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A ultrassonicação supera outros métodos de extração em rapidez

O procedimento rápido de extração ultrassónica e a consequente poupança de tempo na produção de extratos constituem uma das muitas vantagens da extração ultrassónica de compostos bioativos de plantas. A extração ultrassónica foi comparada cientificamente com técnicas de extração alternativas, como a extração com CO2 supercrítico, a maceração, a extração a quente sob refluxo, a extração Soxhlet ou a extração por micro-ondas, e os resultados da investigação comprovam a vantagem significativa da ultrassonicação em termos de rapidez e rendimento da extração.

Ultrassonicação como procedimento de extração rápido

A extração ultrassónica de compostos bioativos é bem conhecida pelos seus elevados rendimentos, extratos de alta qualidade, curto tempo de extração, baixo consumo de energia e capacidade de trabalhar com solventes muito suaves. Todos estes fatores contribuem para a extraordinária eficiência global da extração ultrassónica de constituintes bioativos de materiais vegetais.
Abaixo encontra uma seleção de relatórios de investigação científica nos quais a extração ultrassónica (também designada extração assistida por ultrassons / UAE) foi comparada com outras técnicas de extração, como a maceração, a extração Soxhlet, a extração a quente sob refluxo, a extração com CO2 supercrítico e a extração por micro-ondas.

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A extração ultrassónica supera outras técnicas de extração pela sua elevada rapidez (menor duração), pelos rendimentos mais elevados e pela qualidade superior dos extratos.

Sonicador UP400St para extração rápida de materiais vegetais em modo descontínuo

Aplicação de extração Tempo de extração ultrassónica Tempo do método de extração alternativo Informações adicionais Fonte
Extração de antocianinas de bagas de murta 5 min 15 min
micro-ondas
sonicador UP200S Gonzalez et al., 2019
Extração de folhas de boldo 5–30 min 15–90 min
maceração
sonicador UIP1000hdT
“Podemos observar que, com 5 a 30 min de sonicação, o rendimento é equivalente ao da maceração convencional durante 15 a 90 min: UAE requer um terço do tempo da maceração convencional para extrair o material solúvel das folhas.”
Petigny et al., 2013
Extração de fenóis totais e flavonoides de salva 11 min 30 min
extração convencional com agitador de banho de água a 60ºC
extratores ultrassónicos
UP100H, UP400S
Dent et al., 2015
Extração de polifenóis de folhas de oliveira 21 min 60min
extração convencional a quente sob refluxo
sonicador UP400S Dobrinčić et al., 2020
Extração de compostos fenólicos bioativos de folhas de Malva sylvestris 49 min
48°C a 110W
5 h
extração em leito agitado a 150 rpm
Sonicador UP200S
A análise por HPLC revelou que a concentração de compostos fenólicos bioativos aumentou significativamente (p≺0,05) nas condições ótimas de UAE .
Bimakr et al., 2017
Extração de lípidos de sementes de melão-de-inverno (Benincasa hispida) ∼36 min Extração com dióxido de carbono supercrítico combinada com a técnica de variação de pressão (SCE-PST) (∼50 min), extração supercrítica com CO2 (∼97 min) e extração Soxhlet convencional (∼360 min) A comparação entre dióxido de carbono supercrítico (sCO2), extração assistida por ultrassons (UAE), extração com dióxido de carbono supercrítico combinada com a técnica de variação de pressão (SCE-PST) e extração Soxhlet mostra que a UAE é a técnica de extração mais eficiente e rápida. Bimakr et al. (2015)
A extração ultrassónica é significativamente mais eficiente e rápida do que técnicas de extração alternativas, como a extração com dióxido de carbono supercrítico (SCO2) e a extração Soxhlet.

A comparação entre dióxido de carbono supercrítico (sCO2), extração assistida por ultrassons (UAE), extração com dióxido de carbono supercrítico combinada com a técnica de variação de pressão (SCE-PST) e extração Soxhlet mostra que a UAE é a técnica de extração mais eficiente e rápida.

As vantagens da extração ultrassónica de materiais vegetais

  • Elevada eficiência de extração
  • Rendimentos de extração superiores
  • Processo rápido
  • Temperaturas baixas
  • Adequada para extrair compostos termolábeis
  • Compatível com qualquer solvente
  • Baixo consumo de energia
  • Técnica de extração ecológica
  • Operação fácil e segura
  • Baixos custos de investimento e operação
  • Operação 24/7 em condições de trabalho intensivo

Extratores ultrassónicos de alto desempenho para isolamento rápido de compostos

Os equipamentos ultrassónicos de última geração da Hielscher permitem a extração rápida de biomoléculas de alta qualidade a partir de plantas. O controlo total dos parâmetros do processo, como amplitude, temperatura, pressão e energia fornecida, permite as condições de extração mais eficientes e suaves, produzindo extratos intactos e altamente bioativos. Os parâmetros de extração ultrassónica, como o tamanho das partículas da matéria-prima, o tipo de solvente, a proporção entre sólido e solvente e o tempo de extração, podem ser otimizados para obter a máxima eficiência e os melhores resultados globais. Como a extração ultrassónica é um método de extração não térmico, é possível evitar a degradação térmica dos ingredientes bioativos, obtendo extratos de qualidade superior.
De um modo geral, vantagens como o elevado rendimento, o curto tempo de extração, a baixa temperatura de extração e as menores necessidades de solvente tornam a sonicação o método de extração preferido.

Extração ultrassónica de matérias vegetais – Lote de 30 litros / 8 galõesA extração ultrassónica de matérias vegetais proporciona rendimentos mais elevados. O homogeneizador Hielscher UIP2000hdT, de 2000 watts, tem potência suficiente para realizar facilmente a extração em lotes de 10 litros a 120 litros.
A extração ultrassónica de matérias vegetais proporciona rendimentos mais elevados. O homogeneizador Hielscher UIP2000hdT, de 2000 watts, tem potência suficiente para realizar facilmente a extração em lotes de 10 litros a 120 litros.
A comparação entre a extração ultrassónica e a extração por micro-ondas mostra que a extração de antocianinas de bagas de murta é mais eficiente quando se utiliza a ultrassonicação.

A ultrassonicação supera as micro-ondas na extração de antocianinas de bagas de murta. A sonicação é três vezes mais rápida do que a extração por micro-ondas.


A extração ultrassónica de fenóis totais e flavonoides de salva é significativamente mais rápida do que a extração convencional num agitador de banho de água

A comparação entre a extração ultrassónica e a extração convencional com um agitador de banho de água mostra uma redução significativa do tempo de extração de fenóis totais e flavonoides de salva quando se utiliza a extração por ultrassons. A extração ultrassónica requer apenas um terço do tempo de extração com um agitador de banho de água.

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Extração ultrassónica: consolidada no laboratório e na indústria

A extração ultrassónica é amplamente utilizada para extrair qualquer tipo de composto bioativo de materiais vegetais, fungos, algas, bactérias e células de mamíferos. A extração ultrassónica consolidou-se como uma técnica simples, económica e altamente eficiente, que supera outras técnicas de extração tradicionais graças a rendimentos de extração mais elevados e a tempos de processamento mais curtos.
Com sistemas ultrassónicos de laboratório, de bancada e totalmente industriais prontamente disponíveis, a extração ultrassónica é atualmente uma tecnologia consolidada e de confiança. Os extratores ultrassónicos da Hielscher estão instalados em unidades de processamento industrial em todo o mundo para a produção de compostos bioativos de grau alimentar e farmacêutico.
A tabela abaixo fornece 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
não aplicável 10 a 100L/min UIP16000
não aplicável superior conjunto de UIP16000

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Os homogeneizadores ultrassónicos de elevado cisalhamento são utilizados no processamento laboratorial, de bancada, piloto e industrial.

A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassónicos de alto desempenho para aplicações de mistura, dispersão, emulsificação e extração à escala laboratorial, piloto e industrial.



Bibliografia / Referências

Informações úteis

Princípio de funcionamento da extração ultrassónica

A extração ultrassónica é um método amplamente utilizado para isolar e separar componentes bioativos de materiais vegetais. Como a sonicação é compatível com qualquer tipo de solvente, o procedimento de extração ultrassónica pode ser concebido de forma ótima em função dos compostos bioativos (isto é, dos compostos-alvo), da sua polaridade, solubilidade, sensibilidade ao calor e de outros fatores. Adaptando o processo de sonicação especificamente a um determinado composto ou a vários compostos, pode escolher-se a configuração mais adequada para obter um extrato de qualidade extraordinariamente elevada.
As ondas ultrassónicas acopladas a um líquido ou a uma suspensão espessa geram vibrações intensas e cavitação acústica. A cavitação acústica, também designada cavitação ultrassónica, é determinada por diferenciais de pressão extremamente elevados que ocorrem localmente, forças de cisalhamento e jatos de líquido. Estas forças rompem as paredes celulares, provocam a rutura das células vegetais e intensificam a transferência de massa entre o interior das células e o solvente. Deste modo, os ingredientes bioativos são libertados eficientemente para o solvente circundante, a partir do qual as moléculas-alvo podem ser facilmente isoladas e purificadas (por exemplo, por evaporação rotativa, destilação a vapor ou HPLC).

Os dispositivos ultrassónicos de rutura celular são utilizados para extrações de fontes vegetais (por exemplo, plantas, algas, fungos)

Extração ultrassónica de células vegetais: o corte transversal (TS) observado ao microscópio mostra o mecanismo de ação durante a extração ultrassónica de células (ampliação 2000x)
[fonte: Vilkhu et al. 2011]


Ultrassons de alto desempenho! A gama de produtos da Hielscher abrange todo o espectro, desde o sonicador compacto de laboratório, passando pelas unidades de bancada, até aos sistemas ultrassónicos totalmente industriais.

A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassónicos de alto desempenho desde a escala laboratorial até à escala industrial.

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