Ултразвукова екстракция на кофеин

Използването на ултразвук е ефективен метод за извличане на кофеин и други активни съединения от кафе. Мощните ултразвукови устройства подпомагат процеса на екстракция, като същевременно максимално увеличаване на печалбите и съкращаване времето за обработка.

Кафе - изработен от печено кафе на зърна – е много популярна напитка, която се консумира в целия свят. Освен своята витализиране въздействие, ако се консумира като стимулант напитка, съединенията от кафе са от интерес за хранителната, фармацевтичната (например в болкоуспокояващи) и Козметична индустрия както се използва като ценни добавки в различни продукти. Това се отнася особено за кофеина (1,3,7-триметилксантин) и антиоксиданти, които са известни със своите положителни ефекти върху човешкото здраве. Кафе съдържа, наред с другото, фенолни дитерпени като cafestol и kahweol и аскорбинова киселини, които са известни със своята антиоксидантна активност. Епидемиологични изследвания показват, че съставките на кафе може да имат превантивен ефект върху няколко хронични заболявания, включително диабет тип 2 диабет, болест на Алцхаймер, болест на Паркинсон, и чернодробни заболявания такива като цироза и хепатоцелуларен карцином.
Ultrasonics е добре известен и доказан инструмент за най-различни приложения в различни индустрии. Много успешно кандидатстване е Ултразвуково екстракция, По този начин, ултразвукови кавитация ефектите върху клетъчния материал причинява разрушаване на клетка и освобождаването на вътреклетъчния вещество.

Мощна ултразвукова

За да се осигури по-лесно разбиране на процедурата по ултразвук подпомага екстракция, трябва да се обясни ефекта на ултразвук в течности.
Ултразвук – въведена в течности – причинява локално много екстремни ефекти. Когато звуковите вълни, които се разпространяват в течната среда, водят до редуване на цикли с високо налягане (сгъстяване) и ниско налягане (разреждане) с честота, която зависи от честотата. По време на цикъла с ниско налягане високочестотните ултразвукови вълни създават мехурчета или празнини в течността. Когато мехурчетата достигнат обем, при който вече не могат да поглъщат енергия, те се разпадат бурно по време на цикъл с високо налягане. Това явление се нарича кавитация, По време на имплозията много високи температури (ок. 5000 К) и натиск (прибл. 2,000atm) са достигнали на местно ниво. Имплозията на балона на кавитация също води до течни струи до двеста и осемдесет метра / и скорост. [Suslick 1998] Чрез тези екстремни сили настъпва sonolysis, клетъчни стени се разрушават, и вътреклетъчен материал се екстрахира.

Ултразвуково подпомаганата екстракция е евтина, проста и ефикасна алтернатива в сравнение с традиционните техники за екстракция. Основните предимства на ултразвуковото извличане в твърдо-течна форма включват повишаване на добива от екстракция и по-бърза кинетика. Ултразвуковата екстракция е често използвана техника за извличане на растителни материали, използвайки течни разтворители и е доказана за бърз и по-пълен процес на екстракция в сравнение с традиционните методи, тъй като повърхностната площ между твърдата и течната фаза е значително по-голяма поради разрушаването на клетките и дисперсия на частици.
Чрез използването на ултразвук може да се намали и работната температура, позволяваща извличането на чувствителни към температурата компоненти. В сравнение с други нови техники за екстракция като екстракция с микровълнова аспирация, ултразвуковата апаратура е по-евтина и нейната работа е по-лесна. Освен това ултразвуково подпомаганата екстракция може да бъде използвана с всеки разтворител, такъв като Soxhlet екстракцията, за извличане на голямо разнообразие от природни съединения. [Wang et al. 2006] Ако е необходимо, съществуват системи за защита от взривове за производствени процеси.
Значително предимство на ултразвук е влиянието на най-важните параметри за обработка: амплитуда, време, температура, налягане и вискозитета. По този начин, процесът на екстракция може да се оптимизира за да се гарантира, че структурата на екстрактите не се повреди.

Ултразвукова Екстракция на кафе Съединения

Ултразвук с помощта на екстракция е общ метод се използва за изолиране на биологично активни вещества от растителен материал [Dong и сътр. 2010]. Що се отнася до кафе на зърна, кофеин и антиоксидантни фенолни съединения, може да са най-ценните съединения за добив се дължи на широките приложения в лекарства и хранително-вкусовата промишленост. Но също флавоноиди, хлорогенова киселина и протокатехинова киселина са екстракти, които се използват като добавки.
Използвайки традиционните методи за екстракция, като екстракцията течност-течност в разтворители, обикновено ефективността на екстракцията се увеличава с нарастващите температури на извличане. Това често причинява увреждания и загуба на качеството на екстракта, тъй като температурата влияе върху стабилността на фенолните съединения.
Екстракцията с твърди течности, подпомагана с ултразвук, е показана като ефективен и спестяващ време метод за екстракция. Силните ултразвукови сили осигуряват необходимата енергия за екстракцията, така че са необходими по-малко или дори никакви разтворители. Температурата може да бъде добре контролирана, тъй като реакторът с ултразвукова реакция може да бъде ефективно охладен (или ако е необходимо, нагрят). За процесите на извличане с разтворители, Hielscher Ultrasonics осигурява ATEX и FM сертифицирани ултразвукови системи, устойчиви на експлозия.
Благодарение на силните екстрахиращи сили на ултразвук, вече вече изхабеното кафено поле (кафяви отпадъци) все още е суровина, богата на екстрахируеми съединения. Тъй като отпадъчните материали от кафе са евтини и се предлагат в големи количества, те са идеална суровина за екстрахиране на останалите активни съставки. Въпреки че съдържанието на кофеин и други компоненти в отпадъците от кафе е по-ниско, отколкото в неизползваното кафено прахообразно вещество, все още остава голямо количество, което може да се екстрахира. За да се освободят тези съединения от кафето, пълното влияние върху параметрите на обработка става особено значимо. Ултразвукът с висока мощност успява да извлича големи количества активно съединение в рамките на кратко време за обработка.

екстракция Кофеинът

Кофеинът може да се твърди, най-често се консумират стимулант. Както кофеин не се консумира само като пие сварено кафе, кофеин екстракт се използва в индустрията за лечение на друг продукт с кофеин като добавка. По този начин става възможно да се създаде по-силна кафе или да формулира безалкохолни напитки (например от кола), енергийни напитки или други храни (например шоколад).
Но кофеин се използва не само като добавка в Храна производство, това е важно активно съединение с фармацевтични както добре. Обща прилагане на кофеин екстракт е например Сместа в лекарства за главоболие и мигрена или в болкоуспокояващи.
За да извлечете кофеин, основният алкалоид в кафе, ултразвук е подходящ метод. Wang и колегите му [Wang и сътр. 2011] установи, че е необходимо само за кратко време да се постигне екстракция наситен състояние, ако се използва ултразвук. Това означава, че ултразвук е много ефикасен и спестяване на време техника за получаване на кофеин.

Ароматни и вкусови съединения

летливи кафе съединения са най-ценна част от печено кафе на зърна и придава кафе уникалната си вкус и аромат. Качеството на разтворимо кафе може да бъде подобрена значително чрез добавяне на аромат абсорбира кафе масла за кафе на прах.
Изследване сравнение разглеждат произведението извличането на фенолни съединения от ягоди, показа, че ултразвуковата екстракция причинява по-малко разграждане на феноли и е много по-бърз процес на екстракция в сравнение с други методи за екстракция включително твърдо вещество-течност, подкритично вода и микровълнова помощта на метод. [Herrera и сътр. 2005]
Изследването на Wang и колегите му [Wang и сътр. 2011], показва, че ниската честота, висока мощност ултразвук е по-ефективно за извличане на вкусове на кафето. Особено за 4-Tridecanone и 2-метокси-3-метилпиразин, намериха екстракцията ултразвукова по лесен и ефективен метод получаване на много високи добиви екстракция. Освен това е показано, че температурата трябва да се контролира, както кафе ароматизиращи компоненти са много летливи при високи температури. Те постига добри резултати екстракция в температурния диапазон между 35 ~ 65 ° С под относително кратко време ултразвуково облъчване.

екстракция чай

Постигнатите чрез ултразвуково подпомага екстракция резултатите също са подходящи за екстракция на чай съединения (например зелен чай листа). Проучване Xia и сътр. показа значително по-високо съдържание на чай полифеноли, амино киселина и кофеин в обработена ултразвуково чай инфузии в сравнение с тези, получени чрез конвенционална екстракция. Това води до по-добри резултати по време на органолептична оценка, която се оказа: сензорната качеството на чай инфузия с извличане ултразвуков подпомогнатите е по-добра от тази на чай инфузия с конвенционален добив. [Xia и сътр. 2005]