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Ultrassom supera outros métodos de extração por velocidade

O procedimento rápido de extração ultra-sónica e as economias de tempo daí resultantes na produção de extractos são uma das muitas vantagens da extração ultra-sónica de compostos bioactivos de plantas. A extração ultra-sónica tem sido cientificamente comparada com técnicas de extração alternativas, tais como extração de CO2 supercrítico, maceração, calor-refluxo, Soxhlet, ou extração por micro-ondas e os resultados da investigação provam a vantagem significativa da ultra-sons em relação à velocidade de extração e ao rendimento.

Ultra-sons como procedimento de extração rápida

A extração ultra-sónica de compostos bioactivos é bem conhecida pelos seus elevados rendimentos, extractos de alta qualidade, tempo de extração curto, baixo consumo de energia e a capacidade de trabalhar com solventes muito suaves. Todos esses fatores contribuem para a extraordinária eficiência global da extração ultra-sônica de constituintes bioativos de materiais vegetais.
Abaixo pode encontrar uma seleção de relatórios de investigação científica, nos quais a extração por ultra-sons (também extração assistida por ultra-sons / UAE) foram comparadas com outras técnicas de extração, tais como maceração, Soxhlet, refluxo térmico, CO2e extração por micro-ondas.

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A extração por ultra-sons é superior a outras técnicas de extração em termos de alta velocidade (duração reduzida), rendimentos mais elevados e maior qualidade do extrato.

ultrassom UP400St para extração a alta velocidade de substâncias botânicas em modo descontínuo

Aplicação de extração Tempo de extração por ultra-sons Tempo do método de extração alternativo Informações adicionais Fonte
Extração de antocianinas de bagas de murta 5 min 15 min
micro-ondas
ultrassonicador UP200S Gonzalez et al., 2019
Extração de folhas de boldo 5-30 min 15-90 min
Maceração
ultrassonicador UIP1000hdT
"Podemos ver que de 5 a 30 minutos de sonicação, o rendimento é equivalente ao rendimento da maceração convencional de 15 a 90 minutos: UAE requer um terço do tempo para extrair o material solúvel das folhas na maceração convencional".
Petigny et al., 2013
Extração de fenóis e flavonóides totais da salva 11 min 30 min
extração convencional com agitador de banho-maria a 60ºC
Extractores por ultra-sons
UP100H, UP400S
Dent et al., 2015
Extração de polifenóis de folhas de oliveira 21 min 60min
extração por refluxo térmico convencional
Ultrassom UP400S Dobrinčić et al., 2020
Extração de fenólicos bioactivos das folhas de Malva sylvestris 49 min
48°C a 110W
5 h
extração em leito agitado a 150 rpm
ultrassonicador UP200S
A análise por HPLC revelou que a concentração de fenólicos bioactivos aumentou significativamente (p≺0,05) sob o regime ótimo de UAE condições.
Bimakr et al., 2017
Extração de lípidos da semente de Winter Melon (Benincasa hispida) ∼36 min Extração supercrítica de dióxido de carbono combinada com a técnica de oscilação de pressão (SCE-PST) (∼50 min), CO supercrítico2 (∼97 min), e extração convencional por Soxhlet (∼360 min) Comparação de dióxido de carbono supercrítico (sCO2), extração assistida por ultra-sons (UAE), extração supercrítica de dióxido de carbono combinada com a técnica de oscilação de pressão (SCE-PST) e a extração por Soxhlet mostram que a EAU é a técnica de extração mais eficiente e rápida. Bimakr et al. (2015)
A extração por ultra-sons é significativamente mais eficiente e rápida do que as técnicas de extração alternativas, como a extração com dióxido de carbono supercrítico (SCO2) e a extração com Soxhlet.

Comparação de dióxido de carbono supercrítico (sCO2), extração assistida por ultra-sons (UAE), extração supercrítica de dióxido de carbono combinada com a técnica de oscilação de pressão (SCE-PST) e a extração com Soxhlet mostra que UAE é a técnica de extração mais eficaz e rápida.

As vantagens da extração botânica por ultra-sons

  • Elevada eficiência de extração
  • Rendimentos de extração superiores
  • processo rápido
  • Baixas temperaturas
  • Adequado para extrair compostos termolábeis
  • Compatível com qualquer solvente
  • Baixo consumo de energia
  • Técnica de extração verde
  • funcionamento fácil e seguro
  • Baixos custos de investimento e operacionais
  • Funcionamento 24 horas por dia, 7 dias por semana, em serviço pesado

Extractores ultra-sónicos de elevado desempenho para o isolamento expresso de compostos

O equipamento ultrassónico de última geração da Hielscher permite uma extração rápida de biomoléculas de alta qualidade das plantas. O controle total sobre os parâmetros do processo, como amplitude, temperatura, pressão e entrada de energia, permite as condições de extração mais eficientes e mais suaves, produzindo extratos não danificados e altamente bioativos. A otimização dos parâmetros de extração ultra-sónica, tais como o tamanho de partícula da matéria-prima, o tipo de solvente, a relação sólido-solvente e o tempo de extração podem ser optimizados para a maior eficiência e os melhores resultados globais. Uma vez que a extração ultra-sónica é um método de extração não térmica, a degradação térmica dos ingredientes bioactivos pode ser evitada, resultando numa qualidade de extrato superior.
Em geral, as vantagens como o elevado rendimento, o curto tempo de extração, a baixa temperatura de extração e os requisitos reduzidos de solvente fazem da sonicação o método de extração preferido.

A extração botânica por ultra-sons proporciona rendimentos mais elevados. O homogeneizador Hielscher UIP2000hdT, 2000 watts, é suficientemente potente para extrair facilmente lotes de 10 litros a 120 litros.

Extração ultra-sónica de plantas - Lote de 30 litros / 8 galões

Miniatura de vídeo

A comparação da extração por ultra-sons e por micro-ondas mostra que a extração de antocianinas das bagas de murta é mais eficiente utilizando a ultra-sons.

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


Extração ultra-sônica de fenóis totais e flavonóides de sálvia é significativamente mais rápido do que a extração convencional em um agitador de banho de água

A comparação de ultra-sons vs convencional com um agitador de banho de água mostra um tempo de extração significativamente reduzido para fenóis totais e flavonóides de sálvia quando a extração por ultra-sons é utilizada. A extração por ultra-sons requer apenas um terço do tempo de extração com um agitador de banho-maria.

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Extração por ultra-sons: Estabelecido em laboratório e na indústria

A extração por ultra-sons é amplamente aplicada para a extração de qualquer tipo de composto bioativo de plantas, fungos, algas, bactérias e células de mamíferos. A extração ultra-sônica foi estabelecida como um simples, rentável e altamente eficiente que supera outras técnicas de extração tradicionais por rendimentos de extração mais elevados e duração de processamento mais curta.
Com sistemas de ultra-sons de laboratório, de bancada e totalmente industriais prontamente disponíveis, a extração por ultra-sons é hoje em dia uma tecnologia bem estabelecida e de confiança. Os extractores de ultra-sons Hielscher estão instalados em todo o mundo em instalações de processamento industrial para a produção de compostos bioactivos de qualidade alimentar e farmacêutica.
O quadro seguinte dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos ultra-sons:

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.d. 10 a 100L/min UIP16000
n.d. maior grupo de UIP16000

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Os homogeneizadores ultra-sónicos de alto cisalhamento são utilizados em laboratório, bancada, piloto e processamento industrial.

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



Literatura / Referências

Fatos, vale a pena conhecer

Princípio de funcionamento da extração por ultra-sons

A extração ultra-sónica é um método amplamente utilizado para isolar e separar componentes bioactivos de materiais vegetais. Uma vez que a sonicação é compatível com qualquer tipo de solvente, o procedimento de extração ultra-sónica pode ser concebido de forma óptima em relação aos compostos bioactivos (ou seja, os compostos visados), a sua polaridade, solubilidade, sensibilidade ao calor e outros factores. Adaptando o processo de sonicação especificamente a um determinado composto ou a vários compostos, pode ser escolhida a configuração mais ideal para obter um extrato de qualidade extraordinariamente elevada.
As ondas de ultra-sons acopladas a um líquido ou lama criam vibrações intensas e cavitação acústica. A cavitação acústica aka ultra-sónica é determinada por diferenciais de pressão extremamente elevados que ocorrem localmente, forças de cisalhamento e jactos de líquido. Estas forças quebram as paredes celulares, rompem as células vegetais e intensificam a transferência de massa entre o interior das células e o solvente. Deste modo, os ingredientes bioactivos são libertados eficazmente para o solvente circundante, a partir do qual as moléculas-alvo podem ser facilmente isoladas e purificadas (por exemplo, por evaporação por rotor, destilação a vapor ou HPLC).

Os desreguladores ultra-sónicos são utilizados para extracções de fontes fito (por exemplo, plantas, algas, fungos)

Extração ultra-sónica de células vegetais: a secção transversal microscópica (TS) mostra o mecanismo de acções durante a extração ultra-sónica de células (ampliação 2000x)
[fonte: Vilkhu et al. 2011]


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.

A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultra-sónicos de alto desempenho a partir de laboratório para dimensão industrial.

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