Ultrazvukové hydrodestilace éterických olejů

Konvenční extrakce silic je nákladné a časově náročné.
Ultrazvukové extrakce poskytuje vyšší výtěžky a vynikající kvalitu extraktu.
Ultrazvukový se může provádět jako rozpouštědel, nebo na bázi vody extrakční metody. Případně, použití ultrazvuku lze kombinovat s tradičními odsávání s cílem zlepšit efektivitu a kvalitu.

Hydrodestilace z rostlinných výtažků

Hydrodestilace je variantou parní destilací. Pro extrakci hydrodestilace, rostlinný materiál se namočí po určitou dobu ve vodě, načež se směs zahřívá a těkavé materiály se unášet v páře, kondenzuje a oddělí. Jedná se o běžné extrakční proces pro oddělení fytochemické sloučeniny z rostlinného materiálu. Parní destilace je běžná technika izolovat esenciální oleje, např. pro kosmetiku.
Vzhledem k tomu, řada organických sloučenin mají tendenci se rozkládat při vysokých teplotách, trvalým, je průmysl krokování vpřed použít alternativní mírné metody zpracování, které poskytují lepší výsledky extrakce (vynikající kvalitu, vyšší výnosy).

Problémy s tradičními extrakčními technikami, jako je parní destilace, spočívají v obrovských množstvích rostlinného materiálu, které jsou nutné pro extrakci silic v komerčním měřítku. Pro 1 kg (2 1/4 lb) levandulového esenciálního oleje je cca. 200kg (440lb) čerstvých květů levandule, pro 1kg růžového oleje jsou potřebné 2,5 až 5 metrických tun růží okvětních lístků a pro 1kg citrónového oleje se surovina skládá z cca. 3000 citronů. Proto jsou éterické oleje velmi drahé. Pro absolutní růžice je cena kolem 20.000 € (21.000US $) za litr.
Chcete-li získat výhody týkající se ziskovosti a konkurenceschopnosti, producenti silic musí zavést účinnější a efektivnější metody těžby. Příznivé techniky ultrazvukové extrakce vyniká tradiční metody extrakce mírnými extrakčních podmínek, vysoké výtěžky a vynikající kvalitu extraktu. Sonikace může být provedena jako extrakčního rozpouštědla na bázi, nebo bez rozpouštědla. Alternativně, ultrazvukové extrakce může být kombinovat s běžné odsávání, např Soxhletova extrakce, Extrakce Clevenger, superkritický CO₂, Ohmická hydrodestilace atd. (Sono-Soxhletův, I-Clevenger, I-SCCO₂Ultrazvukové ohmická hydrodestilace).

Ultrazvukové Extrakce éterických olejů

Ultrazvukové extrakce bylo prokázáno, že poskytují vyšší výtěžky extrakce a ke snížení spotřeby energie. Princip činnosti ultrazvukového extrakce je bublina imploze generované ultrazvukové kavitace. Bublina imploze vytváří mikro-trysky, které ničí lipidové žlázy v rostlinné buňce tkáně. Tím se přenos hmoty mezi buňkou a rozpouštědlo se zlepší a silice se uvolní. Hlavní výhodou dnešních moderních ultrazvukových extraktorů je přesné řízení provozních parametrů (např. Ultrazvukového intenzita, teplota, doba léčby, tlak, retenční čas atd.). Zvýšený výnos éterických olejů, jakož i nižší tepelné degradaci, vysokou kvalitu a dobrou chuť jsou vědecky prokázané (Porto et al 2009;.. Asfaw et al 2005), Zatímco jiné moderní extrakční techniky nabízejí pouze omezenou možnost scale-up na průmyslovou výrobu, potence lze škálovat až na ultrazvukové extrakce na průmyslové úrovni se již osvědčila. Například, je výtěžek extrakce esenciálních olejů z japonského citrusů byla zvýšena o 44% ve srovnání s tradičními metodami extrakce (Mason et al., 2011),

Ultrazvukové Předběžné zpracování pro extrakci silic

Pro ultrazvukové extrakci silice z rostlinného materiálu (např. Lavandin, šalvěj, citrusů atd), je použití ultrazvuku snímací systém typu, jako je například UIP2000hdT může být použita pro extrakci v bench-top, pilot a výrobním měřítku. V zařízení na odsávání může být nastavena jako dávkový nebo in-line systému.
Pro ultrazvukovou extrakci dávky se doporučuje nádoba s okolní studenou vodou. Vodní lázeň umožňuje zabránit nežádoucímu nárůstu teploty a výsledné degradaci. Pro extrakci lavandinového esenciálního oleje jsou květy levandule extrahovány např. 2 litry destilované vody na extrakci 30 minut. Ultrazvuková amplituda je nastavena na 60%. Po ultrazvukové předběžné úpravě se odstraní levandulová květina a konvenční destilace s parou se provádí pro extrakci silice.
Pro nastavení extrakční inline, ultrazvukový procesor ist vybavena sonotrody a průtok buňky. Pro chlazení účel, reaktor průtoková kyveta je opatřena chladicím pláštěm. U ultrazvukového předběžného zpracování se macerované rostlinný materiál se čerpá do reakční komory, kde prochází přímo přes kavitačné zóny. Dalším přínosem ultrazvukového extrakce inline je možnost natlakování do reakční komory pro zvýšení účinku extrakce.
Ultrazvukový předběžné ošetření před hydrodestilace zvyšuje výtěžek extrahovaných esenciálních olejů a zlepšuje rychlost extrakce – což vede k celkovému účinnější postup.

Ultrazvukový dávkový proces pro hydrodestilaci před zpracováním, jako je bylinná extrakce

Ultrazvuková destilace

Ultrazvukový systém pro dávkovou extrakci (Klikněte pro zvětšení!)

Vlastní ultrazvukové nastavení pro extrakci

Výhody ultrazvukové extrakce

Rychle & účinné extrakce
Non-termální, mírné proces
Vysoce kvalitní výtažky
vysoký výnos
Plná vůně spektrum
Méně surovina
Zelená těžba

Ultrazvukový Výroba nanoemulze

Zájem o využití nanoemulze jako nosičů pro lipofilních složek potravin, jako nosič účinné látky v farmaceutických a kosmetických výrobků výrazně roste v důsledku jejich vysoké optickou čirost, dobrou fyzikální stabilitu a schopnost zvyšovat biologickou dostupnost. ultrazvukové emulgace připravuje stabilní mikro- a nano-emulze, které zaručují nejlepší výsledky v konečném produktu.
Zde se dozvíte více o ultrazvukové emulgaci!

ultrazvukové Effects

Ultrazvukové extrakce efekty jsou založeny na principu ultrazvukové kavitace, Kavitace v kapalinách vytváří vysokých střižných sil, kapalný streaming a microturbulences, které jsou čistě mechanické účinky.

Sono-Clevenger pro extrakci esenciálních olejů. Obrázek z Pingret a kol., 2014.

Clevenger s Uf200 ः t
Obrázek:. Pingret et al, 2014.

Ultrazvukové odsávací systémy

Výkon ultrazvukové systémy Hielscher jsou k dispozici pro bench-top, poloprovozní a instalací průmyslových celků. Naše ultrazvukové procesory jsou přesně regulovatelné a mohou přinést velmi vysoké amplitudy (až 200 um pro průmyslové ultrasonicators vyšší amplitudy na požádání) pro generování intenzivní akustické pole. Všechny naše ultrazvukové přístroje – z laboratoře do průmyslových systémů – jsou postaveny na 24/7 provoz za těžkých podmínek.
Hielscher je ultrazvukové extractors mohou být testována v bench-top měřítku pro testy proveditelnosti a optimalizace procesů. Poté, všechny výsledky proces může být lineárně zmenšen na plné průmyslové výroby. Naše dlouhodobé zkušenosti v ultrazvukové zpracování nám umožňuje nahlédnout a pomáhat našim klientům z prvních testů a optimalizace procesů k realizaci jako vysoce efektivní průmyslové provozy. Navštivte náš technial laboratoř a Process Center, aby prozkoumala možnosti ultrazvukových systémů Hielscher to!
Naše robustní ultrazvukové systémy mohou být použity pro pečení a inline ultrazvuku. Dovybavení stávajících výrobních linek lze snadno provést, taky.

Kontaktujte nás! / Zeptej se nás!

Související příspěvky

Literatura / Reference

Dent, M.; Dragović-Uzelac, V; Elez Garofulić, I.; Bosiljkov, T.; Ježek, D.; Brnčić, M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound-assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from Sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q., 29 (3), 2015. 475–484.
Djenni, Z.; Pingret, D.; Mason, T.J.; Chemat, F. (2013): Sono–Soxhlet: In Situ Ultrasound-Assisted Extraction of Food Products. Food Anal. Methods 6, 2013. 1229-1233.
Li, Y.; Fabiano-Tixier, A.-S.; Chemat, F. (2014): Essential Oils as Reagents in Green Chemistry, SpringerBriefs in Green Chemistry for Sustainability, 2014. p.9-20.
Petigny, L.; Périno-Issartier, S.; Wajsman, J.; Chemat, F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). Int. J. Mol. Sci. 2013, 14, 5750-5764.
Pingret, D.; Fabiano-Tixier, A.-S.; Chemat, F. (2014): An Improved Ultrasound Clevenger for Extraction of Essential Oils. Food Anal. Methods 7, 2014. 9–12.
Sicaire, Anne-Gaëlle; Vian, Maryline Abert; Fine, Frédéric; Carré, Patrick; Tostain, Sylvain; Chemat, Farid (2016): Ultrasound induced green solvent extraction of oil from oleaginous seeds. Ultrasonics Sonochemistry (2016), Vol. 31. 319-329.
Yoswathana, N.; Eshiaghi, M.N.; Jaturapornpanich, K. (2012): Enhancement of Essential Oil from Agarwood by Subcritical Water Extraction and Pretreatments on Hydrodistillation. International Journal of Chemical, Molecular, Nuclear, Materials and Metallurgical Engineering Vol:6, No:5, 2012. 453-459.

Fakta Worth Knowing

Úspěšně extrahovat Ultrazvuk

Vkládají se rostlinný materiál a rostlinné tkáně se ukázalo, že ultrazvukové extrakce dosáhne lepší výsledky extrakce. Ultrazvukové extrakce poskytuje vyšší výtěžky, kvalitní extrakty s kompletní sloučeniny / aroma profilem a plnou příchutí spektra.
Byliny & listy: máta peprná, máta, Stevia, konopí, Chmel, bazalka, tymián, pepř, oregano, šalvěj, fenykl, petržel, eukalyptus, olivový, zelený čaj, Černý čaj, boldovníkový, Tabák, máta peprná, majoránka, atd.
Flowers (attars): Rose, levandule, ylang-ylang, jasmín, pačuli, tuberóza, mimóza, atd.
Ovoce: pomeranč, citrus, citron, malina, rajčata, jablka, borůvky, borůvky, mandarinky, hrozny, olivový, Jujuba, atd.
koření: šafrán, Koriandr, Zázvor, Vavřínový, muškátový oříšek, skořice, kurkuma, vanilka, hřebíček, muškátový oříšek, muškátový květ atd.
Dřevo & kůra: agarwood, dub, santalové dřevo, cedrové dřevo, borovice, skořice kůra, atd.

Botanické extrakty obsahují celé spektrum aktivních látek a fytochemikálií tak, že základní olej obsahuje lipidy, terpeny a terpenoidy, fenoly, alkaloidy, flavonoidy, karbonylové sloučeniny, antioxidanty, vitaminy, barviva, enzymy, atd
Příklady získaných molekul: monoterpeny a monoterpeneoids, seskviterpenů, limonen, karvon, a-pinen, limonen, 1,8-cineol, cis-ocimen, trans-ocimen, 3-oktanon, beta-karoten, α-pinen, kafru, kamfen , β-pinen, myrcen, para-cymen, limonen, γ-terpinen, linalool, myrtenol, myrtenal, karvon.
Éterické oleje ukazují, antioxidační a antimikrobiální účinky, které je činí kromě jejich vůně a chuti příznivý složku pro potravinářské a lékařské produkty, také.
Éterické oleje, např. z levandule, máta peprná a eukalyptu, jsou většinou vyráběny destilací s vodní parou. Surový rostlinný materiál, jako jsou květiny, listy, dřevo, kůra, kořeny, semena, a slupky se extrahují pomocí destilace vody, zatímco promočený a vaří se s vodou v destilační aparatuře.

hydrodestilace

Pro hydrodestilace, dvě formy jsou diferencované: destilace vody a destilací s vodní párou.
Pro izolaci silic destilací vody, rostlinný materiál se umístí do vody, která se vaří. Pro destilaci vodní parou, pára se vstřikuje do / přes rostlinného materiálu. Vzhledem k působení horké vody a páry, silice je uvolněn z lipidových žláz v rostlinné tkáni. Odpařující se vodní pára nese oleje z rostlinného materiálu. Potom se pára kondenzuje v kondenzátoru nepřímým chlazením vodou. Z kondenzátoru, destilovaná extrakt (silice) teče do separátoru, kde je olej automaticky oddělí od destilátu vody.

extrakce rozpouštědlem

Vzhledem k účinnosti, většina esenciální oleje, např. pro parfémy a vůně průmyslu, jsou vyráběny extrakcí rozpouštědlem, za použití těkavých rozpouštědel, např. hexan, di-methylen-chlorid, nebo petrolether. Hlavní výhody extrakcí rozpouštědlem po destilaci je to, že rovnoměrné teploty (cca. 50 ° C), může být udržována v průběhu celého procesu. Vzhledem k tomu, vyšší teploty vedou k degradaci základních sloučenin olej, oleje rozpouštědlem extrahuje se vyznačují vyšší úplnosti své těkavých sloučenin a přirozenější zápachu.
nadkritický CO₂ Je prokázáno, že vynikající organické rozpouštědlo, i, a je proto další alternativní způsob pro extrakci aromatických olejů z rostlin.

Extrakční rozpouštědla

Tradiční organická rozpouštědla pro extrakci jsou benzen, toluen, hexan, dimethylether, petrolether, di-methylen-chlorid, ethyl-acetát, aceton, nebo ethanol.
Ethanol se používá pro extrakci vonné sloučeniny ze suchých rostlinných materiálů, jakož i ze znečištěných olejů nebo betonů, které byly vyrobeny za prvé extrakcí organickým rozpouštědlem, výrazu nebo enfluerage. Etanol extrakty z suchých materiálů jsou známé jako tinktury. Tinktury se nesmí zaměňovat s ethanolem promývání, které se provádějí na čištění oleje a betonů získat absolutes.
Při použití vody jako extrakční kapaliny, proces se nazývá extrakce bez rozpouštědel.

Éterické oleje

Esenciální oleje jsou produkovány extrakcí z rostlinného materiálu. Jako surovina různé druhy rostlinných částí mohou být použity, např. květiny (například růže, jasmín, karafiát, hřebíček, mimóza, rozmarýn, levandule), listy (například máta, Ocimum spp., lemongrass, jamrosa), listy a stonky (např pelargónie, pačuli, petitgrain, verbeny, skořice), kůra ( například skořice, kasie, canella), dřevo (např cedr, santalové, borovice), kořeny (např angelica, sassafras, vetiver, Saussurea, kozlík lékařský), semena (např fenyklu, koriandr, kmín, kopr, muškát), ovoce (bergamot, pomeranč, citron, jalovec), oddenky (např zázvor, puškvorce, kurkuma, orris) a gumy nebo výtažek výpotky (např balzám Peru, Myroxylon balsamum, Storax, myrha, benzoin).

Beton a Absolute

Beton je termín pro semi-pevná hmota, která se získává extrakcí rozpouštědlem z čerstvého rostlinného materiálu. Čerstvý rostlinný materiál je většinou extrahuje nepolární rozpouštědla, jako je benzen, toluen, hexan, petrolether. Po procesu extrakce, rozpouštědlo se odpaří, aby se semi-pevný zbytek z éterických olejů, vosků, pryskyřic a dalších lipofilních (hydrofobní) fytochemických látek se získají. Jedná se o tzv beton.
Pro získání absolutní z betonu, musí být betonová reagovat se silnou alkoholem, ve kterém může být určité složky rozpuštěné.