 | 1.235 | 0.87 | 0.327 |
| benzonitrile | C7H5N | 205 | -13 | 0.996 | 0.2 | 0.333 |
| acetone | C3H6O | 56.2 | -94.3 | 0.786 | M | 0.355 |
| dimethylformamide (DMF) | C3H7NO | 153 | -61 | 0.944 | M | 0.386 |
| t-butyl alcohol | C4H10O | 82.2 | 25.5 | 0.786 | M | 0.389 |
| aniline | C6H7N | 184.4 | -6.0 | 1.022 | 3.4 | 0.420 |
| dimethylsulfoxide (DMSO) | C2H6OS | 189 | 18.4 | 1.092 | M | 0.444 |
| acetonitrile | C2H3N | 81.6 | -46 | 0.786 | M | 0.460 |
| 3-pentanol | C 5H 12O | 115.3 | -8 | 0.821 | 5.1 | 0.463 |
| 2-pentanol | C 5H 12O | 119.0 | -50 | 0.810 | 4.5 | 0.488 |
| 2-butanol | C4H10O | 99.5 | – 114.7 | 0.808 | 18.1 | 0.506 |
| cyclohexanol | C 6H 12O | 161.1 | 25.2 | 0.962 | 4.2 | 0.509 |
| 1-octanol | C 8H 18O | 194.4 | -15 | 0.827 | 0.096 | 0.537 |
| 2-propanol | C3H8O | 82.4 | -88.5 | 0.785 | M | 0.546 |
| 1-heptanol | C 7H 16O | 176.4 | -35 | 0.819 | 0.17 | 0.549 |
| i-butanol | C4H10O | 107.9 | -108.2 | 0.803 | 8.5 | 0.552 |
| 1-hexanol | C 6H 14O | 158 | -46.7 | 0.814 | 0.59 | 0.559 |
| 1-pentanol | C 5H 12O | 138.0 | -78.2 | 0.814 | 2.2 | 0.568 |
| acetyl acetone | C5H8O2 | 140.4 | -23 | 0.975 | 16 | 0.571 |
| ethyl acetoacetate | C6H10O3 | 180.4 | -80 | 1.028 | 2.9 | 0.577 |
| 1-butanol | C4H10O | 117.6 | -89.5 | 0.81 | 7.7 | 0. 586 |
| benzyl alcohol | C 7H 8O | 205.4 | -15.3 | 1.042 | 3.5 | 0.608 |
| 1-propanol | C3H8O | 97 | -126 | 0.803 | M | 0.617 |
| acetic acid | C2H4O2 | 118 | 16.6 | 1.049 | M | 0.648 |
| 2-aminoethanol | C2H7NO | 170.9 | 10.5 | 1.018 | M | 0.651 |
| ethanol | C2H6O | 78.5 | -114.1 | 0.789 | M | 0.654 |
| diethylene glycol | C4H10O3 | 245 | -10 | 1.118 | M | 0.713 |
| methanol | CH4O | 64.6 | -98 | 0.791 | M | 0.762 |
| ethylene glycol | C2H6O2 | 197 | -13 | 1.115 | M | 0.790 |
| glycerin | C3H8O3 | 290 | 17.8 | 1.261 | M | 0.812 |
| water, heavy | D2O | 101.3 | 4 | 1.107 | M | 0.991 |
| water | H2O | 100.00 | 0.00 | 0.998 | M | 1.000 |
A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassónicos de elevado desempenho desde a escala laboratorial até à escala industrial.

