Extracția cu fluid supercritic îmbunătățită prin ultrasunete de putere
Extracția cu ultrasunete, singură sau în combinație cu metode alternative de extracție, cum ar fi extracția cu solvenți sau extractoarele cu CO2 supercritic, este utilizată cu succes pentru extragerea întregului spectru de canabinoizi din planta de cannabis (cânepă și marijuana). În marijuana, principalul constituent canabinoid este Δ9-tetrahydro-cannabinol (Δ9-THC), cu binecunoscutele sale efecte psihotrope. Alți canabinoizi importanți, cu activitate psihotropă redusă sau inexistentă, pot fi găsiți atât în cânepă, cât și în marijuana și includ acidul canabidiolic (CBDA), canabidiolul (CBD), canabigerolul (CBG), canabicromenul (CBC), canabinolul (CBN) și canabiciclolul (CBL), alături de alți omologi C19 asociați.
Extracție cu CO2 supercritic îmbunătățită cu ultrasunete
Combinația dintre ultrasunetele de mare putere și extractoarele cu fluid supercritic (SFE) este o metodă foarte eficientă și curată de accelerare și îmbunătățire a proceselor de transfer de masă. Transferul de masă dintre materia primă (de ex., materiale vegetale precum frunze, flori, muguri etc.) și solvent (de ex., CO2 supercritic) este factorul limitativ în procesele de extracție. Din cauza transferului de masă limitat, eficiența extracției este redusă. Pentru a compensa lipsa de eficiență, fie timpul de extracție trebuie mărit, fie trebuie sacrificat randamentul extracției.
Sonicarea de mare putere este o tehnologie bine dovedită pentru intensificarea reacțiilor lente prin îmbunătățirea transferului de masă între două faze. Prin vibrații intense, forțe de forfecare și turbulențe de agitare, ultrasunetele de putere expun materia primă de extracție la solvent cu o rată semnificativ crescută. Aceasta duce la randamente de extracție superioare și la un timp de extracție redus. Sonicarea îmbunătățește eficiența extracției oricărui tip de extractor cu fluid supercritic:
- prin creșterea randamentului
- prin scurtarea timpului de extracție
- prin reducerea presiunii necesare
- prin îmbunătățirea capacității globale de producție
UIP2000hdT (extractor cu ultrasunete) poate fi montat prin flanșă pe coloanele de extracție cu CO
Îmbunătățirea transferului de masă prin ultrasunete în procesele de extracție cu CO2 supercritic poate fi realizată cu ușurință prin implementarea în extractorul cu fluid supercritic a unei sonde cu ultrasunete de înaltă performanță, cum ar fi o Cascatrode. Sondele Hielscher Ultrasonics (cunoscute și sub denumirea de sonotrode cu ultrasunete) pot fi conectate prin etanșare standard cu flanșă și sunt compatibile cu conectori swedge lock. Acest lucru face instalarea și operarea simple și sigure. Ca toate ultrasonicatoarele Hielscher, cunoscute pentru robustețea și performanța lor continuă, un sistem odată instalat necesită întreținere redusă.
Ultrasonicatoarele și sondele Hielscher sunt disponibile pentru
- extractoare cu fluid supercritic la scară mică / de laborator
- scară semiindustrială
- scară industrială
Extractor cu ultrasunete implementat într-un sistem cu CO2 supercritic pentru îmbunătățirea transferului de masă. Acest lucru crește randamentul extracției și reduce timpul și temperatura de extracție.
figură și studiu: Hu et al. 2007
Studiu de caz privind extracția cu CO2 supercritic îmbunătățită cu ultrasunete
Extracția ghimbirului: Balachandran et al. (2006) au investigat eficiența extracției cu CO2 supercritic asistate de ultrasunete folosind ultrasonicatorul Hielscher UIP500hdT. Aceștia au studiat influența ultrasunetelor asupra extracției supercritice folosind ghimbir liofilizat. „Randamentul compușilor picanți din ghimbir crește semnificativ sub influența ultrasunetelor, cu îmbunătățiri de până la 30% spre sfârșitul perioadei de extracție.” (Balachandran et al. 2006)
Citiți mai multe despre extracția ghimbirului cu ultrasunete!
Imagini FESEM ale particulelor de ghimbir. (A) Experimente fără sonicare, (B) experimente cu sonicare folosind UIP500hdT .
Imagine și studiu: Balachandran et al. 2006
- intensifica transferul de masă în timpul SFE
- crește randamentele de extract
- accelera extracția SFE
- gestiona cu ușurință presiunile ridicate
- procesa diverse materii prime
- fi montate ulterior în sistemele SFE existente
- fi instalate flexibil
- fi controlate precis
- fi controlate de la distanță
- fi operate în siguranță
Extractoare cu ultrasunete de mare putere pentru extracția cu fluid supercritic
Ultrasonicatoarele Hielscher pot fi implementate cu ușurință în orice extractor obișnuit cu CO2 supercritic pentru a îmbunătăți transferul de masă și, astfel, a crește randamentul extracției.
Sondele cu ultrasunete de tip CascatrodeTM sunt deosebit de potrivite pentru integrarea într-un extractor cu CO2 deoarece sondele Cascatrode de la Hielscher oferă o suprafață mare, care emite cavitație puternică în rezervoarele mari ale sistemelor de extracție cu CO2 și pot astfel procesa cu ușurință volume mari. Procesoarele industriale cu ultrasunete robuste și fiabile de la Hielscher Ultrasonics pot furniza amplitudini foarte mari. Amplitudini de până la 200µm pot fi rulate cu ușurință în mod continuu, în regim 24/7. Pentru amplitudini și mai mari, sunt disponibile sonotrode cu ultrasunete personalizate. Funcționarea continuă și fiabilă la amplitudini mari, precum și robustețea și întreținerea redusă a extractoarelor cu ultrasunete Hielscher le fac echipamentul ideal pentru implementarea în extractoarele de cercetare-dezvoltare și comerciale cu CO2 supercritic / subcritic.
- performanță ridicată continuă
- funcționare 24/7/365
- control precis al procesului
- robustețe
- întreținere redusă
- operare sigură și ușoară
- control de la distanță prin browser
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație privind capacitatea aproximativă de procesare a ultrasonicatoarelor noastre:
| Volumul lotului | Debit | Dispozitive recomandate |
|---|---|---|
| 10 până la 2000mL | 20 până la 400mL/min | UP200St, UP400St |
| 0,1 până la 8L | 0,2 până la 2L/min | UIP500hdT |
| 0,1 până la 20L | 0,2 până la 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 până la 100L | 2 până la 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 până la 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | mai mare | cluster de UIP16000 |
Contactați-ne! / Întrebați-ne!
Literatură de specialitate / Referințe bibliografice
- S. Balachandran, S.E. Kentish, R. Mawson, M. Ashokkumar (2006): Ultrasonic enhancement of the supercritical extraction from ginger. Ultrasonics Sonochemistry
Volume 13, Issue 6, Sept. 2006. 471-479. - Yanxiang Gao, Bence Nagy, Xuan Liu, Béla Simándi, Qi Wang (2009): Supercritical CO2 extraction of lutein esters from marigold (Tagetes erecta L.) enhanced by ultrasound. The Journal of Supercritical Fluids. Volume 49, Issue 3, 2009. 345-350.
- E. Riera, A. Blanco, J. García, J. Benedito, A. Mulet, J. A. Gallego-Juárez, M. Blasco (2010): High-power ultrasonic system for the enhancement of mass transfer in supercritical CO2 extraction processes. Ultrasonics, 50, 2010, 306-309.
- Ai-jun Hu, Shuna Zhao, Hanhua Liang, Tai-qiu Qiu, Guohua Chen (2007): Ultrasound assisted supercritical fluid extraction of oil and coixenolide from adlay seed. Ultrasonics Sonochemistry Volume 14, Issue 2, Feb. 2007. 219-224.
Ultrasunete de înaltă performanță! Gama de produse Hielscher acoperă întregul spectru, de la ultrasonicatorul compact de laborator și unitățile de banc până la sistemele cu ultrasunete complet industriale.