Турбо екстракция на канела с ултразвук

Традиционната екстракция на канела отнема много време и е относително неефективна. Ултразвуковата екстракция е проста, но високоефективна техника за усилване на процеса, която намалява времето за екстракция до няколко часа и едновременно с това увеличава добива на етерично масло от канела.

Подобрена екстракция на канела с ултразвук

Традиционната екстракция на етерично масло от канела се постига чрез парна дестилация на канелена кора и листа. Традиционната парна дестилация е много бавна и отнема много време. Колкото по-висок е целевият добив на канелено масло, толкова по-дълга е парната дестилация, което означава, че парната дестилация на чайник с канелени листа може да отнеме до 12 часа, докато парната дестилация на канелена кора може да отнеме повече от 24 часа. Ултразвуковата екстракция разрушава клетъчните структури на канелената кора и оставя нагоре, така че маслото от канела се освобождава бързо и напълно. Ултразвуковата екстракция ускорява значително парната дестилация, съкращавайки времето за обработка от цял ден на няколко часа, като същевременно увеличава добива на етерично масло от канела.
Ултразвуковата екстракция освобождава пълния спектър от ароматни канелени съединения, включително коричен малдехид, линалоол, евгенол и канелена киселина. Даването на пълен спектър екстракт от висококачествени съединения на етеричните масла е причината за превъзходното качество на ултразвуково извлечените масла от канела. Особено цинамалдехидът, основното органично съединение, придава на канелата характерния вкус и аромат. Тъй като ултразвукът е нетермична обработка, съединенията на етеричните масла са предотвратени от термично разграждане. Следователно ултразвуковата екстракция произвежда етерични масла с интензивен аромат, отговарящи на най-високите стандарти за качество.
Ултразвуковата екстракция може да се приложи върху кора и листа от канела. Маслото от листа на канела има по-силен аромат в сравнение с маслото от кора. Листата на канелата съдържат големи количества евгенол.

Защо ултразвуковата екстракция превъзхожда парната дестилация

За да се получат етерични масла от канела чрез парна дестилация, етеричните масла първо трябва да се освободят от растителната матрица (т.е. растителните клетки в листата или кората на канелата). При парна дестилация канеленият растителен материал се вари до 24 часа в чайници. Топлината сама по себе си е относително неефективна за разрушаване на клетъчните структури и освобождаване на уловените етерични масла. Обикновено кипенето не освобождава напълно уловените етерични масла и се губят по-големи количества остатъчни масла, тъй като те не са извлечени. След процеса на извличане на топлина ще се извърши дестилацията на парата. Следователно се вари смес от две несмесващи се течности (т.е. етерично масло и вода). Сместа започва да кипи, когато общото им налягане на парите е равно на 760 mm Hg. По този начин точката на кипене на смес от вода и етерично масло ще бъде по-ниска от точката на кипене на всеки компонент поотделно. Традиционната хидродестилация има основни недостатъци: Дългият процес на кипене и задушаване отнема много време и енергия.
Ултразвуковата екстракция работи чрез акустична кавитация. Акустична кавитация възниква, когато мощните ултразвукови вълни се съединяват в течност (напр. суспензия, състояща се от растителен материал в разтворител или вода). Ултразвуковите вълни преминават през течността, причинявайки редуващи се цикли на високо / ниско налягане. По време на цикли с ниско налягане се създават малки вакуумни мехурчета (т.нар. кавитационни мехурчета), които растат в продължение на няколко цикъла на налягане. При определен размер, когато мехурчетата не могат да абсорбират повече енергия, те имплодират силно по време на цикъл на високо налягане. Имплозията на мехурчето се характеризира с интензивни кавитационни сили, включително микротурбуленции и течни потоци със скорост до 100 m/s. Тези кавитационни ефекти на срязване са известни още като сономеханични ефекти. Ултразвуковата екстракция на биоактивни молекули се причинява главно от сономеханични ефекти: разбъркването и турбуленциите разрушават клетките и насърчават преноса на маса. Това означава, че биоактивните молекули като етерични масла, полифеноли, терпени и канабиноиди се освобождават от матрицата на растителните клетки в разтворителя.
Предимството на ултразвуковата екстракция пред традиционния метод на кипене и парна дестилация е сравнително по-високата екстракция на етерични масла и други органични съединения за значително по-кратко време. По-високите добиви избягват загубата на суровина и правят извличането по-доходоносно. Спестяването на време и енергия, постигнато чрез ултразвукова екстракция, е значително. Като нетермичен метод, ултразвуковата екстракция предотвратява топлинното разграждане на термочувствителните съединения.
Меките температури и краткото време за обработка са основни предимства на ултразвуковата екстракция, тъй като се предотвратява термичното разлагане на естествените екстракти. Това прави ултразвуковата екстракция високоефективна и следователно ултразвукът дава етерични масла с превъзходно качество.

Казуси за ултразвукова екстракция на канела

Изследванията и индустрията вече са възприели ултразвукова екстракция за производство на висококачествени етерични масла от много растения, включително листа и кора от канела.

Ултразвукова хидродестилация на канела

Chen et al. (2020) изследва ултразвуково насърчаваната хидродестилация и заключава, че ултразвукът подобрява значително процеса на дестилация. Ултразвуковата парна дестилация осигурява по-високи добиви на канелено масло при драстично намалено време за екстракция. Използвайки GC-MS анализ, те показват, че ултразвуково подпомаганата хидродистилация осигурява по-ценно етерично масло с високо съдържание на основното съединение трансцинамалдехид в сравнение с традиционната хидродистилация. Сканираща електронна микроснимка (SEM) потвърди ефективността на ултразвука за извличане на масло от канела. В допълнение, анализът на потреблението на електроенергия и емисиите на CO2 показва, че процесът на хидродистилация с ултразвукова помощ е по-икономичният и екологичен подход. Следователно, Chen et al. обобщават, че ултразвуковата хидродистилация е ефективна и зелена технология за извличане на етерично масло от канела, която може да подобри количеството и качеството на маслата от канела.

Ултразвукова екстракция на канела с помощта на дълбоки евтектични разтворители

Доказано е, че ултразвуковата екстракция с помощта на дълбоки евтектични разтворители е превъзходна техника за извличане на високи добиви на трансцинамалдехид и кумарин от кора на канела.
Методът при оптимални условия дава по-високо съдържание на трансцинамалдехид и кумарин в сравнение с тези, получени чрез конвенционални методи (обратен ден, сокслет и мацерация), използващи органични разтворители (96% етанол). Установено е, че оптималните условия за ултразвукова екстракция с използване на естествени дълбоки евтектични разтворители са холин хлорид-лимонена киселина (ChCl-CA) с 40% добавяне на вода и 30-минутно време за екстракция за извличане на трансцинамалдехид (9,24 ± 0,01 mg/g) и кумарин (11,6 ± 0,11 mg/g) от канелена кора (C. burmannii Blume). Следва да се направят допълнителни изследвания, за да се проучи фармакологичната активност на трансцинамалдехида и кумарина от канелената кора. (срв. Aryati et al. 2020)

Повърхностното изображение на канелена кора с помощта на сканираща електронна микроскопия 1000x увеличение; изсушен прах (а); след извличане на мацерация (б); след рефлуксна екстракция (c); след извличане на Сокслет (г); след екстракция с помощта на NADES-UAE ChCl-CA (e).
проучване и снимка от Aryati et al. 2020 г.

Високоефективни ултразвукови екстрактори

Ултразвуковата екстракция е надеждна технология за обработка, която улеснява и ускорява производството на висококачествени етерични масла. Портфолиото на Hielscher Ultrasonics обхваща пълната гама от компактни лабораторни ултразвукови апарати до промишлени системи за екстракция. По този начин ние от Hielscher можем да ви предложим най-подходящия ултразвуков уред за вашия предвиден технологичен капацитет. Нашият дългогодишен опитен персонал ще ви помогне от тестовете за осъществимост и оптимизацията на процеса до инсталирането на вашата ултразвукова система на крайно производствено ниво.
Малкият отпечатък на нашите ултразвукови екстрактори, както и тяхната гъвкавост в опциите за монтаж, ги правят подходящи дори в съоръжения за обработка на малки пространства. Ултразвуковите процесори са инсталирани по целия свят в съоръжения за производство на храни, фармацевтика и хранителни добавки.

Hielscher Ultrasonics – Сложно оборудване за извличане

Продуктовото портфолио на Hielscher Ultrasonics обхваща пълната гама от високоефективни ултразвукови екстрактори от малки до големи мащаби. Допълнителните аксесоари позволяват лесното сглобяване на най-подходящата конфигурация на ултразвуковото устройство за вашия процес на екстракция. Оптималната ултразвукова настройка зависи от предвидения капацитет, обем, суровина, партиден или вграден процес и времева линия.

партиден и вграден

Ултразвуковите апарати Hielscher могат да се използват за партидна и непрекъсната обработка. Ултразвуковата партидна обработка е идеална за тестване на процеси, оптимизация и ниско до средно производствено ниво. За производството на големи количества растителни продукти (напр. листа и кора от канела) поточната обработка може да бъде по-изгодна. Въпреки че пакетирането изисква само много проста настройка, то отнема повече време и труд. Непрекъснатият процес на вградена екстракция изисква сложна настройка – състоящ се от помпа, маркучи или тръби и резервоари -, но е по-ефективен, по-бърз и изисква значително по-малко труд. Hielscher Ultrasonics разполага с най-подходящата настройка за екстракция за вашия обем на екстракция и целите на процеса.

Ултразвукови екстрактори за всеки капацитет на продукта

Продуктовата гама на Hielscher Ultrasonics обхваща пълния спектър от ултразвукови процесори от компактни лабораторни ултразвукови процесори през настолни и пилотни системи до напълно индустриални ултразвукови процесори с капацитет за обработка на камиони на час. Пълната продуктова гама ни позволява да ви предложим най-подходящия ултразвуков екстрактор за вашата суровина, технологичен капацитет и производствени цели.
Ултразвуковите настолни системи са идеални за тестове за осъществимост и оптимизиране на процесите. Линейното мащабиране въз основа на установени параметри на процеса улеснява увеличаването на капацитета за обработка от по-малки партиди до напълно търговско производство. Увеличаването на мащаба може да се извърши чрез инсталиране на по-мощен ултразвуков екстрактор или чрез групиране на няколко ултразвукови апарата паралелно. С UIP16000 Hielscher предлага най-мощния ултразвуков екстрактор в света.

Прецизно контролирани амплитуди за оптимални резултати

Всички ултразвукови апарати на Hielscher са прецизно управляеми и по този начин надеждни работни коне в производството. Амплитудата е един от ключовите параметри на процеса, които влияят върху ефективността и ефективността на ултразвуковата екстракция на етерични масла от канела.
Всички ултразвукови уреди на Hielscher’ Процесорите позволяват прецизна настройка на амплитудата. Сонотродите и усилващите клаксони са аксесоари, които позволяват да се променя амплитудата в още по-широк диапазон. Индустриалните ултразвукови процесори на Hielscher могат да осигурят много високи амплитуди и да осигурят необходимия ултразвуков интензитет за взискателни приложения. Амплитуди до 200 μm могат лесно да работят непрекъснато в режим на работа 24/7.
Прецизните настройки на амплитудата и постоянното наблюдение на параметрите на ултразвуковия процес чрез интелигентен софтуер ви дават възможност да третирате вашите канелени листа и кора с най-ефективните ултразвукови условия. Оптимална ултразвук за най-добри резултати от екстракцията!
Здравината на ултразвуковото оборудване на Hielscher позволява 24/7 работа при тежки натоварвания и в взискателни среди. Това прави ултразвуковото оборудване на Hielscher надежден работен инструмент, който отговаря на вашите изисквания за екстракция.

Лесно и безрисково тестване

Ултразвуковите процеси могат да бъдат напълно линейно мащабирани. Това означава, че всеки резултат, който сте постигнали с помощта на лабораторен или настолен ултразвуков апарат, може да бъде мащабиран до абсолютно същия резултат, като се използват абсолютно същите параметри на процеса. Това прави ултразвука идеален за безрисково тестване на осъществимостта, оптимизиране на процесите и последващо внедряване в търговско производство. Свържете се с нас, за да научите как ултразвукът може да увеличи производството на екстракт от канела.

Най-високо качество – Проектиран и произведен в Германия

Като семеен и семеен бизнес, Hielscher дава приоритет на най-високите стандарти за качество на своите ултразвукови процесори. Всички ултразвукови апарати са проектирани, произведени и щателно тествани в централата ни в Телтов близо до Берлин, Германия. Здравината и надеждността на ултразвуковото оборудване на Hielscher го правят работен кон във вашето производство. Работа 24/7 при пълно натоварване и в взискателни среди е естествена характеристика на високопроизводителните смесители на Hielscher.

Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати: