Extração ultrassônica de tabaco

A extração convencional do tabaco é um processo lento e demorado, que envolve o uso de solventes tóxicos em altas temperaturas, o que torna o processo perigoso. A extração assistida por ultrassom de alcaloides do tabaco pode ser executada usando água ou solventes suaves em um processo rápido de alguns minutos. Alcaloides extraídos ultrassonicamente, como a nicotina do tabaco, são liberados em um procedimento rápido e altamente eficiente, que dá altos rendimentos de um extrato de espectro completo (contendo nicotina, nornicotina, ácido clorogênico, ácido 5-cafeoilquínico, rutina, ácido cafeico e escopoletina, solanesol etc.).

Extração ultrassônica de tabaco

A extração assistida por ultrassom é um método de extração rápido, eficaz e conveniente, que se baseia na aplicação de ultrassom de potência. Ondas ultra-sônicas intensas geram micromovimento rápido e cavitação acústica em sistemas sólido-líquido (por exemplo, material vegetal em solvente, por exemplo, folhas de tabaco em etanol), o que resulta em um aumento da transferência de massa, bem como um processo de extração acelerado. Em comparação com outras técnicas avançadas de extração, como extração com fluido supercrítico e extração por par iônico, a extração assistida por ultrassom é significativamente mais econômica, ambientalmente mais amigável, mais segura e mais fácil de usar. Portanto, a extração ultra-sônica é a técnica de extração preferida para liberar compostos bioativos de plantas sintéticas.
A extração ultra-sônica resulta em um extrato de amplo espectro, contendo nicotina, que é o alcaloide primário com 94–98% do conteúdo total de alcaloide no tabaco, bem como os alcaloides nornicotina, anabasine, anatabina, cotinina e miosmina.
Leia mais sobre a extração de alcaloides de material vegetal usando um ultra-sonicator do tipo sonda!
 

Extração ultrassônica de tabaco com o ultrassônico UP400St (400W) e a sonda S24d20L2 para maior rendimento de nicotina em menor tempo de processamento. A extração ultrassônica do tabaco pode ser executada com solventes leves e, portanto, é um método verde e ecológico.

Extrator ultrassônico UP400ST para extração de nicotina de folhas de tabaco

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Hielscher ultrassonicator UP400St com sonotrode S24d22L2 para extração de nicotina e harmala de folhas de tabaco.

Sonicator UP400St (400 watts) para a extração de alcaloides como nicotineno, nornicotina, ácido clorogênico, etc. das folhas de tabaco.

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Extratos de tabaco de espectro completo com sonication

Alcaloides como nicotina e nornicotina, ácido clorogênico, fenólicos, solanesol e outros compostos bioativos podem ser isolados de forma rápida, eficiente e segura usando extração ultra-sônica. A extração convencional do tabaco envolve o uso de solventes tóxicos como o heptano em altas temperaturas, o que torna o processo de extração um procedimento perigoso. Todo o processo de extração convencional leva aproximadamente 24h e, portanto, é muito demorado.
A extração ultrassônica pode ser realizada como extração de água fria ou usando solventes leves, como etanol ou mistura de etanol-água à temperatura ambiente ou temperaturas ligeiramente elevadas. A sonorização leva alguns minutos, o que transforma a extração em um procedimento rápido. Além disso, usando água ou solventes leves, o processo é completamente seguro e conveniente.

As folhas de tabaco ultrassonicamente desplead são separadas dos compostos extraídos no solvente.

Os extratos de espectro completo produzidos ultrasonicamente contêm a nicotina alcaloide primária, bem como os alcaloides secundários ou menores, como anabasina ou 3-(2-piperidinyl)pyridina, anatabina ou 3-(2-1,2,3,6-tetrahydropyridyl)pyridina, cotinina ou 1-metil-5-(3-pyridyl)-2-pirrolidina), 2,3'-dipyridyl ou isonicoteina, N-formylnornicotine ou 2-(3-pyridyl)pirrolidinecarbaldehyde, myosmine ou 3-(1-pyrrolin-2-yl)pyridina, nornicotina ou 3-(pyrrolidin-2-yl)pyridina , e beta-nicotilirina ou 3-(1-metilpirrrol-2-yl)piridina.

O conteúdo desses alcaloides varia dependendo das espécies de tabaco e produtos do tabaco. Enquanto a nicotina é o alcaloide primário com 94-98% do teor alcaloide total, nornicotina e anatabina são os dois alcaloides secundários mais abundantes, cada um representando aproximadamente 2% a 6% do teor alcaloide total do tabaco.

Benefícios da extração ultrassônica do tabaco:

  • maior rendimento
  • alta qualidade
  • Extração rápida
  • Processo leve e não térmico
  • Água ou solvente
  • Simples & operação segura
A extração ultrassônica é amplamente utilizada para a produção de extratos botânicos, como CBD de cannabis e cânhamo. Ultrassonização é altamente eficiente e rápida.

Extração ultra-sônica de compostos bioativos de plantas

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Escolha entre uma ampla seleção de solventes

Usando extração ultrassônica, você pode selecionar entre vários solventes, incluindo água, álcool, etanol, metanol, misturas etanol-água ou solventes fortes como heptano ou hexano. Todos os primeiros solventes nomeados já foram testados com sucesso e mostraram-se eficazes para o isolamento de compostos bioativos como alcaloides, terpenóides, fenólicos e solanesol de materiais de plantas de tabaco. A sônica pode ser usada na extração de água fria sem solventes (por exemplo, para preparar extratos orgânicos) ou pode ser combinada com um solvente de sua escolha.
Saiba mais sobre solventes para a extração ultra-sônica de Botanicals!
Saiba mais sobre a extração de hexano intensificada por ultrassom!

Extração ultra-sônica de nicotina de folhas de tabaco usando o sonicator UP200Ht

Extração ultra-sônica de nicotina de folhas de tabaco usando o sonicator UP200Ht

Extratores de ultrassom de alto desempenho

Processador ultra-sônico de UIP4000hdT (4kW) para a extração de pectinas em um processo inline industrial.O equipamento ultrassônico de Hielscher é uma ferramenta de extração comumente para o isolamento de compostos bioativos de botânicos. Fornecendo extratores ultrassônicos para todas as escalas de processo, o Hielscher é capaz de recomendar o sistema ultrassônico mais adequado para suas necessidades. Começando com compacto, mas poderoso sistemas de laboratório para análise e testes de viabilidade, a Hielscher oferece toda a gama de ultrassonicadores de plantas de laboratório e piloto até ultra-som totalmente industrial Reatores. Oferecendo toda a largura de banda dos processadores ultrassônicos, o Hielscher tem a configuração ideal para o seu processo de extração. Dependendo do volume e objetivo do seu processo, a extração ultrassônica pode ser realizada em lote ou modo de fluxo contínuo. Acessórios múltiplos como sonotrodes, chifres de reforço, células de fluxo e reatores permitem equipar o processador ultrassônico para cumprir os objetivos do processo idealmente.
Os processadores ultrassônicos Hielscher podem ser controlados com precisão e os dados do processo são gravados automaticamente no cartão SD integrado de nossos sistemas ultrassônicos digitais. O controle confiável sobre os parâmetros do processo garante uma qualidade consistentemente alta do produto. O registro automático de dados dos parâmetros do processo permite uma fácil padronização do processo e o cumprimento das Boas Práticas de Fabricação (BPF).
A robustez do equipamento ultrassônico da Hielscher permite a operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, em serviços pesados e em ambientes exigentes. A operação fácil e segura, bem como a baixa manutenção, fazem dos sistemas ultrassônicos Hielscher o cavalo de batalha confiável em sua produção.

A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximado de nossos ultrasonicators:

Volume batch Quociente de vazão Dispositivos Recomendados
00,5 a 1,5 mL n / D. VialTweeter
1 a 500mL 10 a 200 mL / min UP100H
10 a 2000 mL 20 a 400 mL / min UP200Ht, UP400St
0.1 a 20L 00,2 a 4 L / min UIP2000hdT
10 a 100L 2 de 10L / min UIP4000
n / D. 10 a 100L / min UIP16000
n / D. maior aglomerado de UIP16000

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Nesta apresentação, apresentamos a fabricação de extratos botânicos. Explicamos os desafios de produzir extratos botânicos de alta qualidade e como um sonicator pode ajudá-lo a superar esses desafios. Esta apresentação irá mostrar-lhe como a extração ultra-sônica funciona. Você vai aprender, quais benefícios você pode esperar usando um sonicator para extração e como você pode implementar um extrator ultra-sônico em sua produção de extrato.

Extração botânica ultra-sônica - Como usar sonicators para extrair compostos botânicos

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Hielscher ultrasonics fabrica ultrasonicators de alto desempenho para aplicações sonoquímicas.

Processadores ultra-sônicos de alta potência do laboratório à escala piloto e industrial.

O ultrasssônico industrial UIP2000hdT em um estande especial

UIP2000hdT, um ultrassônico poderoso de alto desempenho de 2kW



Literatura / Referências

Fatos, vale a pena conhecer

Por que a extração ultrassônica é tão eficaz?

Ultrasonically-assisted extraction (UAE) baseia-se no acoplamento de ondas de ultrassom altamente intensas (ondas acústicas) em um líquido ou lama. As ondas acústicas criam ciclos alternados de alta pressão/baixa pressão, que resultam no fenômeno da cavitação acústica. O fenômeno da cavitação ultra-sônica ou acústica é caracterizado por condições extremas, localmente confinadas, de pressões, temperaturas e forças de cisalhamento muito altas. Na proximidade das bolhas de cavitação implodindo, temperaturas de até 5000K, pressões de 1000 atmosfera, taxa de aquecimento-resfriamento acima de 1010 K/s e jatos de líquidos com velocidade de até 280m/s, que aparecem como força de cisalhamento muito alta e turbulências na zona cavitacional, podem ser medidos. A combinação desses fatores (pressão, calor, cisalhamento e turbulência) interrompe as células (lise) e intensifica a transferência de massa durante o processo de extração. Com isso, promove-se a extração líquido-sólido de fitoconstituintes de células vegetais. A técnica de extração ultra-sônica é amplamente aplicada para a extração bem-sucedida e eficiente de flavonoides, polissacarídeos, alcaloides, fitoesteróis, polifenóis e pigmentos de plantas.

Os disruptores ultra-sônicos são usados para extrações das fontes do Phyto (por exemplo plantas, algas, fungos)

Extração ultra-sônica de células vegetais: a seção transversal microscópica (TS) mostra o mecanismo de ações durante a extração ultra-sônica de células (ampliação 2000x) [recurso: Vilkhu et al. 2011]

Tabaco

Várias plantas do gênero Nicotiana e da família Solanaceae são conhecidas como plantas de tabaco. Além de ser o termo comumente usado para a planta, o tabaco descreve também os produtos preparados a partir das folhas curadas da planta do tabaco. Embora Nicotiana tabacum seja a principal cultura de uso para a produção de tabaco e nicotina, existem mais de 70 espécies de plantas de tabaco. N. tabacum é a espécie dominante utilizada para produtos derivados do tabaco, porém a variante mais potente N. rustica pode ser encontrada em todo o mundo e é utilizada para a produção de pesticidas. Comparando o centenário de nicotina, as folhas de N. rustica têm um teor de nicotina de até 9%, enquanto as folhas de N. tabacum contêm cerca de 1 a 3%.
O tabaco contém o estimulante alcaloide nicotina, bem como os alcaloides harmala. As folhas de tabaco secas e curadas são usadas principalmente para fumar em cigarros, charutos, cachimbos, shishas, bem como cigarros eletrônicos, charutos eletrônicos, e-pipes e vaporizadores. Alternativamente, eles podem ser consumidos como rapé, tabaco de mascar, mergulhar tabaco e snus.

A família de plantas de tabaco contém várias (sub-)espécies, que exibem diferentes perfis alcaloides e de sabor.
O tabaco oriental (Nicotiana tabacum L.) é uma espécie de tabaco cultivada principalmente na Turquia, Grécia e áreas vizinhas, que é usada para a produção comercial de cigarros, charutos e tabaco de mascar. Tem um sabor característico forte, é relativamente baixo em nicotina e rico em redução de açúcares, ácidos e óleo de sabor volátil, o que dá aos produtos do tabaco um aroma intenso.

Existem 67 espécies naturais de tabaco conhecidas. Abaixo as espécies mais comuns estão listadas:

  • Nicotiana acuminata (Graham) Gancho. – tabaco de muitas flores
  • Nicotiana africana Merxm.
  • Ligação Nicotiana alata & Otto – tabaco alado, tabaco de jasmim, tanbaku (persa)
  • Nicotiana attenuata Torrey ex S. Watson - tabaco de coiote
  • Nicotiana benthamiana Domin
  • Nicotiana clevelandii A. Gray
  • Nicotiana glauca Graham – tabaco de árvore, tabaco de árvore brasileira, tabaco de arbusto, mostarda
  • Nicotiana glutinosa L.
  • Nicotiana langsdorffii Weinm.
  • Nicotiana longiflora Cav.
  • Nicotiana occidentalis H.-M. Wheeler
  • Nicotiana obtusifolia M. Martens & Galeotti - tabaco do deserto, soco, “tabaquillo”
  • Nicotiana otophora Griseb.
  • Nicotiana plumbaginifolia Viv.
  • Nicotiana quadrivalvis Pursh
  • Nicotiana rustica L. – Tabaco asteca, mapacho
  • Nicotiana suaveolens Lehm. – Tabaco australiano
  • Nicotiana sylvestris Speg. & Vem – Tabaco sul-americano, tabaco florestal
  • Nicotiana tabacum L. – tabaco comercial cultivado para a produção de cigarros, charutos, tabaco de mascar, etc.
  • Nicotiana tomentosiformis Goodsp.

As três espécies abaixo são híbridos feitos pelo homem:

  • Nicotiana × didepta N. debneyi × N. tabacum
  • Nicotiana × digluta N. glutinosa × N. tabacum
  • Nicotiana × sanderae Hort. ex Wats. N. alata × N. forgetiana

Tipos de Tabaco
O processo de cura e posterior envelhecimento das folhas de tabaco induz uma lenta oxidação e degradação dos atuais carotenoides na folha de tabaco. Devido à oxidação, certos compostos nas folhas de tabaco são sintetizados, o que resulta em feno doce, chá, óleo de rosa ou sabores aromáticos frutados, que contribuem para o “Suavidade” da fumaça. Amidos são convertidos em açúcares, que posteriormente glicam proteínas, e são oxidados em produtos avançados de extremidade de glicação (AGEs). Este é um processo de caramelização que também dá ao fumo seu sabor.
O método de preparação e cura do tabaco influencia suas características finais de aroma. A cura pode ser alcançada pela cura do ar, fogo, chaminina e sol. Por exemplo, o tabaco curado de fluas (por exemplo, da França) contém apenas baixos níveis de alcaloides, enquanto o tabaco burley curado pelo ar (por exemplo, originário da Guatemala) é conhecido por seu alto teor de alcaloides.

Ficaremos felizes em discutir seu processo.

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