Hielscher Ultrasonics
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Produção ultrassônica de ingredientes aromatizantes

A extração ultrassônica de sabor é um processo altamente eficiente e sustentável que aumenta o rendimento e reduz significativamente o tempo de processamento. Utilizando solventes verdes seguros, a tecnologia de ultrassom oferece um método de extração verde com maior eficiência energética, tornando-a uma alternativa ecológica às técnicas tradicionais de extração.

extratos botânicos – Melhorado por Sonication

A extração ultrassônica é uma técnica comercializada para a produção de extratos de alta qualidade para alimentos & indústrias de bebidas, farmacêutica e cosmética.
“Usando ultrassom, as extrações completas agora podem ser concluídas em minutos com alta reprodutibilidade, reduzindo o consumo de solvente, simplificando a manipulação e a investigação, proporcionando maior pureza do produto final, eliminando o pós-tratamento de águas residuais e consumindo apenas uma fração da energia fóssil normalmente necessária para um método de extração convencional, como extração de Soxhlet, maceração ou destilação de Clevenger. Várias classes de componentes alimentares, como aromas, pigmentos, antioxidantes e outros compostos orgânicos e minerais, foram extraídos, analisados e formulados de forma eficiente a partir de uma variedade de matrizes (principalmente tecidos animais, microalgas, leveduras, alimentos e materiais vegetais).” [Chemat et al. 2017]

A extração ultrassônica é usada para produzir isolados de botânicos. O vídeo mostra a extração eficiente de compostos de sabor de flocos de pimenta com o UP200Ht.

Extração ultrassônica de flocos de pimenta usando o UP200Ht

Miniatura do vídeo

Como líder de mercado, a Hielscher Ultrasonics estabeleceu uma ampla base de dados de conhecimento sobre processos de extração ultrassônica, incluindo a extração de especiarias, ervas, flores, frutas, vegetais para a produção de sabores e fragrâncias. A Hielscher Ultrasonics adquiriu um profundo conhecimento sobre a extração de vários materiais vegetais, como café, açafrão, uvas (vinho)carvalho folhas de chá, lavanda, hortelã, estévia, pimenta, baunilha, cacau, folhas de boldus, e muitos outros.
Os processos de extração ultrassônica podem ser realizados com quase todos os solventes, como água, álcool, etanol aquoso, glicerina, óleos, isopropanol, hexano, benzeno, etc.
Para a produção de sabores, fragrâncias e componentes ativos, que serão utilizados como ingredientes no alimento & indústrias de bebidas, farmacêuticas, cosméticas e de perfumes, o uso de solventes verdes não perigosos, como água e álcool, são uma grande vantagem.

A extração ultrassônica é uma estratégia simples e eficiente para produzir maiores rendimentos de extratos premium de botânicos.

Instalação industrial do extrator ultrassônico UIP4000hdT para a produção de extratos botânicos.

Pedido de Informação







Formas de extração ultrassônica:

O método ultrassônico oferece melhor extração em comparação com a maioria dos processos de extração convencionais, por exemplo, maceração, em termos de tempo de processo, maior rendimento, mais economia de energia, limpeza, segurança e qualidade do produto. Especialmente no que diz respeito à produção de alimentos, bebidas e aditivos farmacêuticos e cosméticos, a técnica de extração ultrassônica verde é uma grande vantagem no que diz respeito à segurança do produto.

Emulsões de sabor transparentes

As emulsões são um aditivo comum para funcionalizar alimentos e bebidas em relação ao sabor, valor nutricional e estabilidade. Especialmente para a formulação de bebidas, a clareza é um fator importante, pois o produto final deve atender não apenas aos padrões de qualidade e nutrição, mas também aos ópticos. Para bebidas e alimentos claros, isso significa que o aditivo de emulsão não deve interferir na meta de qualidade final desejada. Assim, uma emulsão transparente é mais fácil de processar. Devido ao seu tamanho, as nanoemulsões são transparentes e translúcidas (pelo menos a olho nu). Devido à sua alta estabilidade cinética, baixa viscosidade, alta transparência e alta estabilidade contra sedimentação, creme, coalescência e floculação, eles são amplamente utilizados como ingredientes.
Quanto maior o tamanho da gota / partícula, mais opacidade é contribuída para o produto final. Para a formulação de bebidas claras, o uso de uma emulsão transparente com nanogotículas dá os melhores resultados. A emulsificação ultrassônica permite produzir W/O, O/W, emulsões inversas, bem como emulsões duplas ou múltiplas W/O/W com gotículas na faixa nano (as chamadas miniemulsões, nanoemulsões, emulsões ultrafinas ou emulsões submicrônicas). O tamanho da gota pode ser ajustado e controlado por parâmetros de processo ultrassônicos. Os sonicadores Hielscher são controláveis com precisão para resultados de processo ideais e reprodutíveis.

Hielscher's ultrasonicators, e.g. UP200S (in the picture), are very successful for extraction of intra-cellular matter.

Extração ultrassônica de ervas

Com o MultiPhaseCavitator, a Hielscher desenvolveu um inserto de célula de fluxo exclusivo para melhorar ainda mais a emulsificação ultrassônica.
Clique aqui para ler mais sobre o MultiPhaseCavitator!
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Encapsulamento de sabor usando ultrassom

O uso de lipossomas em produtos farmacêuticos e alimentícios está aumentando continuamente. Os lipossomas podem ser usados como transportadores de moléculas ativas, por exemplo, nutrientes e medicamentos. Por sonicação, os lipossomas podem ser formados pela emulsificação de uma suspensão lipídica/aquosa ou pela sonicação de vesículas multilamelares (MLVs). Pelo processo de emulsão ultrassônica, as bicamadas lipídicas são quebradas em fraturas menores, de modo que essas peças se transformam em pequenas vesículas unilamelares (SUVs) compostas de fosfolipídios. Durante o processo de sonicação, os ingredientes ativos podem ser encapsulados nos lipossomas.
Clique aqui para saber mais sobre a produção ultrassônica de lipossomas!

Sistemas de extração ultrassônica

A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade de processamento aproximada de nossos sistemas de extração ultrassônica mais populares:

Volume do lote Vazão Dispositivos recomendados
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 UIP4000
n.a. 10 a 100L/min UIP16000
n.a. maior cluster de UIP16000
Benefícios:

  • Solventes verdes
  • maior rendimento
  • Tempo de extração mais curto
  • Segurança
  • rápido retorno do investimento
  • Custos baixos

 

 

Extração supercrítica ultrassônica

Extração de fluido supercrítico e CO2 supercrítico é uma das técnicas de extração mais importantes quando se trata da produção de aromas e fragrâncias.
O dióxido de carbono supercrítico é um solvente seletivo com densidade ajustável. Sua seletividade e poder de solvente dependem da densidade variável que pode ser influenciada pela pressão e temperatura.
Ao combinar a extração supercrítica com a sonicação, torna-se possível usar solventes de qualidade alimentar, como álcool ou água, e ainda atingir altas taxas de extração e altos rendimentos.
Use o formulário abaixo para obter mais informações sobre nossos sistemas de extração ultrassônica e suas aplicações!

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Assista no vídeo abaixo uma comparação da extração ultrassônica versus maceração convencional de folhas frescas de erva-de-espiga em água. A sonicação não apenas produz uma erva-de-penteada potente em segundos, mas também a cor do extrato indica uma diferença de qualidade. Enquanto o extrato ultrassônico tem uma cor verde profunda, o extrato macerado de 20 dias tem uma cor acastanhada que aponta para uma degradação oxidativa dos compostos bioativos.
 

Neste pequeno vídeo, comparamos a extração ultrassônica de água fria usando o sonicador tipo sonda Hielscher UP200Ht com a maceração tradicional ao longo de 20 dias. Enquanto a maceração convencional requer semanas para extrair compostos bioativos de folhas frescas de erva-de-espiga Comparando o extrato tradicionalmente macerado com o extrato ultrassônico, fica evidente que o extrato sonicado tem uma cor verde profunda, enquanto o extrato macerado apresenta uma tonalidade acastanhada, sugerindo degradação oxidativa dos compostos bioativos.
A cor verde profunda do extrato ultrassônico de erva-de-espiga destaca a eficiência superior da tecnologia ultrassônica na produção de um extrato de espectro completo. A extração botânica ultrassônica é mais rápida, mais potente e mais eficiente. A extração ultrassônica de alta eficiência com o UP200Ht produz um extrato de erva-de-espiga de espectro completo.

Extração Ultrassônica vs Maceração - Folhas Frescas de Erva-de-Obra em Água - Sonicator Hielscher UP200Ht

Miniatura do vídeo

 



Literatura / Referências

Mais sobre extração ultrassônica

A extração ultrassônica é um método bem conhecido e confiável para produzir extratos de várias matérias-primas à base de plantas. O ultrassom de alta potência aumenta a transferência de massa entre a matéria-prima e o solvente, empurrando o solvente para dentro da estrutura celular e lavando-o a uma taxa de aprox. 20.000 vezes por segundo (a 20kHz). A sonicação provou ser um método muito suave, mas muito eficiente – criando maiores rendimentos e extratos de maior qualidade em um tempo de processamento mais curto!
Os seguintes materiais já foram extraídos com muito sucesso pela ultrassonografia:
Especiarias: açafrão, pimenta (por exemplo, capsaicina), gengibre, canela, vanilina / baunilha, ácido rosmarínico, sálvia, rosmary, majoram, manjericão, etc.
Ervas: hortelã-pimenta, chás (por exemplo, preto, verde, Pai Mu Tan, jasmim, rooibos, honeybush), hortelã, estévia, cannabis, etc.
flor: lavanda, patcholi, ylang-ylang, rosa, etc.
Frutas e legumes: vinho, uvas / sementes de uva, café, cacau, azeitonas, casca de laranja / laranja, tomate, sementes de guaraná, sementes oleaginosas (amêndoas, soja, sementes de mamão, linhaça, girassol, colza), casca de romã, espinafre, amora, raízes, etc.
Microorganismos: algas marinhas, espirulina, microalgas (microalgas Nannochloropsis spp, microalgas Nannochloropsis oculata, microalgas Dunaliella salina), Synechococcus sp. cianobactérias, levedura dendrorhous Xanthophyllomyces, levedura Trichosporon oleaginosisus, fungo oleaginoso, fungo Cordyceps sinensis

Os extratos direcionados, obtidos por sonicação, são óleos essenciais, vitaminas, lipídios, proteínas e fitocomplexos, como fenólicos, antioxidantes, polissacarídeos, oleorresinas, ésteres, essências, hidrolisados de proteínas, aminoácidos, saponinas, flavonóides, alcalóides (por exemplo, morfina, codeína, tebaína), pigmentos / corantes (carotenóides, clorofila, ficocianina), antocianinas, limoneno, alantolactona, isoalantolactona e outras substâncias ativas.

Sobre a extração verde

A extração verde está focada em métodos sustentáveis e ecologicamente corretos. Portanto, a redução do consumo de energia do processo, o uso de solventes alternativos e matérias-primas naturais renováveis, são fatores-chave para a extração verde. O objetivo é garantir um extrato seguro e de alta qualidade. Para obter um produto seguro e de alta qualidade, é importante usar solventes alternativos, recicláveis e mais seguros. Ao reduzir a toxicidade geral do processo e dos produtos finais, os consumidores se beneficiam de um produto mais saudável e seguro e os produtores criam um ambiente de processamento mais seguro para seus funcionários.

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