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.

Zlepšete extrakci kofeinu pomocí ultrazvuku

Chuť kávy a účinky kofeinu jsou vášní, kterou po staletí sdílejí miliony lidí po celém světě. Vzhledem k tomu, že milovníci kávy i vědci hledají způsoby, jak zlepšit extrakci kofeinu, bioaktivních sloučenin a příchutí z kávových zrn, objevily se inovativní techniky, které tento proces revolucionizují. Jedna taková metoda, využívající sílu ultrazvuku, se ukázala jako slibný nástroj pro zlepšení účinnosti extrakce kofeinu. Hielscher sonicators umožňují extrahovat vyšší výnosy kofeinu a odemknout nové dimenze chutí a vůně v kávových nápojích, potravinářských přídatných látkách a extraktech.

Žádost o informace





Ultrasonicator UIP6000hdT pro průmyslové dekofeinace kávových zrn, čaje a kakaa. Ultrazvuku usnadňuje a zesiluje švýcarský proces dekofeinizace vody.

Průmyslový ultrasonicator UIP6000hdT pro kontinuální extrakci kofeinu z kávových zrn

 

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

Miniatura videa

 

Výhody extrakce kávových zrn pomocí sonikace

Vysoká účinnost a vynikající kvalita kávového extraktu jsou pouze dvě kritéria, díky nimž je použití sonikátorů typu sondy Hielscher nejlepší metodou pro extrakci kofeinu a kávových sloučenin z kávových zrn. Níže jsou uvedeny nejdůležitější výhody ultrazvukové extrakce kávy:

  • Účinnost: Soniocyty typu sondy generují intenzivní ultrazvukové vlny, které mohou účinně proniknout pevnými materiály. To pomáhá rozbít strukturu kávových zrn a usnadňuje extrakci kofeinu.
  • Přesné ovládání: Sonda-typ sonicators umožňují přesné řízení ultrazvukové energie a doby expozice. Tato kontrola je nezbytná, aby se zabránilo nadměrné extrakci, která může vést k nežádoucím chutím a hořkosti v kávovém extraktu.
  • Rychlost: Sonikace je rychlý proces a sondové sonikátory mohou výrazně zkrátit dobu extrakce ve srovnání s tradičními metodami, což činí proces efektivnějším.
  • Uniformita: Ultrazvukové vlny mohou poskytnout rovnoměrnější extrakci v celém materiálu kávových zrn a zajistit rovnoměrnou extrakci kofeinu.
  • Snížená spotřeba rozpouštědel: Ultrazvuková extrakce často vyžaduje méně rozpouštědla ve srovnání s tradičními metodami. To může být šetrné k životnímu prostředí a nákladově efektivní.
  • Konzervace aromatických látek: Sonikace sondového typu může být optimalizována tak, aby selektivně extrahovala kofein, zatímco ostatní aromatické sloučeniny zůstávají z velké části neporušené. To je důležité pro zachování kvality a chuti kávového extraktu.
  • Škálovatelnost: S Hielscher Ultrasonica, ultrazvukové extrakční procesy mohou být lineárně zvětšeny pro průmyslové aplikace. To znamená, že proveditelnost a optimalizace procesů mohou být v laboratorním měřítku a poté bez rizika a snadno škálovatelné na produkční kapacitu.
Ultrazvuková sonda UP400St pro účinnou extrakci kofeinu z kávových zrn, čaje a kakaa. Ultrazvuku zesiluje a zlepšuje švýcarský proces dekofeinizace vody.

Ultrazvuková sonda UP400ST pro účinnou extrakci kofeinu z kávových zrn, čaje a kakaa.

 

V této prezentaci vás seznámíme s výrobou rostlinných extraktů. Vysvětlujeme výzvy výroby vysoce kvalitních botanických extraktů a jak vám sonikátor může pomoci překonat tyto výzvy. Tato prezentace vám ukáže, jak funguje ultrazvuková extrakce. Dozvíte se, jaké výhody můžete očekávat pomocí sonikátoru pro extrakci a jak můžete implementovat ultrazvukový extraktor do výroby extraktu.

Ultrazvuková botanická extrakce - Jak používat sonikátory k extrakci botanických sloučenin

Miniatura videa

 

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.
Ultrazvukem asistovaná extrakce pevné kapaliny byla prokázána jako účinná a časově úsporná extrakční metoda. Vysoce silné ultrazvukové síly poskytují potřebnou energii pro extrakci, takže je zapotřebí méně nebo dokonce žádná rozpouštědla. Teplota může být dobře regulována, protože sonikovaný dávkový nebo průtokový reaktor může být účinně chlazen (nebo v případě potřeby zahřát).
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.

Ultrazvukový extraktor instalovaný na reaktoru pro extrakci bioaktivních sloučenin z čaje a kávy

Ultrazvukový extraktor UIP2000hdT pro extrakci bioaktivních sloučenin z kávových zrn

Vysoce výkonné sonikátory pro extrakci kávy

Acoustic cavitation as shown here at the Hielscher ultrasonicator UIP1500hdT is used to initiate and promote chemical reactions. Ultrasonic cavitation at Hielscher's UIP1500hdT (1500W) ultrasonicator for sonochemical reactions.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 zvukové vlny, které se šíří do kapalného média, vedou ke střídání vysokotlakých (kompresních) a nízkotlakých (zředěných) cyklů, s rychlostmi závislými na frekvenci. Během nízkotlakého cyklu vytvářejí ultrazvukové vlny s vysokou intenzitou v kapalině malé vakuové bubliny nebo dutiny. Když bubliny dosáhnou objemu, při kterém již nemohou absorbovat energii, prudce se zhroutí během vysokotlakého cyklu. Tento jev se nazývá akustická kavitace. Během imploze jsou lokálně dosahovány velmi vysoké teploty (cca 5 000 K) a tlaky (cca 2 000 atm). Imploze kavitační bubliny má také za následek kapalné trysky o rychlosti až 280 m / s. [Suslick 1998] Těmito extrémními silami dochází k sonolýze, buněčné stěny jsou narušeny a intracelulární materiál je extrahován.
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 sonikace může být také snížena provozní teplota, což umožňuje extrakci komponent citlivých na teplotu. Ve srovnání s jinými novými extrakčními technikami, jako je extrakce pomocí mikrovlnné trouby, je ultrazvukový přístroj levnější a jeho obsluha je jednodušší. Kromě toho může být ultrazvukem asistovaná extrakce použita s jakýmkoliv rozpouštědlem, jako je extrakce Soxhlet, pro extrakci široké škály přírodních sloučenin. [Wang et al. 2006]
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.

Žádost o informace





Extrakce kofeinu vylepšená sonikací

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).
Kofein se však nepoužívá pouze jako přísada při výrobě potravin, je také důležitou aktivní sloučeninou ve farmaceutických výrobcích. Běžnou aplikací kofeinového extraktu je např. příměs do léků na bolesti hlavy a migrény nebo do léků proti bolesti.
Pro extrakci kofeinu, hlavního alkaloidu v kávě, je vhodnou metodou ultrazvuku. Wang a jeho kolegové zjistili, že k dosažení nasyceného stavu je zapotřebí pouze krátká doba extrakce, pokud se používá ultrazvuku. To znamená, že ultrazvuk je velmi účinná a časově úsporná technika pro získání kofeinu. [Wang et al. 2011]

Aromatické molekuly a aromatické sloučeniny

Kofein lze extrahovat pomocí sonikátorů. Ultrazvuková extrakce kofeinu vyniká vyššími výnosy a kratšími dobami zpracování.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]
Studie Wanga a jeho kolegů ukazuje, že nízkofrekvenční, vysoce výkonný ultrazvuk je účinnější pro extrakci kávových příchutí. Zvláště pro 4-Tridecanone a 2-Methoxy-3-methylpyrazin zjistili, že ultrazvuková extrakce je snadnější a účinnější technikou získání velmi vysokých výnosů extrakce. Dále je ukázáno, že teplota musí být kontrolována, protože složky kávy jsou při vysokých teplotách velmi těkavé. Dosáhli dobrých výsledků extrakce v teplotním rozsahu mezi 35 ~ 65 ° C při relativně krátkém ultrazvukovém ozařování. [Wang et al. 2011]

 

V tomto videoklipu vám ukážeme, jak si můžete rychle připravit kávu vařenou za studena pomocí kávové podložky a ultrazvuku typu sondy UP200Ht .

Cold Brew káva se sonikátorem (Hielscher UP200Ht sonikátor)

Miniatura videa

 

Extrakce čaje vylepšená sonikací

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: Vysoce účinná extrakce kofeinu ultrazvukem

Ultrazvukem asistovaná extrakce je účinná, časově úsporná a kontrolovatelná metoda extrakce účinných sloučenin z kávy. Nejzajímavějšími a nejcennějšími sloučeninami jsou kofein a antioxidanty, jako jsou fenolické diterpeny (cafestol, kahweol) a kyseliny askorbové. Hlavní výhody extrakce s ultrazvukem jsou extrakt vynikající kvality při vysokých výtěžcích. Tyto výhody ultrazvukové extrakce jsou dosaženy optimalizací a přesným řízením ultrazvukových extrakčních parametrů.

Vysoce výkonné sonikátory pro extrakci kofeinu

Pokud jde o extrakci kofeinu v jakémkoli měřítku zpracování, Hielscher Sonicators stojí jako vrchol inovací a efektivity. Ať už jste malý řemeslný výrobce nebo rozsáhlé průmyslové výrobní zařízení, Hielscher sonicators nabízejí přesné a výkonné řešení pro extrakci čisté esence kofeinu z vašeho zdrojového materiálu.

  • Přesnost a konzistence: Hielscher sonda-typ sonicators jsou navrženy tak, aby poskytovaly přesné ovládání procesu extrakce. Jejich nejmodernější technologie zajišťuje konzistentní výsledky šarže po dávce, což vám umožní udržet kvalitu a účinnost vašeho kofeinového extraktu.
  • Škálovatelnost: Hielscher nabízí řadu sonicators vhodných pro různé stupnice zpracování. Od kompaktních stolních modelů pro výzkum a vývoj až po robustní průmyslové systémy schopné zpracovávat velké objemy, Hielscher poskytuje flexibilitu potřebnou pro splnění vašich výrobních požadavků.
  • Účinnost: S Hielscher sonicators, můžete výrazně snížit dobu extrakce ve srovnání s tradičními metodami. Ultrazvukové vlny generované těmito stroji vytvářejí intenzivní kavitační síly, rychle rozkládají buněčné stěny a uvolňují molekuly kofeinu, což vede ke kratším cyklům zpracování.
  • Univerzálnost: Hielscher sonicators nejsou omezeny na samotnou extrakci kofeinu. Naše sonikátory jsou přizpůsobitelné širokému spektru aplikací v potravinářském, farmaceutickém a kosmetickém průmyslu. Ať už extrahujete kofein z kávových zrn, čajových lístků nebo jiných botanických zdrojů, Hielscher sonicators nabízejí všestrannost, aby vyhovovaly vašim potřebám.

Hielscher Ultrasonics je společnost certifikovaná ISO a klade zvláštní důraz na vysoce výkonné ultrasonicators představovat state-of-the-art technologie a uživatelská přívětivost. Samozřejmě, Hielscher ultrasonicators jsou CE kompatibilní a splňují požadavky UL, CSA a RoHs.

Níže uvedená tabulka vám dává informaci o přibližné zpracovatelské kapacity našich ultrasonicators:

Hromadná dávka průtok Doporučené Devices
00,5 až 1,5 ml na VialTweeter
1 až 500 ml 10 až 200 ml / min UP100H
10 až 2000ml 20 až 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
00,1 až 20L 00,2 až 4 litry / min UIP2000hdT
10 až 100L 2 až 10 l / min UIP4000hdT
15 až 150 l 3 až 15 l/min UIP6000hdT
na 10 až 100L / min UIP16000
na větší hrozen UIP16000

Kontaktujte nás! / Zeptej se nás!

Požádejte o další informace

Použijte níže uvedený formulář a vyžádejte si další informace o ultrazvukových procesorech, aplikacích a ceně. Rádi s vámi probereme váš proces a nabídneme vám ultrazvukový systém splňující vaše požadavky!









Uvědomte si prosím naši Zásady ochrany osobních údajů,


Ultrazvukové homogenizátory s vysokým smykem se používají v laboratorních, stolních, pilotních a průmyslových zpracováních.

Hielscher Ultrazvuk vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory pro míchání aplikací, disperze, emulgaci a extrakce v laboratoři, pilotním a průmyslovém měřítku.



Káva a kávové extrakty

Káva - vyrobena z pražených kávových zrn – je velmi populární nápoj, který se konzumuje po celém světě. Kromě svého vitalizujícího účinku, pokud je konzumován jako stimulační nápoj, jsou sloučeniny kávy zajímavé pro potravinářský, farmaceutický (např. v lécích proti bolesti) a kosmetický průmysl, protože se používají jako cenné přísady v různých produktech. To platí zejména pro kofein (1,3,7-trimethylxanthin) a antioxidanty, které jsou známé svými pozitivními účinky na lidské zdraví. Káva obsahuje mimo jiné fenolické diterpeny, jako je kafestol a kahweol, a kyseliny askorbové, které jsou známé svou antioxidační aktivitou. Epidemiologické studie naznačují, že složky kávy mohou mít preventivní účinek na několik chronických onemocnění, včetně diabetes mellitus 2. typu, Alzheimerovy choroby, Parkinsonovy choroby a onemocnění jater, jako je cirhóza a hepatocelulární karcinom.
Ultrazvuk je dobře známý a osvědčený nástroj pro mnoho různých aplikací v různých průmyslových odvětvích. Jednou z nejvýznamnějších a nejúspěšnějších aplikací výkonového ultrazvuku je extrakce bioaktivních sloučenin z rostlin. Ultrazvuková kavitace narušuje buňky a způsobuje tím uvolnění intracelulární hmoty. Vzhledem k těmto účinkům poskytuje sonikace vyšší a úplnější extrakční výnosy ve velmi krátké době zpracování. Jako technika netepelného zpracování jsou bioaktivní molekuly zabráněny degradaci vysokými teplotami, což vede k vysoce kvalitním extraktům.

Literatura / Reference


Vysoce výkonný ultrazvuk! Sortiment produktů Hielscher pokrývá celé spektrum od kompaktního laboratorního ultrasonicatoru přes bench-top jednotky až po plně průmyslové ultrazvukové systémy.

Hielscher Ultrasonics vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory od Laboratoř na průmyslové velikosti.


Rádi probereme váš proces.

Pojďme se spojit.