Hielscher تكنولوجيا الموجات فوق الصوتية

استخراج بالموجات فوق الصوتية من الكافيين

باستخدام الموجات فوق الصوتية هي وسيلة فعالة لاستخراج مادة الكافيين والمركبات النشطة الأخرى من القهوة. أجهزة الموجات فوق الصوتية القوية تساعد عملية الاستخراج في حين تعظيم العائد وتقصير وقت المعالجة.
القهوة - المصنوع من حبوب البن المحمص – هو الشراب شعبية جدا التي يتم استهلاكها في جميع أنحاء العالم. وعلاوة على ذلك لتأثير vitalizing في حال استهلكت كمشروب منبه، ومركبات القهوة هي التي تهم الأغذية والأدوية (مثل في مسكنات الألم) و صناعة مستحضرات التجميل كما تستخدم كإضافات قيمة في مختلف المنتجات. هذا ينطبق بشكل خاص على الكافيين (1،3،7-ثلاثي الميثيل زانثين) ومضادات الأكسدة، والتي هي معروفة لآثار إيجابية على صحة الإنسان. يحتوي القهوة، من بين أمور أخرى، diterpenes الفينول مثل cafestol وقهويول، والأحماض الاسكوربيك، والتي هي معروفة لنشاط مضادات الأكسدة لها. وتشير الدراسات الوبائية أن المكونات القهوة قد يكون لها تأثير وقائي على العديد من الأمراض المزمنة، بما في ذلك نوع 2 من داء السكري، ومرض الزهايمر ومرض باركنسون، وأمراض الكبد مثل تليف الكبد وسرطان الكبد.
الموجات فوق الصوتية هي أداة معروفة ومجربة في العديد من التطبيقات في مختلف الصناعات. A التطبيق الناجح جدا هو بالموجات فوق الصوتية استخلاص. وبالتالي، فإن الآثار التجويف بالموجات فوق الصوتية على المواد خلية تسبب اضطراب الخلايا والافراج عن النظر داخل الخلايا.
صوتنة، والكافيين وغيرها من المركبات القهوة يمكن استخراجه بكفاءة عالية.

التركيب الكيميائي من الكافيين

بالموجات فوق الصوتية عالية الطاقة

لضمان فهم أكثر سهولة من الموجات فوق الصوتية بمساعدة إجراء الاستخراج، ويجب أن أوضح تأثير الموجات فوق الصوتية في السوائل.
الموجات فوق الصوتية – قدم في السوائل – يسبب تأثيرات محتملة للغاية. عند صوتنة السوائل بكثافة عالية ، تؤدي الموجات الصوتية التي تنتشر إلى الوسائط السائلة إلى دورات متناوبة من الضغط العالي (الضغط) ودورات الضغط المنخفض (نادرة) ، مع معدلات تعتمد على التردد. أثناء دورة الضغط المنخفض ، تنتج الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة فقاعات فراغ صغيرة أو فراغات في السائل. عندما تصل الفقاعات إلى حجم لا تستطيع عنده امتصاص الطاقة ، فإنها تنهار بشكل عنيف خلال دورة الضغط العالي. هذه الظاهرة تسمى التجويف. خلال انهيار درجات حرارة عالية جدا (حوالي 5،000K) والضغوط (حوالي 2،000atm) وصلت محليا. وانهيار فقاعة التجويف النتائج أيضا في طائرات السائل لمدة تصل إلى 280M / ث سرعة. [Suslick 1998] بواسطة هذه القوى المتطرفة يحدث sonolysis، تتعطل جدران الخلايا، ويتم استخراج المواد داخل الخلايا.

بالموجات فوق الصوتية التجويف ولدت في القرن من UIP1500hd - جهاز الموجات فوق الصوتية 1.5KW. لتحسين الرؤية، وقد مضيئة السائل مع الضوء الأزرق من الجزء السفلي من العمود الزجاج.

التجويف بالموجات فوق الصوتية في السائل

الاستخراج بمساعدة الموجات فوق الصوتية هو بديل رخيص وبسيط وفعال مقارنة بأساليب الاستخراج التقليدية. المزايا الرئيسية للموجات فوق الصوتية في استخراج الصلبة والسائلة وتشمل زيادة مردود استخراج وحركية أسرع. الاستخراج بالموجات فوق الصوتية هي تقنية مستخدمة بشكل متكرر لاستخراج المواد النباتية باستخدام المذيبات السائلة وقد ثبت أنها عملية استخراج سريعة وكاملة مقارنة بالطرق التقليدية لأن مساحة السطح بين الطور الصلب والسائل أكبر بشكل كبير بسبب خلل الخلية وتشتت الجسيمات.
من خلال استخدام sonication أيضا يمكن تخفيض درجة حرارة التشغيل ، مما يسمح لاستخراج مكونات حساسة للحرارة. مقارنة مع تقنيات استخراج الرواية الأخرى مثل الاستخراج بمساعدة الميكروويف ، جهاز الموجات فوق الصوتية أرخص ، وتشغيله أسهل. علاوة على ذلك ، يمكن استخدام الاستخلاص المساعد فوق الصوتي مع أي مذيب ، مثل استخلاص Soxhlet ، لاستخراج مجموعة واسعة من المركبات الطبيعية. [وانج وآخرون. 2006] عند الضرورة ، تتوفر أنظمة واقية من الانفجار لقدرات العمليات الصناعية.
وهناك ميزة كبيرة من الموجات فوق الصوتية هو التأثير على المعلمات معالجة أهم: السعة، والوقت، ودرجة الحرارة، والضغط، واللزوجة. وبالتالي، فإن عملية استخراج يمكن أن يكون الأمثل لضمان أن هيكل مقتطفات لا تتلف.

بالموجات فوق الصوتية استخراج القهوة المركبات

استخراج بمساعدة الموجات فوق الصوتية هو طريقة شائعة تستخدم لعزل المواد النشطة بيولوجيا من المواد النباتية [دونغ وآخرون. 2010]. وفيما يتعلق حبوب البن، والكافيين والمركبات الفينولية المضادة للأكسدة قد تكون المركبات الأكثر قيمة لاستخراج نظرا لتطبيقاتها واسعة في الأدوية والصناعات الغذائية. ولكن أيضا على مركبات الفلافونويد، حمض الكلوروجينيك وحمض الكافيك ومقتطفات والتي تستخدم كمواد مضافة.
باستخدام طرق الاستخراج التقليدية مثل الاستخلاص السائل-السائل في المذيبات ، تزداد كفاءة الاستخراج بشكل عام مع زيادة درجات حرارة الاستخراج. هذا يسبب في كثير من الأحيان الأضرار وفقدان جودة استخراج كما تؤثر درجة الحرارة على استقرار المركبات الفينولية.
تم إظهار الاستخلاص الصلب السائل بمساعدة الموجات فوق الصوتية كوسيلة فعالة لاستخراج الوقت. توفر قوى الموجات فوق الصوتية عالية القوة الطاقة اللازمة للاستخراج ، بحيث تحتاج إلى أقل أو حتى لا المذيبات. يمكن التحكم بدرجة الحرارة بشكل جيد حيث يمكن تبريد الدفعة الصوتية أو مفاعل الخلية التدفق بكفاءة (أو تسخين إذا لزم الأمر). بالنسبة لعمليات الاستخراج مع المذيبات ، توفر Hielscher Ultrasonics أنظمة الموجات فوق الصوتية ATEX و FM المعتمدة ضد الانفجار أيضًا.
بسبب قوى الاستخراج المكثفة للموجات فوق الصوتية ، لا تزال أيضًا أرضية القهوة المستهلكة (نفايات القهوة) مادة خام غنية بالمركبات القابلة للاستخراج. بما أن نفايات القهوة رخيصة ومتوفرة بكميات كبيرة ، فهي مادة خام مثالية لاستخراج المركبات النشطة المتبقية. على الرغم من أن محتوى الكافيين والمكونات الأخرى في نفايات القهوة أقل مما هو في مسحوق القهوة غير المستخدمة ، لا يزال هناك كمية كبيرة من المستخلصات. لتحرير هذه المركبات من سطح القهوة ، يصبح التأثير الكامل على معاملات المعالجة ذا أهمية خاصة. الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة قادرة على استخراج كميات عالية من المركب الفعال خلال فترة معالجة قصيرة.

Ultrasonication هو أسلوب ناجح لاستخراج المركبات النشطة والنكهات والمكونات داخل الخلايا الأخرى من خلايا النباتية.

بالموجات فوق الصوتية المعالج مضمنة UIP1500hd

طلب معلومات





استخراج الكافيين

يمكن المطالبة الكافيين المنشط الأكثر استهلاكا عادة. كما لا تستهلك الكافيين إلا عن طريق شرب القهوة يخمر، يتم استخدام استخراج مادة الكافيين في هذه الصناعة لعلاج منتج آخر مع الكافيين كمادة مضافة. وبذلك يصبح من الممكن لخلق القهوة أقوى أو لوضع المشروبات الغازية (مثل الكولا)، مشروبات الطاقة أو غيرها من المواد الغذائية (مثل الشوكولاته).
ولكن الكافيين لا يستخدم إلا كمادة مضافة في طعام إنتاج، بل هو مركب نشط هاما في الأدوية أيضا. تطبيق مشترك لاستخراج الكافيين مثل واختلاط في أدوية الصداع والشقيقة أو مسكنات الألم.
لاستخراج مادة الكافيين، وقلويد الرئيسي في القهوة، ultrasonication هي طريقة مناسبة. وانغ وزملاؤه [وانغ وآخرون. 2011] وجدت أن هناك حاجة سوى وقت قصير استخراج للوصول إلى حالة تشبع، إذا تم استخدام ultrasonication. وهذا يعني أن الموجات فوق الصوتية على درجة عالية من الكفاءة وتوفير الوقت تقنية من أجل الحصول على مادة الكافيين.

UP200St مع سونوترودي 14mm لصنع القهوة الباردة المشروب

المركبات العطرية ونكهة

مركبات القهوة المتطايرة هي جزء أثمن من حبوب القهوة المحمصة ويضفي القهوة لها نكهة فريدة من نوعها والعطر. جودة البن القابل للذوبان يمكن تحسينها بشكل كبير عن طريق إضافة زيوت القهوة تمتص الرائحة إلى مسحوق القهوة.
وأظهرت دراسة مقارنة ، فحص استخراج المركبات الفينولية من الفراولة ، أن الاستخراج بالموجات فوق الصوتية يسبب أقل تحلل من الفينولات وهو عملية استخراج أسرع بكثير مقارنة مع طرق الاستخراج الأخرى بما في ذلك المياه الصلبة والسائلة دون الحرجة والطريقة بمساعدة الميكروويف. [هيريرا وآخرون. 2005]
دراسة وانغ وزملاؤه [وانغ وآخرون. 2011] يدل على أن التردد المنخفض، وارتفاع الموجات فوق الصوتية الطاقة أكثر كفاءة لاستخراج نكهات القهوة. خاصة بالنسبة لل4 Tridecanone و2-ميثوكسي-3-Methylpyrazine، وجدوا استخراج بالموجات فوق الصوتية أكثر سهولة وكفاءة تقنية الحصول على عائدات استخراج عالية جدا. وعلاوة على ذلك، فإنه يظهر أن درجة الحرارة يجب ان تسيطر عليها كمكونات نكهة القهوة هي متقلبة جدا في درجات حرارة عالية. أنها حققت نتائج جيدة استخراج في نطاق درجات الحرارة بين 35 ~ 65 درجة مئوية تحت لوقت قصير نسبيا أشعة بالموجات فوق الصوتية.

استخراج الشاي

النتائج واستخراج بمساعدة بالموجات فوق الصوتية التي تحققت هي أيضا مناسبة لاستخراج مركبات الشاي (على سبيل المثال يورق الشاي الأخضر). وأظهرت دراسة أجراها شيا وآخرون. أظهرت محتوى أعلى بكثير من البوليفينول الشاي، الأحماض الأمينية والكافيين في الشاي ضخ المعالجة بالموجات فوق الصوتية من تلك التي حصلت عليها في استخراج التقليدية. وهذا يؤدي إلى نتائج أفضل خلال تقييم الحسية التي تبين: كانت نوعية الحسية من ضخ الشاي مع استخراج بالموجات فوق الصوتية بمساعدة أفضل من ضخ الشاي مع استخراج التقليدية. [شيا وآخرون. 2005]

ultrasonicators HIELSCHER، وعلى سبيل المثال UP200S (في الصورة)، ناجحة جدا لاستخراج المواد داخل الخلوية.

استخراج بالموجات فوق الصوتية من الأعشاب

استنتاج

وبمساعدة بالموجات فوق الصوتية استخلاص هو، لتوفير الوقت فعالة وطريقة السيطرة عليها لاستخراج المركبات النشطة من القهوة. المركبات الأكثر إثارة للاهتمام وقيمة هي الكافيين، والمواد المضادة للاكسدة مثل diterpenes الفينول (cafestol، قهويول)، والأحماض الاسكوربيك. وتستند هذه المزايا الرئيسية لاستخراج بمساعدة الموجات فوق الصوتية على النفوذ والسيطرة على المعلمات استخراج بالموجات فوق الصوتية.

مراجع الادب

  • تساو، CHUANHAI. وانغ لي. لين، شياو يانغ. Mamcarz، مالجورزاتا. تشانغ تشي. باى قه. نونغ، جاسون. سوسمان، وسام، Arendash، غاري (2011): الكافيين التآزر مع مكون آخر القهوة إلى زيادة البلازما GCSF: الربط إلى فوائد الإدراكي في الفئران الزهايمر. مجلة مرض الزهايمر 25/2، 2011. 323-335.
  • دونغ، Juane. ليو، Yuanbai. ليانغ، Zongsuo. وانغ، Weiling (2010): التحقيق في استخراج بمساعدة الموجات فوق الصوتية من حمض B salvianolic من سالفيا الجذر ميلتيورهيزا. الفوق Sonochemistry 17/1، 2010. 61-65.
  • هيريرا، M.C؛ وكي دي كاسترو، دكتوراه في الطب (2005): الموجات فوق الصوتية بمساعدة استخراج المركبات الفينولية من الفراولة قبل الفصل الكروماتوغرافي السائل والكشف عن الأشعة فوق البنفسجية الضوئي مجموعة. مجلة شروماتورابهي A، 1100، 2005. 1-7.
  • Higdon، جين V؛ فري، بالز (2006): القهوة والصحة: ​​مراجعة البحوث الإنسان الزوار. مراجعات نقدية في علوم الغذاء والتغذية، 46/2، 2006. 101-123.
  • Mussato، صولانج I؛ باليستيروس، لينا F .؛ مارتينز، سيلفيا. تيكسيرا، خوسيه ألف (2011): استخراج المركبات الفينولية المضادة للأكسدة من القهوة المستهلك. فصل والتكنولوجيا تنقية 83 / 2011. 173-179.
  • Sheu، شين رونغ. وانغ تشنغ تشي. تشانغ شنغ يو. يانغ لى تشن، جانغ، مينغ Jyi. تشنغ، بو جين (2009): تأثير عملية استخراج التصنيع على تركيز الكافيين. في: وقائع MultiConference الدولي للمهندسين والعلماء الحاسوب 2009 المجلد الثاني، IMECS 2009، 18 مارس – 20، 2009، هونغ كونغ.
  • Suslick، K.S: كيرك-Othmer موسوعة التكنولوجيا الكيميائية. إد 4TH. J. ايلي & أبناء: نيويورك؛ 26، 1998. 517-541.
  • وانغ تشنغ تشي. Sheu، شين رونغ. تشو، يا الين. جانغ، مينغ Jyi. يانغ لى تشن (2011): رواية الأمثل عملية الاستخراج الموفرة للطاقة على القهوة. العلوم الحرارية 15/1، 2011. 53-59.
  • وانغ ليجون. ويلر، كورتيس L. (2006): التطورات الحديثة في استخراج المغذيات من النباتات. الاتجاهات في علوم الأغذية & التكنولوجيا 17، 2006. 300-312.
  • شيا، تاو. شي، Siquan. وان، شياو تشون (2006): تأثير استخراج بشأن المادة الكيميائية ونوعية الحسية من ضخ الشاي بالموجات فوق الصوتية بمساعدة. مجلة الهندسة الغذائية 74/4، 2006. 557-560.

اتصل بنا / اسأل عن مزيد من المعلومات

تحدث معنا حول متطلبات معالجة الخاص بك. وسوف نوصي معلمات الإعداد والتجهيز أكثر ملائمة للمشروع الخاص بك.





يرجى ملاحظة لدينا سياسة الخصوصية.