L'estrazione vegetale separa composti attivi specifici dalle materie prime vegetali. Questi composti estratti sono ampiamente applicati nell'industria farmaceutica, alimentare, cosmetica e degli oli essenziali. La scelta dell'attrezzatura per l'estrazione è determinata dal metodo di estrazione adottato, dalle proprietà della materia prima e dai requisiti del prodotto finale. Di seguito sono elencate le attrezzature per l'estrazione delle piante più comunemente utilizzate.
1. Maceratori
I maceratori vengono utilizzati per macinare e sminuzzare i materiali vegetali. Il processo di frantumazione aumenta la superficie specifica delle materie prime, migliorando significativamente l'efficienza di estrazione. Questo tipo di attrezzatura comprende sia modelli manuali che automatizzati, con esempi tipici come frullatori commerciali e trituratori di materiali.
2. Estrattori di solventi
Gli estrattori con solventi utilizzano solventi-industriali o di grado alimentare, tra cui etanolo, esano e acqua purificata. I solventi dissolvono completamente i principi attivi nelle piante e separano i composti target dai residui vegetali solidi. L'attrezzatura ausiliaria di supporto è attrezzata per diversi requisiti di processo:
Evaporatori rotanti: Rimuovere i solventi residui dopo l'estrazione per ottenere estratti vegetali altamente concentrati.
Estrattori Soxhlet: classiche apparecchiature da laboratorio e per la produzione su-scala su piccola scala che realizzano la circolazione continua di solventi e l'estrazione ripetuta di campioni di piante.
Estrattori di fluidi supercritici (SFE): adotta la CO₂ supercritica come mezzo di estrazione, particolarmente adatto per l'estrazione di oli essenziali di elevata-purezza e sostanze delicate termicamente sensibili.
3. Unità di distillazione a vapore
Le unità di distillazione a vapore sono attrezzature professionali per l'estrazione di oli essenziali vegetali. Il vapore penetra nei materiali vegetali per vaporizzare i componenti dell'olio essenziale. Un set completo di apparecchiature è costituito da una caldaia a vapore, un pallone di distillazione, un condensatore e un imbuto separatore. La caldaia genera vapore ad alta-temperatura, il pallone di distillazione contiene le materie prime vegetali, il condensatore raffredda il vapore di petrolio-gas portandolo allo stato liquido e l'imbuto separatore infine raccoglie e separa i distillati di oli essenziali.
4. Macchine per stampa a freddo
Le macchine per la spremitura a freddo estraggono gli oli vegetali attraverso la pura pressatura fisico-meccanica senza riscaldamento ad alta-temperatura. Trovano largo impiego per l'estrazione dell'olio da semi, frutti e bucce, particolarmente indicati per agrumi e olive. I tipi comuni includono presse idrauliche e presse a vite.
5. Estrattori ad ultrasuoni
Gli estrattori ad ultrasuoni utilizzano onde di vibrazione ultrasoniche per colpire e agitare le cellule vegetali, rompendo le strutture delle pareti cellulari e rilasciando oli essenziali interni e composti bioattivi nel solvente. Questo processo di estrazione è efficiente e veloce e protegge efficacemente i delicati principi attivi dai danni.
6. Concentratori sotto vuoto
I concentratori sotto vuoto funzionano in un ambiente sottovuoto a bassa-pressione per rimuovere i solventi a basse temperature. La condizione di lavoro a bassa-temperatura protegge perfettamente i composti attivi-sensibili al calore e vengono comunemente utilizzati per il post-trattamento di prodotti liquidi di estrazione e distillazione.
7. Attrezzatura di filtraggio
Le apparecchiature di filtrazione vengono utilizzate principalmente per separare i residui vegetali solidi dagli estratti liquidi per purificare i prodotti di estrazione grezzi. Le filtropresse sono applicabili alla produzione industriale su larga-scala, mentre i filtri a membrana possono ottenere una filtrazione più fine e una maggiore purezza del prodotto.
8. Centrifughe
Le centrifughe separano gli estratti target dai residui vegetali e rimuovono minuscole impurità in base alle differenze di densità delle sostanze. Le centrifughe ad alta-velocità sono ampiamente utilizzate per la purificazione di estratti e sospensioni vegetali grazie alla loro elevata precisione di separazione.
9. Evaporatori rotanti (Rotavap)
Gli evaporatori rotanti rimuovono i solventi residui in condizioni di pressione ridotta e bassa-temperatura, evitando così efficacemente il deterioramento dei principi attivi e ottenendo estratti puliti e di elevata-purezza. Sono apparecchiature di supporto standard dopo i processi di estrazione del solvente e distillazione.
10. Liofilizzatori (liofilizzatori)
I liofilizzatori realizzano la rimozione di solventi e acqua tramite sublimazione sotto vuoto senza riscaldamento ad alta-temperatura. L'apparecchiatura prima congela completamente gli estratti vegetali, quindi fa sublimare l'acqua interna in un ambiente sottovuoto, che mantiene al massimo l'attività dei composti sensibili al calore.
11. Unità di idrodistillazione
Le unità di idrodistillazione condividono principi di funzionamento simili con le apparecchiature di distillazione a vapore, ma utilizzano direttamente l'acqua purificata come mezzo di estrazione. Sono l'attrezzatura preferita per l'estrazione degli oli essenziali da fiori, erbe e semi di piante.
12. Estrattori di enzimi
Gli estrattori di enzimi utilizzano enzimi biologici specifici per degradare le pareti cellulari delle piante, rilasciando così completamente i composti bioattivi intracellulari. Questa tecnologia è ampiamente applicata nella lavorazione di frutta e verdura, con applicazioni mature nell'industria alimentare e delle bevande.
In generale, la scelta dell'attrezzatura per l'estrazione delle piante dipende da tre fattori fondamentali: tipo di materiale vegetale, ingredienti estratti target e scala di produzione (test di laboratorio, piccolo progetto pilota o produzione di massa industriale).