Dekofeinizace bez rozpouštědel s výkonovým ultrazvukem

• Konvenční proces dekofeinizace kávy a čaje vyžaduje použití toxických rozpouštědel.
• Ultrazvuková dekofeinizace je účinná metoda intenzifikace, která umožňuje odstranit kofein v postupu extrakce na bázi vody bez použití drsných rozpouštědel.
• Ultrazvuková dekofeinizace je ekonomická, účinná a ekologická metoda výroby vysoce kvalitní kávy, čaje a kakaových výrobků bez kofeinu.

Kofein s ultrazvukem

Kofein je látka rozpustná ve vodě, takže voda může být použita k odstranění kofeinu z kávy, čaje a kakaa. Konvenční procesy dekofeinizace používají jako dekofeinizační činidlo chemikálii (jako je methylenchlorid, CO2 nebo ethylacetát) k urychlení procesu. Použitím ultrazvukové extrakce na vodní bázi v kombinaci s aktivním uhlím jako dekofeinačním činidlem se káva, čaj nebo kakaový produkt bez kofeinu připravuje organickým a ekologicky neškodným procesem.

Ultrazvukem zesílené Swiss Water Decaffeination

Ultrazvukem asistovaná dekofeinizace je proces zintenzifikace tzv. Swiss water decaffeination .
Švýcarský proces dekofeinizace vodou funguje na bázi rozpouštění a osmózy k odstranění kofeinu z kávových zrn, čajových lístků a kakaových bobů.
Integrace ultrazvukových přístrojů typu sondy do procesu dekofeinizace švýcarské vody zahrnuje začlenění sonikace během specifických fází procesu ke zvýšení extrakce kofeinu. Švýcarský proces dekofeinizace vody zahrnuje čtyři hlavní procesní kroky. Zatímco implementace ultrazvuku pro účinnější dekofeinizaci se může lišit v závislosti na konkrétním nastavení a vybavení, zde je obecný přehled toho, jak jsou ultrazvukové sondy integrovány hlavně pro zlepšení procesu:

1. Fáze namáčení: Počáteční krok v procesu dekofeinizace švýcarské vody zahrnuje namočení zelených kávových zrn do horké vody, aby se vytvořil vodní roztok nabitý chutí. Během této fáze namáčení lze použít ultrazvukový přístroj typu sondy k aplikaci ultrazvuku, aby se usnadnila extrakce kofeinu z fazolí. Ultrazvuku je dobře známý pro svou schopnost zintenzivnit extrakční procesy z bioaktivních sloučenin, jako je kofein z rostlinných materiálů. Mechanické síly ultrazvukové / akustické kavitace perforují a narušují buňky a podporují přenos hmoty. Tím se z bobů odstraní kofein a účinně se uvolní do vody. Díky těmto účinkům sonikace výrazně urychluje proces dekofeinizace. Ultrazvukem extrahovaný kofein je cennou přísadou do potravin a nápojů, např. energetických nápojů.
2. Fáze odstranění kofeinu: Po počátečním namáčení se od kávových zrn oddělí aromaticky nabitá voda obsahující kofein. Tato voda obvykle prochází filtry s aktivním uhlím, aby se odstranil kofein. Pórovitost tohoto filtru je dimenzována tak, aby zachytila pouze větší molekuly kofeinu a zároveň umožnila průchod menších molekul oleje a chuti. To znamená, že uhlíkový filtr obsahuje kofein, zatímco filtrovaná voda obsahuje všechny menší bioaktivní látky, o kterých je známo, že dodávají kávě, čaji a kakau jejich charakteristické aroma a nutriční hodnotu.
3. Fáze reabsorpce: Fazole bez kofeinu, které byly zbaveny kofeinu a molekul chuti, jsou vyřazeny. Voda obohacená o příchuť a polyfenoly bez kofeinu (známá také jako "extrakt ze zelené kávy") je velmi cenná a používá se k odstranění kofeinu z čerstvé šarže neperlivých kávových zrn obsahujících kofein.
   Vzhledem k tomu, že tato voda je nasycena molekulami chuti a dalšími bioaktivními látkami, nemohou se tyto sloučeniny rozpustit v čerstvé šarži kávových zrn. Z kávových zrn se tak do vody uvolňují pouze molekuly kofeinu a dochází k dekofeinizaci, aniž by se odstranilo aroma a další cenné fytochemikálie. Jakmile je voda plná chuti bez kofeinu, je znovu použita k extrakci kofeinu z nové šarže zelených kávových zrn. Tato fáze reabsorpce může opět těžit z použití ultrazvuku typu sondy. Zelené fazolky jsou namočeny ve vodě nabité chutí a ultrazvuku se aplikuje k usnadnění extrakce kofeinu. Sonikace pomáhá zlepšit pronikání vody do fazolí, zlepšuje účinnost extrakce a zkracuje dobu extrakce.
4. Opakovaná reabsorpce a sušení: Kroky reabsorpce a sonikace lze opakovat několikrát, dokud není dosaženo požadované úrovně dekofeinace. Po konečné reabsorpci se kávová zrna bez kofeinu obvykle suší a voda nabitá příchutí je připravena k opětovnému použití v další šarži.

Případová studie ultrazvukové dekofeinizace kávových zrn

Studie Huamaní-Meléndez a Darros-Barbosa (2018) si kladla za cíl prozkoumat vliv intenzity ultrazvuku, pulsu a teploty na extrakci kofeinu z kávových zrn Arabica pomocí vodného média. Výzkumníci použili Hielscherovu ultrazvukovou sondu s vysokou intenzitou UP400S (400 wattů; viz obrázek vlevo) a prováděli experimenty s různou intenzitou, délkou pulzu a teplotami. Zjistili, že zvýšení intenzity ultrazvuku a trvání pulzu vedlo k vyšší rychlosti extrakce kofeinu, ale pouze do určitého bodu, po kterém další zvýšení významně nezlepšilo extrakci. Jako optimální podmínky pro extrakci kofeinu byla shledána intenzita ultrazvuku 75 W/cm2, délka pulzu 5 sec a teplota 25 °C. Studie poskytuje konkrétní protokol pro použití ultrazvuku k extrakci kofeinu z kávových zrn a naznačuje, že tato metoda by mohla být účinnou a ekologickou alternativou k tradičním procesům dekofeinizace.

Vysoce výkonné ultrasonicators pro dekofeinizaci bez rozpouštědel

Hielscher Ultrasonics vám poskytuje vysoce výkonné ultrasonikátory pro mírné, ale vysoce účinné procesy extrakce a dekofeinizace. S ultrazvukovým výkonem od 50 do 16 000 wattů na ultrazvukový přístroj má Hielscher portfolio ultrasonicators ideální ultrasonicator pro vás proces vaření kávy a dekofeinizace!
Jako dlouholetý zkušený výrobce a konzultant pro vysoce výkonné ultrasonicators a jejich aplikaci, Hielscher je vaším partnerem pro ultrazvukem asistované extrakční procesy. Hielscher ultrazvukové procesory jsou instalovány po celém světě pro aplikace v potravinářství & nápojový, farmaceutický a chemický průmysl.
Nedodáváme pouze vysoce výkonné ultrazvukové extraktory, ale pomáháme našim zákazníkům také našimi hlubokými znalostmi. Náš zákaznický servis sahá od konzultací a studií proveditelnosti přes optimalizaci procesů a pilotní zařízení až po instalaci ultrazvukových systémů v průmyslovém měřítku.
Nabízíme širokou škálu ultrazvukových procesorů a příslušenství (jako jsou sonotrody, průtokové články a reaktory), můžeme vám doporučit nejvhodnější systém splňující požadavky vaší procesní kapacity a podmínek. Instalaci a dodatečnou montáž do stávajících technologických linek lze snadno provést, protože naše ultrazvukové extraktory lze integrovat bez velkých úprav.
Náš dobře vyškolený tým procesních konzultantů, chemiků a inženýrů vede naše zákazníky k úspěšné instalaci a provozu. Hielscherovo zařízení má vynikající robustnost a vyžaduje pouze velmi nízkou údržbu. Pro provozní školení, první uvedení do provozu a servis údržby máme dobře vyškolený tým, který pomáhá našim zákazníkům.

Caution: Video "title" is missing