Hielscher ultrazvuková technologie

Ultrazvuková extrakce kofeinu

Použití ultrazvuku je efektivní metoda pro extrakci kofeinu a jiných účinných látek z kávy. Výkonné ultrazvukové přístroje podpořit proces extrakce při současné maximalizaci výtěžku a zkrácení doby zpracování.
Káva - vyrobena z pražených kávových zrn – Je to velmi oblíbený nápoj, který je ve světě spotřebovává. Kromě toho se na své vitalitu nárazu, pokud jsou konzumovány jako povzbuzující nápoj, sloučeniny kávy jsou zajímavé pro potravinářský, farmaceutický (například v proti bolesti) a kosmetický průmysl jak je používán jako cenné přídatné látky v různých produktech. To platí zejména pro kofein (1,3,7-Trimethylxanthine) a antioxidanty, které jsou známé pro své pozitivní účinky na lidské zdraví. Káva obsahuje, mimo jiné fenolových diterpenů, jako cafestol a kahweol a askorbové kyseliny, které jsou známé pro jejich antioxidační aktivitu. Epidemiologické studie ukazují, že přísady Coffee může mít preventivní účinek na několika chronických onemocnění, včetně diabetes mellitus 2. typu, Alzheimerovy nemoci, Parkinsonovy nemoci a onemocnění jater, jako je cirhóza a hepatocelulární karcinom.
Ultrazvuk je dobře známý a osvědčený nástroj pro mnoho různých aplikací v různých průmyslových odvětvích. Velmi úspěšná aplikace je ultrazvukový těžba, Tím se ultrazvukové kavitační působení na buněčný materiál způsobuje rozbití buněk a uvolňování intracelulárního hmoty.
Sonikací, kofeinu a jiných kávových sloučenin může být velmi účinně extrahován.

Chemická struktura kofeinu

High Power Ultrazvuk

Pro zajištění snazší pochopení postupu extrakce ultrazvukem asistované, musí být vysvětlena účinek ultrazvuku v kapalinách.
Ultrazvuk – představen v kapalinách – způsobuje lokálně velmi extrémní účinky. Při sonikaci kapalin při vysokých intenzitách vedou zvukové vlny, které se šíří do kapalného média, ke střídání vysokotlakých (kompresních) a nízkotlakých (zředěných) cyklů, přičemž sazby závisí na frekvenci. Během nízkotlakého cyklu vytvářejí vysoce intenzivní ultrazvukové vlny v kapalině malé vakuové bubliny nebo prázdné prostory. Když bubliny dosáhnou objemu, ve kterém již nemohou absorbovat energii, prudce se zhroutí během vysokotlakého cyklu. Tento jev se nazývá kavitace, Během zhroucení velmi vysoké teploty (cca. 5,000K) a tlaku (cca. 2,000atm) je dosaženo lokálně. Imploze kavitace bubliny také za následek proudů kapaliny až do 280 m / s rychlost. [Suslick 1998] Podle těchto extrémních sil dochází sonolysis, buněčné stěny jsou přerušeny, a intracelulární materiál se extrahuje.

Ultrazvukově kavitace vznikající v rohu na UIP1500hd - ultrazvukové zařízení 1,5 kW. Pro lepší viditelnost je tekutina byla osvětlena s modrým světlem ze dna skleněné kolony.

Ultrazvuková kavitace v kapalině

Ultrasonicky asistovaná extrakce je nenákladná, jednoduchá a účinná alternativa ve srovnání s konvenčními extrakčními technikami. Mezi hlavní výhody ultrazvuku při extrakci pevných látek a kapalin patří zvýšení výtěžnosti extrakce a rychlejší kinetika. Ultrazvuková extrakce je často používanou technikou pro extrakci rostlinných materiálů za použití kapalných rozpouštědel a je prokázána rychlým a dokonalejším extrakčním procesem ve srovnání s tradičními metodami, protože plocha povrchu mezi pevnou a kapalnou fází je výrazně větší kvůli narušení buněk a disperze částic.
Použitím ultrazvuku lze také snížit provozní teplotu, což umožňuje extrakci komponentů citlivých na teplotu. Ve srovnání s jinými novými extrakčními technikami, jako je extrakce mikrovlnným způsobem, je ultrazvukové zařízení levnější a jeho provoz je jednodušší. Navíc může být ultrazvukem asistovaná extrakce použita s jakýmkoliv rozpouštědlem, jako je extrakce Soxhlet, pro extrakci široké škály přírodních sloučenin. [Wang et al. 2006] V případě potřeby jsou k dispozici systémy proti výbuchu pro kapacity průmyslových procesů.
Podstatnou výhodou ultrazvukem je vliv na nejdůležitější parametry zpracování: amplitudy, času, teploty, tlaku, a viskozity. Tím, extrakční proces může být optimalizován tak, aby zajistily, že struktura z extraktů není poškozené.

Ultrazvukové Extrakce kávy sloučenin

Ultrazvuk asistovaná extrakce je běžná metoda využita pro izolaci biologicky aktivních látek z rostlinného materiálu [Dong et al. 2010]. Pokud jde o kávových bobů, kofein a antioxidační fenolické sloučeniny mohou být nejcennější látky pro těžbu kvůli jejich mnohostranně použitelný ve farmacii a potravinářství. Ale také flavonoidy, kyselina chlorogenová a kyselina protocatechuová jsou extrakty, které se používají jako aditiva.
Použitím tradičních metod extrakce, jako je extrakce kapalina-kapalina v rozpouštědlech, se obvykle zvyšuje účinnost extrakce se zvyšujícími se extrakčními teplotami. To často způsobuje poškození a ztrátu kvality extraktu, protože teplota ovlivňuje stabilitu fenolických sloučenin.
Extrakce pevných látek a tekutin asistovaná ultrazvukem byla ukázána jako účinná a časově úsporná metoda extrakce. Vysoce výkonné ultrazvukové síly zajišťují potřebnou energii pro extrakci, takže je zapotřebí méně nebo dokonce žádných rozpouštědel. Teplota může být dobře řízena, jelikož sonikovaný dávkový nebo průtokový reaktor může být účinně ochlazován (případně zahříván). Pro extrakční procesy s rozpouštědly nabízí společnost Hielscher Ultrasonics ATEX a FM certifikované ultrazvukové systémy odolné proti výbuchu.
Kvůli intenzivním extrakčním silám ultrazvuku je již již vyčerpaná kávová drť (kávový odpad) stále surovinou bohatou na extrahovatelné sloučeniny. Vzhledem k tomu, že odpadní materiál z kávy je levný a dostupný ve velkém množství, je ideální surovinou pro extrakci zbývajících aktivních látek. Ačkoliv obsah kofeinu a dalších složek v odpadu z kávy je nižší než u nevyužívaného kávového prášku, stále zůstává velké množství a je možné jej extrahovat. Pro uvolnění těchto sloučenin z půdy kávového zrna se plný vliv na parametry zpracování stává zvláště významným. Vysokovýkonný ultrazvuk dokáže extrahovat velké množství účinné látky v krátkém čase zpracování.

Ultrazvuku je úspěšná metoda pro extrakci účinné látky, příchutě a další intracelulární složky z rostlinných buněk.

Ultrazvukové inline procesor UIP1500hd

Žádost o informace





extrakce kofeinu

Kofein může být požadována nejčastěji spotřebované stimulant. Jako kofein nejen spotřebované pitné uvařená káva, kofein, výtažek se používá v průmyslu k léčbě jiný produkt s kofeinem jako doplňková. Tím je umožněno vytvořit silnější kávu nebo formulovat nealkoholických nápojů (například cola), energetické nápoje nebo jiné potraviny (např. Čokoláda).
Ale kofein není jen používá jako přísada při Jídlo produkce, je to důležitý aktivní sloučeniny ve farmaceutickém průmyslu stejně. Běžné užití kofeinu extraktu je např. Přísada do léčiv pro bolest hlavy a migréna nebo v proti bolesti.
Pro extrakci kofein, hlavní alkaloid v kávě, ultrazvuku je vhodnou metodou. Wang a jeho kolegové [Wang et al. 2011] zjistili, že pouze krátká doba extrakce je zapotřebí k dosažení nasyceném stavu, je-li použit ultrazvuku. To znamená, že ultrazvuk velmi efektivní a časově nenáročné techniky pro získání kofein.

Ultrazvuková extrakce je vynikající metodou pro výrobu studené kávy z kávové mleté. Sonikace uvolní chuťové sloučeniny a kofein během několika sekund.

Ultrazvuková extrakce kofeinu a vaření studené kávy

Aromatické a aromatické sloučeniny

Těkavé káva sloučeniny jsou nejcennější frakce pražených kávových bobů a dodává kávu svou jedinečnou chuť a vůni. Kvalita rozpustné kávy může být podstatně zlepšena přidáním aroma absorbuje kávy olejů na kávového prášku.
Srovnávací studie, která zkoumala extrakci fenolických sloučenin z jahod, ukázala, že ultrazvuková extrakce způsobuje menší degradaci fenolů a je mnohem rychlejší extrakční proces ve srovnání s jinými extrakčními metodami, včetně metody pevné kapaliny, subkritické vody a mikrovlnné techniky. [Herrera a kol. 2005]
Studium Wang a jeho spolupracovníků [Wang et al. 2011] ukazuje, že nízké frekvence, vysoký výkon ultrazvuk je účinnější pro extrakci kávy chutí. Speciálně pro 4-Tridecanone a 2-methoxy-3-methylpyrazin, zjistili, že ultrazvukový extrakce více jednoduché a efektivní techniku ​​získávání velmi vysoké výtěžky extrakce. Dále je ukázáno, že teplota musí být řízena jako káva aromatické složky jsou při vysokých teplotách velmi těkavý. Jsou dosaženy dobré výsledky extrakce v rozsahu teplot mezi 35 ~ 65 ° C a za relativně krátkodobého ozáření ultrazvukem.

extrakce Tea

Dosažené výsledky ultrazvukem asistované extrakci jsou také vhodné pro extrakci čajových sloučenin (například zelený čaj koncových členů). Studie Xia et al. vykazoval významně vyšší obsah čajové polyfenoly, aminokyseliny a kofein v zpracuje s ultrazvukem čajových infuzí, než v těch, získané běžnou extrakcí. To má za následek zlepšení výsledků při organoleptického hodnocení, které se ukázalo: senzorický kvalita čaje infuze s ultrazvukem asistované extrakci byla lepší než u čaje infuze s běžnou extrakcí. [Xia a kol. 2005]

Hielscher je ultrasonicators, např UP200S (na obrázku), jsou velmi úspěšné pro extrakci uvnitř buněčné hmoty.

ultrazvukové extrakce z bylin

Závěr

Ultrazvukem asistované těžba je účinný, časově nenáročné a kontrolovatelné způsob pro extrakci účinných látek z kávy. Mezi zajímavé a cenné sloučeniny jsou kofein, a antioxidanty, jako je fenolových diterpenů (cafestol, kahweol) a askorbové kyseliny. Hlavní výhody extrakce ultrazvukem asistované jsou založeny na vliv a kontrolu nad ultrazvukových parametrů extrakce.

Literatura / Reference

  • Cao, Chuanhai; Wang, Li; Lin, Xiaoyang; Mamcarz, Malgorzata; Zhang, Chi; Bai, Ge; Nong, Jasson; Sussman, Sam; Arendash, Gary (2011): Kofein Synergizes s další kávu Component ke zvýšení Plazmové GCSF: Vazba na kognitivních Výhody u Alzheimerovy myší. Journal of Alzheimerovou chorobou 25/2 2011. 323-335.
  • Dong, Juane; Liu, Yuanbai; Liang, Zongsuo; Wang, Weiling (2010): Výzkum na ultrazvukem asistované extrakci salvianolové kyseliny B z miltiorrhiza kořene Salvia. Ultrazvuk Sonochemistry 17/1 2010. 61-65.
  • Herrera, M.C .; Luque de Castro, M. D. (2005): ultrazvukem asistované extrakci fenolických sloučenin z jahod před kapalnou chromatografickou separací a detekcí UV diodovým polem. Journal of Chromatoraphy A, 1100, 2005. 1-7.
  • Higdon, Jane V .; Frei, Balz (2006): Káva a zdraví: studie nedávno Human Research. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 46/2 2006. 101-123.
  • Mussato, Solange I .; Ballesteros, Lina F .; Martins, Silvia; Teixeira, José A (2011): Extrakce antioxidačních fenolických sloučenin z vyhořelého mleté ​​kávy. Separace a čištění Technology 83 / 2011. 173-179.
  • Sheu, Shane-Rong; Wang, Cheng-Chi; Chang Sheng-Yu; Jang, Li-Chen, Jang, Ming-Jyi; Cheng, Po-Jen (2009): Vliv Extraction výrobního procesu na kofeinu koncentraci. In: Sborník Mezinárodního MultiConference inženýrů a počítačových vědců 2009 Vol II, Imecs 2009, 18. března – 20, 2009, Hongkong.
  • Suslick, K.S .: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. 4th ed. J. Wiley & Synové: New York; 26, 1998. 517-541.
  • Wang, Cheng-Chi; Sheu, Shane-Rong; Chou, Ya-Yen; Jang, Ming-Jyi; Yang, Li-Chen (2011): Román optimalizovaný proces extrakce úsporu energie na kávu. Thermal Science 15/1 2011. 53-59.
  • Wang, Lijun; Weller, Curtis L. (2006): Nedávné pokroky v těžbě nutraceuticals z rostlin. Trends in Food Science & Technologie 17, 2006. 300-312.
  • Xia, Tao; Shi, Siquan; Wan, Xiaochun (2006): Vliv ultrazvukem asistované extrakci na chemické a senzorické kvalitě čaje infuze. Journal of Food Engineering 74/4, 2006. 557-560.

Kontakt / požádat o další informace

Promluvte si s námi o vaše požadavky na zpracování. Doporučíme nejvhodnější nastavení a zpracování parametrů pro váš projekt.





Uvědomte si prosím naši Zásady ochrany osobních údajů,