Turbo extrakce skořice ultrazvukem

Tradiční extrakce skořice je časově náročná a relativně neefektivní. Ultrazvuková extrakce je jednoduchá, ale vysoce účinná technika zintenzivňující proces, která zkracuje dobu extrakce na několik hodin a současně zvyšuje výtěžnost skořicového esenciálního oleje.

Vylepšená extrakce skořice pomocí ultrazvuku

Tradiční extrakce skořicového esenciálního oleje se dosahuje parní destilací skořicové kůry a listů. Tradiční parní destilace je velmi pomalá a časově náročná. Čím vyšší je cílový výtěžek skořicového oleje, tím delší je parní destilace, což znamená, že parní destilace konvice skořicových listů může trvat až 12 hodin, zatímco parní destilace skořicové kůry může trvat déle než 24 hodin. Ultrazvuková extrakce rozbíjí buněčné struktury skořicové kůry a nechává se nahoru, takže skořicový olej se uvolňuje rychle a úplně. Ultrazvuková extrakce výrazně urychluje parní destilaci, zkracuje dobu zpracování z celého dne na několik hodin a zároveň zvyšuje výtěžnost skořicového esenciálního oleje.
Ultrazvuková extrakce uvolňuje celé spektrum aromatických sloučenin skořice, včetně cinnamaldehydu, linaloolu, eugenolu a kyseliny skořicové. Poskytování plnospektrálního extraktu vysoce kvalitních sloučenin esenciálních olejů je důvodem vynikající kvality ultrazvukem extrahovaných skořicových olejů. Zejména cinnamaldehyd, hlavní organická sloučenina, dává skořici její charakteristickou chuť a vůni. Vzhledem k tomu, že sonikace je netepelná léčba, sloučeniny esenciálních olejů jsou zabráněny v tepelné degradaci. Ultrazvuková extrakce proto produkuje éterické oleje s intenzivním aroma, které splňují nejvyšší standardy kvality.
Ultrazvuková extrakce může být aplikována na skořicovou kůru a listy. Olej ze skořicových listů má silnější vůni ve srovnání s olejem z kůry. Listy skořice obsahují vysoké množství eugenolu.

Proč ultrazvuková extrakce vyniká parní destilací

Aby bylo možné vyrobit esenciální oleje ze skořice parní destilací, musí se esenciální oleje nejprve uvolnit z rostlinné matrice (tj. rostlinných buněk v listech nebo kůře skořice). Při parní destilaci se rostlinný materiál skořice vaří až 24 hodin v kotlích. Teplo samo o sobě je relativně neúčinné při rozbíjení buněčných struktur a uvolňování zachycených esenciálních olejů. Obecně platí, že vařením se zachycené éterické oleje neuvolní úplně a větší množství zbytkových olejů se vyplýtvá, protože nebyly extrahovány. Po procesu extrakce tepla proběhne parní destilace. Proto se vaří směs dvou nemísitelných kapalin (tj. éterického oleje a vody). Směs začne vřít, když je jejich kombinovaný tlak par roven 760 mm Hg. Bod varu směsi vody a esenciálního oleje tak bude nižší než bod varu obou složek samostatně. Tradiční hydrodestilace má velké nevýhody: Dlouhý proces vaření a vaření v páře je velmi časově a energeticky náročný.
Ultrazvuková extrakce funguje akustickou kavitací. K akustické kavitaci dochází, když jsou ultrazvukové vlny spojeny do kapaliny (např. suspenze skládající se z botanického materiálu v rozpouštědle nebo vodě). Ultrazvukové vlny se šíří kapalinou a způsobují střídání vysokotlakých / nízkotlakých cyklů. Během nízkotlakých cyklů vznikají nepatrné vakuové bubliny (tzv. kavitační bubliny), které rostou v průběhu několika tlakových cyklů. Při určité velikosti, kdy bubliny nemohou absorbovat více energie, během vysokotlakého cyklu prudce implodují. Imploze bublin je charakterizována intenzivními kavitačními silami, včetně mikroturbulencí a proudů kapalin s rychlostmi až 100 m/s. Tyto kavitační smykové efekty jsou také známé jako sonomechanické efekty. Ultrazvuková extrakce bioaktivních molekul je způsobena hlavně sonomechanickými účinky: neklid a turbulence narušují buňky a podporují přenos hmoty. To znamená, že bioaktivní molekuly, jako jsou esenciální oleje, polyfenoly, terpeny a kanabinoidy, se uvolňují z matrice rostlinných buněk do rozpouštědla.
Výhodou ultrazvukové extrakce oproti tradiční metodě vaření a parní destilace je srovnatelně vyšší extrakce éterických olejů a dalších organických sloučenin za výrazně kratší dobu. Vyšší výtěžnost těžby zabraňuje plýtvání surovinou a činí těžbu lukrativnější. Úspora času a energie dosažená ultrazvukovou extrakcí je značná. Jako netepelná metoda ultrazvuková extrakce zabraňuje degradaci tepelně senzitivním sloučeninám způsobenou teplem.
Mírné teploty a krátká doba zpracování jsou hlavními výhodami ultrazvukové extrakce, protože je zabráněno tepelnému rozkladu přírodních extraktů. Díky tomu je ultrazvuková extrakce vysoce účinná, a proto sonikace poskytuje éterické oleje vynikající kvality.

Případové studie ultrazvukové extrakce skořice

Výzkum a průmysl již přijaly ultrazvukovou extrakci pro výrobu vysoce kvalitních esenciálních olejů z mnoha rostlinných látek, včetně skořicových listů a kůry.

Ultrazvuková hydrodestilace skořice

Chen et al. (2020) zkoumali ultrazvukem podporovanou hydrodestilaci a dospěli k závěru, že sonikace výrazně zlepšila proces destilace. Ultrazvuková parní destilace poskytla vyšší výtěžky skořicového oleje při drasticky zkrácené době extrakce. Pomocí analýzy GC-MS ukázali, že ultrazvukem asistovaná hydrodestilace poskytuje cennější esenciální olej s vysokým obsahem hlavní sloučeniny trans-cinnamaldehydu ve srovnání s tradiční hydrodestilací. Skenovací elektronový mikroskop (SEM) potvrdil účinnost sonikace pro extrakci skořicového oleje. Analýza spotřeby elektrické energie a emisí CO2 navíc ukazuje, že ultrazvukem asistovaný proces hydrodestilace je ekonomičtějším a ekologičtějším přístupem. Chen a kol. proto shrnují, že ultrazvukem asistovaná hydrodestilace je účinná a ekologická technologie pro extrakci skořicového esenciálního oleje, která může zlepšit množství a kvalitu skořicových olejů.

Ultrazvuková extrakce skořice pomocí hlubokých eutektických rozpouštědel

Ultrazvuková extrakce pomocí hlubokých eutektických rozpouštědel se ukázala jako vynikající technika pro extrakci vysokých výnosů trans-cinnamaldehydu a kumarinu ze skořicové kůry.
metoda za optimálních podmínek poskytla vyšší obsah trans-cinnamaldehydu a kumarinu než konvenční metody (reflux, Soxhlet a macerace) s použitím organických rozpouštědel (96% ethanol). Bylo zjištěno, že optimálními podmínkami pro ultrazvukovou extrakci pomocí přírodních hlubokých eutektických rozpouštědel je cholinchlorid citronová (ChCl-CA) se 40% přídavkem vody a 30minutovou dobou extrakce k extrakci trans-cinnamaldehydu (9,24 ± 0,01 mg / g) a kumarinu (11,6 ± 0,11 mg / g) ze skořicové kůry (C. burmannii Blume). Mělo by být provedeno další zkoumání, aby se prozkoumala farmakologická aktivita trans-cinnamaldehydu a kumarinu ze skořicové kůry. (srov. Aryati et al. 2020)

Povrchový obraz skořicové kůry pomocí skenovací elektronové mikroskopie 1000x zvětšení; sušený prášek (a); po extrakci macerace (b); po extrakci refluxu (c); po extrakci Soxhlet (d); po extrakci pomocí NADES-UAE ChCl-CA (e).
studie a obrázek Aryati et al. 2020

Vysoce výkonné ultrazvukové extraktory

Ultrazvuková extrakce je spolehlivá technologie zpracování, která usnadňuje a urychluje výrobu vysoce kvalitních éterických olejů. Portfolio Hielscher Ultrasonics pokrývá celou řadu od kompaktních laboratorních ultrasonicators až po průmyslové extrakční systémy. Díky tomu vám ve společnosti Hielscher můžeme nabídnout nejvhodnější ultrasonikátor pro vaši předpokládanou procesní kapacitu. Naši dlouholetí zkušení pracovníci vám pomohou od testů proveditelnosti a optimalizace procesů až po instalaci vašeho ultrazvukového systému na úrovni finální výroby.
Díky malé stopě našich ultrazvukových extraktorů a jejich univerzálnosti v možnostech instalace se hodí i do malých zpracovatelských zařízení. Ultrazvukové procesory jsou instalovány po celém světě v potravinářských, farmaceutických a výživových výrobních zařízeních.

Hielscher Ultrasonics – Sofistikované odsávací zařízení

Portfolio produktů Hielscher Ultrasonics pokrývá celou řadu vysoce výkonných ultrazvukových extraktorů od malých až po velké měřítky. Další příslušenství umožňuje snadnou montáž nejvhodnější konfigurace ultrazvukového zařízení pro váš extrakční proces. Optimální nastavení ultrazvuku závisí na předpokládané kapacitě, objemu, surovině, šarži nebo inline procesu a časovém harmonogramu.

Dávkové a inline

Hielscher ultrasonicators lze použít pro dávkové a kontinuální průtokové zpracování. Ultrazvukové dávkové zpracování je ideální pro testování procesů, optimalizaci a malou až středně velkou úroveň výroby. Pro produkci velkého množství rostlinných látek (např. listů a kůry skořice) může být výhodnější inline zpracování. Zatímco dávkování vyžaduje pouze velmi jednoduché nastavení, je časově a pracně náročnější. Kontinuální proces inline extrakce vyžaduje sofistikované nastavení – skládající se z čerpadla, hadic nebo potrubí a nádrží -, ale je efektivnější, rychlejší a vyžaduje výrazně méně práce. Hielscher Ultrasonics má nejvhodnější extrakční nastavení pro váš objem extrakce a cíle procesu.

Ultrazvukové extraktory pro každou kapacitu produktu

Produktová řada Hielscher Ultrasonics pokrývá celé spektrum ultrazvukových procesorů od kompaktních laboratorních ultrasonicators přes stolní a pilotní systémy až po plně průmyslové ultrazvukové procesory s kapacitou pro zpracování nákladních automobilů za hodinu. Kompletní sortiment produktů nám umožňuje nabídnout vám nejvhodnější ultrazvukový extraktor pro vaši surovinu, procesní kapacitu a výrobní cíle.
Ultrazvukové stolní systémy jsou ideální pro testy proveditelnosti a optimalizaci procesů. Lineární škálování založené na zavedených procesních parametrech umožňuje velmi snadno zvýšit zpracovatelské kapacity od menších šarží až po plně komerční výrobu. Up-scaling lze provést buď instalací výkonnější ultrazvukové extrakční jednotky, nebo shlukováním několika ultrasonikátorů paralelně. S UIP16000 nabízí Hielscher nejvýkonnější ultrazvukový extraktor na světě.

Přesně regulovatelné amplitudy pro optimální výsledky

Všechny Hielscher ultrasonicators jsou přesně ovladatelné a tím spolehlivé pracovní koně ve výrobě. Amplituda je jedním z klíčových parametrů procesu, které ovlivňují účinnost a účinnost ultrazvukové extrakce éterických olejů ze skořice.
Všechny Hielscher Ultrazvuk’ Procesory umožňují přesné nastavení amplitudy. Sonotrody a posilovací rohy jsou příslušenství, které umožňuje upravit amplitudu v ještě širším rozsahu. Hielscherovy průmyslové ultrazvukové procesory mohou dodávat velmi vysoké amplitudy a dodávat požadovanou ultrazvukovou intenzitu pro náročné aplikace. Amplitudy až 200 μm lze snadno nepřetržitě provozovat v provozu 24/7.
Přesné nastavení amplitudy a trvalé sledování parametrů ultrazvukového procesu pomocí inteligentního softwaru vám dává možnost ošetřit skořicové listy a kůru nejúčinnějšími ultrazvukovými podmínkami. Optimální sonikace pro nejlepší výsledky extrakce!
Robustnost ultrazvukového zařízení Hielscher umožňuje provoz 24 hodin denně, 7 dní v týdnu v náročném provozu a v náročných prostředích. Díky tomu je ultrazvukové zařízení Hielscher spolehlivým pracovním nástrojem, který splňuje vaše požadavky na extrakci.

Snadné testování bez rizika

Ultrazvukové procesy lze škálovat zcela lineárně. To znamená, že každý výsledek, kterého jste dosáhli pomocí laboratorního nebo stolního ultrazvuku, lze škálovat na přesně stejný výstup pomocí přesně stejných parametrů procesu. Díky tomu je ultrazvuku ideální pro bezrizikové testování proveditelnosti, optimalizaci procesů a následnou implementaci do komerční výroby. Kontaktujte nás a zjistěte, jak může sonikace zvýšit produkci skořicového extraktu.

Nejvyšší kvalita – Navrženo a vyrobeno v Německu

Jako rodinný podnik Hielscher upřednostňuje nejvyšší standardy kvality svých ultrazvukových procesorů. Všechny ultrasonicators jsou navrženy, vyrobeny a důkladně testovány v našem sídle v Teltow poblíž Berlína v Německu. Robustnost a spolehlivost ultrazvukového zařízení Hielscher z něj činí pracovního koně ve vaší výrobě. Provoz 24 hodin denně, 7 dní v týdnu při plném zatížení a v náročných prostředích je přirozenou charakteristikou vysoce výkonných míchadel Hielscher.

Níže uvedená tabulka vám poskytuje přibližný přehled o zpracovatelské kapacitě našich ultrasonicators: