O princípio de funcionamento e as vantagens da tecnologia de extração ultrassônica

A tecnologia de extração ultrassônica é a técnica preferida para isolar compostos bioativos de plantas. O ultrassom refere-se às ondas sonoras mecânicas com frequências acima de 20 kHz, mas inferiores a 10 MHz. A extração ultrassônica normalmente usa uma faixa de frequência menor (16 kHz - 100 kHz), pois frequências mais altas podem levar ao excesso de energia, o que pode levar à degradação de componentes ativos nas estruturas da planta.

A sonicação permite a extração completa, resultando em altos rendimentos de extração em tempos de extração muito curtos. Como um método de extração eficiente, a extração ultrassônica economiza custo e tempo enquanto produz extratos de alta qualidade - para uso em alimentos, suplementos e produtos farmacêuticos.

01 Como funciona

A extração ultrassônica é baseada no princípio de funcionamento da cavitação ultrassônica e é um tratamento puramente mecânico. Semelhante aos misturadores de alto cisalhamento, os sonotrodos geram forças mecânicas de cisalhamento apenas no meio do processo. A extração ultrassônica em si é uma técnica de extração livre não - térmica, química -.

A cavitação ultrassônica é a cavitação sônica ou ultrassônica que ocorre em alta potência, com base em ciclos repetidos de alta e baixa pressão. Os ciclos alternados de alta e baixa pressão de sonicação 20.000 vezes por segundo criam intensas forças de cisalhamento e jatos de líquido. Este estresse extremo supera a seletividade da membrana, perfura e rompe a parede celular e resulta em transporte de alta qualidade entre a célula interna e o solvente circundante. Com extração ultrassônica, rendimentos mais altos e tempos de extração mais curtos podem ser alcançados. Como a extração ultrassônica é um processo repetível, os resultados da extração podem ser repetidos para uma qualidade de extração padronizada.

A cavitação ultrassônica pode levar localmente a condições extremas, como pressões diferenciais muito altas e altas forças de cisalhamento. Quando bolhas de cavitação estouram na superfície de sólidos (por exemplo, partículas, células vegetais, tecidos, etc.), micro jatos - e colisões entre partículas - podem produzir efeitos como ruptura de partículas, sonoporação (perfuração de paredes e membranas celulares) e celularidade . Além disso, o estouro de bolhas de cavitação em meio líquido cria turbulência e agitação, o que facilita a transferência de massa entre o interior da célula e o solvente circundante. A radiação ultrassônica é uma forma eficiente de potencializar os processos de transferência de massa, pois o ultrassom induz a cavitação e seus mecanismos associados, como micromovimentos induzidos por jatos de líquido, compressão e descompressão em materiais e consequente ruptura da parede celular.

02Vantagens

A extração ultrassônica pode reduzir a quantidade de solvente e tornar a quantidade de solvente mais suave. Isso significa que a extração ultrassônica melhora os rendimentos de extração e resulta em extratos mais saudáveis. Isso se deve à sua característica de operar em baixa temperatura, o que pode não só reduzir a perda de calor devido a fatores de temperatura, mas também evitar a vaporização de substâncias devido aos baixos pontos de ebulição e manter as substâncias biologicamente ativas. A extração ultrassônica é uma aplicação simples, segura e controlável com precisão. Como um método de extração térmica não -, a sonicação pode ser realizada em baixa temperatura, evitando assim a degradação de substâncias termicamente sensíveis e termicamente instáveis. A extração ultrassônica também é capaz de reduzir bastante o tempo de produção, pois o ultrassom itinerante rompe as paredes celulares, reduzindo assim o tempo de transferência de ingredientes ativos do material vegetal para o solvente.

03 O efeito da extração ultrassônica

Ruptura celular ultrassônica e transferência de massa aumentada O ultrassom pode auxiliar o processo de extração por ruptura celular e transferência de massa aprimorada na camada limite ao redor da matriz sólida. Como uma perfuração das paredes e membranas celulares, o ultrassom pode aumentar a permeabilidade das paredes e membranas celulares, geralmente um passo intermediário antes que as células sejam completamente destruídas pelo ultrassom.

Efeitos mecânicos da cavitação induzida por ultrassom -, como diferenças de calor e pressão, ondas de choque, forças de cisalhamento, jatos de líquido e microfluídica, aumentam a penetração do solvente no interior das células e melhoram a transferência de massa entre células e solventes, permitindo que o material intercelular seja transferido ao solvente.

04 Resumo

A tecnologia de extração ultrassônica usa a cavitação produzida por ondas ultrassônicas para extrair ingredientes ativos das plantas. Em comparação com os métodos de extração convencionais, os métodos de extração assistida por ultrassom - tornam-se mais atraentes devido às suas várias vantagens, como baixo consumo de energia, tempos de extração curtos, menor destruição de compostos ativos e altos rendimentos de extração.