استخراج توربو من القرفة مع الموجات فوق الصوتية

استخراج القرفة التقليدية يستغرق وقتا طويلا وغير فعال نسبيا. استخراج بالموجات فوق الصوتية هو عملية بسيطة، ولكن عالية الكفاءة تكثيف التقنية التي تقلل من وقت الاستخراج إلى بضع ساعات ويزيد في وقت واحد من إنتاج زيت القرفة الأساسي.

تحسين استخراج القرفة مع الموجات فوق الصوتية

يتم تحقيق الاستخراج التقليدي لزيت القرفة الأساسي عن طريق التقطير بالبخار لحاء القرفة والأوراق. التقطير بالبخار التقليدي بطيء للغاية ويستغرق وقتا طويلا. كلما زاد المحصول المستهدف لزيت القرفة ، زاد التقطير بالبخار ، مما يعني أن التقطير بالبخار لغلاية من أوراق القرفة يمكن أن يستغرق ما يصل إلى 12 ساعة ، في حين أن التقطير بالبخار لحاء القرفة يمكن أن يستغرق أكثر من 24 ساعة. استخراج بالموجات فوق الصوتية كسر هياكل الخلية من لحاء القرفة ويترك حتى يتم إطلاق زيت القرفة بسرعة وبشكل كامل. يعمل الاستخراج بالموجات فوق الصوتية على تسريع عملية التقطير بالبخار بشكل كبير ، مما يقلل من وقت المعالجة من يوم كامل إلى بضع ساعات مع زيادة محصول زيت القرفة الأساسي.
استخراج بالموجات فوق الصوتية يطلق مجموعة كاملة من مركبات القرفة العطرية ، بما في ذلك سينامالديهيد ، لينالول ، الأوجينول ، وحمض سيناميك. إن إعطاء مستخلص كامل الطيف من مركبات الزيوت الأساسية عالية الجودة هو سبب الجودة الفائقة لزيوت القرفة المستخرجة بالموجات فوق الصوتية. خاصة سينامالديهيد ، المركب العضوي الرئيسي يعطي القرفة نكهتها ورائحتها المميزة. بما أن صوتنة هي معالجة غير حرارية ، يتم منع مركبات الزيت العطري من التدهور الحراري. لذلك ، ينتج الاستخراج بالموجات فوق الصوتية زيوت أساسية كثيفة الرائحة تلبي أعلى معايير الجودة.
يمكن تطبيق استخراج بالموجات فوق الصوتية على لحاء القرفة والأوراق. زيت أوراق القرفة له رائحة أقوى بالمقارنة مع زيت اللحاء. تحتوي أوراق القرفة على كميات عالية من الأوجينول.

لماذا يتفوق الاستخراج بالموجات فوق الصوتية في التقطير بالبخار

لإنتاج الزيوت الأساسية من القرفة عن طريق التقطير بالبخار ، يجب أولا إطلاق الزيوت الأساسية من مصفوفة النبات (أي الخلايا النباتية في أوراق القرفة أو اللحاء). في التقطير بالبخار ، يتم غلي مادة نبات القرفة لمدة تصل إلى 24 ساعة في الغلايات. الحرارة وحدها غير فعالة نسبيا في كسر هياكل الخلايا وإطلاق الزيوت الأساسية المحاصرة. بشكل عام ، لا يؤدي الغليان إلى إطلاق الزيوت الأساسية المحاصرة تماما ويتم إهدار كميات أكبر من الزيوت المتبقية ، حيث لم يتم استخراجها. بعد عملية استخراج الحرارة ، سيتم التقطير بالبخار. لذلك ، يتم غلي خليط من سائلين غير قابلين للامتزاج (أي الزيت العطري والماء). يبدأ الخليط في الغليان عندما يساوي ضغط البخار المشترك 760 ملم زئبق. وبالتالي فإن درجة غليان خليط من الماء والزيت العطري ستكون أقل من نقطة غليان أي من المكونين بشكل منفصل. التقطير المائي التقليدي له عيوب كبيرة: عملية الغليان والتبخير الطويلة تستغرق وقتا طويلا واستهلاكا للطاقة.
استخراج بالموجات فوق الصوتية يعمل عن طريق التجويف الصوتي. يحدث التجويف الصوتي ، عندما تكون الموجات فوق الصوتية ذات الطاقة مقترنة بسائل (على سبيل المثال ، تعليق يتكون من مادة نباتية في مذيب أو ماء). تنتقل الموجات فوق الصوتية عبر السائل مسببة دورات الضغط العالي / الضغط المنخفض بالتناوب. خلال دورات الضغط المنخفض ، يتم إنشاء فقاعات فراغ دقيقة (ما يسمى فقاعات التجويف) ، والتي تنمو على مدى عدة دورات ضغط. عند حجم معين ، عندما لا تستطيع الفقاعات امتصاص المزيد من الطاقة ، فإنها تنفجر بعنف خلال دورة الضغط العالي. يتميز انفجار الفقاعة بقوى تجويف شديدة ، بما في ذلك الاضطرابات الدقيقة والتيارات السائلة بسرعات تصل إلى 100 م / ث. تعرف تأثيرات القص التجويفية هذه أيضا باسم التأثيرات الميكانيكية. يحدث الاستخراج بالموجات فوق الصوتية للجزيئات النشطة بيولوجيا بشكل رئيسي بسبب التأثيرات الميكانيكية: التحريض والاضطرابات تعطل الخلايا وتعزز نقل الكتلة. هذا يعني أن الجزيئات النشطة حيويا مثل الزيوت الأساسية والبوليفينول والتربين والقنب تنطلق من مصفوفة الخلايا النباتية إلى المذيب.
ميزة الاستخراج بالموجات فوق الصوتية على طريقة الغليان والتقطير بالبخار التقليدية هي الاستخراج العالي نسبيا للزيوت الأساسية والمركبات العضوية الأخرى في وقت أقصر بكثير. تتجنب غلة الاستخراج الأعلى إهدار المواد الخام وتجعل الاستخراج أكثر ربحا. توفير الوقت والطاقة التي تحققت عن طريق استخراج بالموجات فوق الصوتية كبيرة. كطريقة غير حرارية ، يمنع الاستخراج بالموجات فوق الصوتية المركبات الحساسة للحرارة من التدهور الناجم عن الحرارة.
تعد درجات الحرارة المعتدلة ووقت المعالجة القصير من المزايا الرئيسية للاستخراج بالموجات فوق الصوتية حيث يتم منع التحلل الحراري للمستخلصات الطبيعية. هذا يجعل استخراج بالموجات فوق الصوتية عالية الكفاءة ، وبالتالي ، يعطي صوتنة الزيوت الأساسية ذات جودة عالية.

دراسات حالة لاستخراج القرفة بالموجات فوق الصوتية

اعتمدت الأبحاث والصناعة بالفعل استخراج بالموجات فوق الصوتية لإنتاج الزيوت الأساسية عالية الجودة من العديد من النباتات بما في ذلك أوراق القرفة واللحاء.

التقطير المائي بالموجات فوق الصوتية للقرفة

Chen et al. (2020) التحقيق في التقطير المائي المروج بالموجات فوق الصوتية وخلص إلى أن الصوتنة حسنت عملية التقطير بشكل كبير. قدم التقطير بالبخار بالموجات فوق الصوتية غلات أعلى من زيت القرفة في غضون وقت استخراج منخفض بشكل كبير. باستخدام تحليل GC-MS ، أظهروا أن التقطير المائي بمساعدة الموجات فوق الصوتية يوفر زيتا أساسيا أكثر قيمة مع نسبة عالية من المركب الرئيسي trans-cinnamaldehyde مقارنة بالتقطير المائي التقليدي. أكد المسح المجهري الإلكتروني (SEM) كفاءة الصوتنة لاستخراج زيت القرفة. بالإضافة إلى ذلك ، يظهر تحليل الاستهلاك الكهربائي وانبعاث CO2 أن عملية التقطير المائي بمساعدة الموجات فوق الصوتية هي النهج الأكثر اقتصادا وصديقة للبيئة. لذلك ، يلخص Chen et al. أن التقطير المائي بمساعدة الموجات فوق الصوتية هو تقنية فعالة وخضراء لاستخراج زيت القرفة الأساسي ، والتي يمكن أن تحسن كمية ونوعية زيوت القرفة.

استخراج القرفة بالموجات فوق الصوتية باستخدام المذيبات سهلة الانصهار العميقة

وقد ثبت أن الاستخراج بالموجات فوق الصوتية باستخدام مذيبات سهلة الانصهار العميقة هو تقنية متفوقة لاستخراج غلات عالية من سينامالدهيد والكومارين من لحاء القرفة.
أعطت الطريقة في ظل الظروف المثلى محتوى أعلى من سينامالدهيد والكومارين من تلك التي تم الحصول عليها من الطرق التقليدية (الارتجاع ، السوشليت والنقع) باستخدام المذيبات العضوية (96٪ إيثانول). تم العثور على الظروف المثلى لاستخراج بالموجات فوق الصوتية باستخدام المذيبات الطبيعية سهلة الانصهار العميقة لتكون كلوريد الكولين حامض الستريك (ChCl-CA) مع إضافة الماء 40٪ ووقت استخراج 30 دقيقة لاستخراج عبر سينامالدهيد (9.24 ± 0.01 ملغ / غرام) والكومارين (11.6 ± 0.11 ملغ / غرام) من لحاء القرفة (C. burmannii بلوم). يجب إجراء مزيد من التحقيق لاستكشاف النشاط الدوائي للسينامالديهيد والكومارين من لحاء القرفة. (راجع آرياتي وآخرون 2020)

الصورة السطحية لحاء القرفة باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح 1000x التكبير ؛ مسحوق مجفف (أ) ؛ بعد استخراج النقع (ب) ؛ بعد استخراج الارتجاع (C) ؛ بعد استخراج Soxhlet (د) ؛ بعد الاستخراج باستخدام NADES-UAE ChCl-CA (e).
دراسة وصورة بواسطة Aryati et al. 2020

مستخلصات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء

استخراج بالموجات فوق الصوتية هو تقنية معالجة موثوقة ، والتي تسهل وتسريع إنتاج الزيوت الأساسية عالية الجودة. تغطي محفظة Hielscher Ultrasonics مجموعة كاملة من الموجات فوق الصوتية مختبر المدمجة لأنظمة الاستخراج الصناعية. وبالتالي، ونحن في Hielscher يمكن أن نقدم لكم الموجات فوق الصوتية الأنسب لقدرة العملية المتوخاة الخاصة بك. سيساعدك موظفونا ذوو الخبرة الطويلة من اختبارات الجدوى وتحسين العملية إلى تركيب نظام الموجات فوق الصوتية الخاص بك على مستوى الإنتاج النهائي.
إن بصمة القدم الصغيرة لمستخرجاتنا بالموجات فوق الصوتية بالإضافة إلى تعدد استخداماتها في خيارات التثبيت تجعلها تتناسب حتى مع مرافق المعالجة ذات المساحات الصغيرة. يتم تثبيت المعالجات بالموجات فوق الصوتية في جميع أنحاء العالم في مرافق إنتاج الأغذية والأدوية والمكملات الغذائية.

Hielscher Ultrasonics – معدات استخراج متطورة

Hielscher الفوق صوتيات محفظة المنتجات تغطي مجموعة كاملة من مستخلصات الموجات فوق الصوتية عالية الأداء من الصغيرة إلى الكبيرة الحجم. تسمح الملحقات الإضافية بالتجميع السهل لتكوين جهاز الموجات فوق الصوتية الأنسب لعملية الاستخراج. يعتمد الإعداد الأمثل بالموجات فوق الصوتية على السعة المتوخاة أو الحجم أو المواد الخام أو الدفعة أو العملية المضمنة والجدول الزمني.

دفعة ومضمنة

Hielscher الموجات فوق الصوتية يمكن استخدامها لمعالجة دفعة وتدفق مستمر من خلال. تعد معالجة الدفعات بالموجات فوق الصوتية مثالية لاختبار العملية والتحسين ومستوى الإنتاج الصغير إلى المتوسط الحجم. لإنتاج كميات كبيرة من النباتات (مثل أوراق القرفة واللحاء) ، قد تكون المعالجة المضمنة أكثر فائدة. في حين أن التجميع لا يتطلب سوى إعداد بسيط للغاية ، إلا أنه يتطلب وقتا طويلا وعمالة مكثفة. تتطلب عملية الاستخراج المضمنة المستمرة إعدادا متطورا – تتكون من مضخة أو خراطيم أو أنابيب وخزانات - لكنها أكثر كفاءة وأسرع وتتطلب عمالة أقل بكثير. Hielscher الفوق صوتيات لديه الإعداد استخراج الأنسب لحجم استخراج الخاص بك وأهداف العملية.

مستخلصات بالموجات فوق الصوتية لكل سعة منتج

تغطي مجموعة منتجات Hielscher Ultrasonics مجموعة كاملة من المعالجات بالموجات فوق الصوتية من الموجات فوق الصوتية مختبر المدمجة على مقاعد البدلاء وأنظمة تجريبية إلى معالجات الموجات فوق الصوتية الصناعية بالكامل مع القدرة على معالجة حمولات الشاحنات في الساعة. تتيح لنا مجموعة المنتجات الكاملة أن نقدم لك أنسب مستخرج بالموجات فوق الصوتية للمواد الخام وقدرة العملية وأهداف الإنتاج.
تعتبر أنظمة الطاولة بالموجات فوق الصوتية مثالية لاختبارات الجدوى وتحسين العملية. إن التوسع الخطي القائم على معلمات العملية المحددة يجعل من السهل جدا زيادة قدرات المعالجة من القطع الأصغر إلى الإنتاج التجاري الكامل. يمكن إجراء الترقية إما عن طريق تثبيت وحدة مستخرج بالموجات فوق الصوتية أكثر قوة أو تجميع العديد من الموجات فوق الصوتية بالتوازي. مع UIP16000، Hielscher يقدم أقوى مستخرج بالموجات فوق الصوتية في جميع أنحاء العالم.

سعات يمكن التحكم فيها بدقة للحصول على أفضل النتائج

جميع الموجات فوق الصوتية Hielscher يمكن التحكم فيها بدقة وبالتالي خيول عمل موثوقة في الإنتاج. السعة هي واحدة من معلمات العملية الحاسمة التي تؤثر على كفاءة وفعالية استخراج الزيوت الأساسية بالموجات فوق الصوتية من القرفة.
جميع Hielscher الفوق صوتيات’ تسمح المعالجات بالإعداد الدقيق للسعة. Sonotrodes وأبواق التعزيز هي الملحقات التي تسمح لتعديل السعة في نطاق أوسع. يمكن لمعالجات الموجات فوق الصوتية الصناعية من Hielscher تقديم سعات عالية جدا وتقديم كثافة الموجات فوق الصوتية المطلوبة للتطبيقات الصعبة. يمكن تشغيل السعات التي تصل إلى 200 ميكرومتر بسهولة بشكل مستمر في عملية 24/7.
تمنحك إعدادات السعة الدقيقة والمراقبة الدائمة لمعلمات العملية بالموجات فوق الصوتية عبر البرامج الذكية إمكانية معالجة أوراق القرفة واللحاء بأكثر ظروف الموجات فوق الصوتية فعالية. صوتنة الأمثل للحصول على أفضل نتائج استخراج!
متانة معدات الموجات فوق الصوتية Hielscher يسمح لعملية 24/7 في الخدمة الشاقة وفي البيئات الصعبة. هذا يجعل معدات الموجات فوق الصوتية Hielscher أداة عمل موثوقة تلبي متطلبات الاستخراج الخاصة بك.

اختبار سهل وخالي من المخاطر

يمكن أن تكون عمليات الموجات فوق الصوتية خطية بالكامل. هذا يعني أن كل نتيجة حققتها باستخدام مختبر أو جهاز الموجات فوق الصوتية على مقاعد البدلاء ، يمكن تحجيمها إلى نفس الإخراج بالضبط باستخدام نفس معلمات العملية بالضبط. وهذا يجعل الموجات فوق الصوتية مثالية لاختبار الجدوى خالية من المخاطر ، وتحسين العملية والتنفيذ اللاحق في التصنيع التجاري. اتصل بنا لمعرفة كيف يمكن أن تزيد صوتنة إنتاج مستخلص القرفة.

أعلى جودة – صمم وصنع في ألمانيا

كشركة عائلية وتديرها عائلة ، تعطي Hielscher الأولوية لأعلى معايير الجودة لمعالجاتها بالموجات فوق الصوتية. تم تصميم جميع الموجات فوق الصوتية وتصنيعها واختبارها بدقة في مقرنا الرئيسي في Teltow بالقرب من برلين ، ألمانيا. متانة وموثوقية معدات الموجات فوق الصوتية Hielscher جعلها حصان العمل في الإنتاج الخاص بك. عملية 24/7 تحت حمولة كاملة وفي البيئات الصعبة هي سمة طبيعية لخلاطات Hielscher عالية الأداء.

يمنحك الجدول أدناه مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزة الموجات فوق الصوتية لدينا: