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

Ultrazvuková extrakce je vysoce účinná technika pro výrobu vysokých výnosů botanických extraktů auch jako éterické oleje.Hydrodestilace je variantou parní destilace. Pro hydrodestilační extrakci je rostlinný materiál po určitou dobu namočen ve vodě, poté se směs zahřeje a těkavé materiály se odnesou párou, kondenzují a oddělí. Jedná se o běžný extrakční proces separace fytochemických sloučenin z rostlinného materiálu. Parní destilace je běžná technika izolace esenciálních olejů, např. pro parfumerii.
Vzhledem k tomu, že mnoho organických sloučenin má tendenci se rozkládat při vysokých trvalých teplotách, průmysl postupuje vpřed k používání alternativních metod jemného zpracování, které poskytují lepší výsledky extrakce (vynikající kvalita, vyšší výnosy). Ultrazvuková hydrodestilace je mírná, ale vysoce účinná extrakční technika, která se používá k výrobě vysoce kvalitních esenciálních olejů.

Žádost o informace





Esenciální oleje mohou být účinně vyráběny z rostlin pomocí ultrazvukem asistované hydrodestilace.

Ultrazvuková extrakce a ultrazvuková hydrodestilace výrazně zlepšují produkci esenciálního oleje.

V tomto videu je prokázána ultrazvuková extrakce z chmele (humulus lupulus). S ultrasonicator UP200Ht karyofylynem a další sloučeniny jsou extrahovány.

Ultrazvuková extrakce chmele s UP200Ht se sondou S2614

Miniatura videa

 

Výzvy konvenční výroby esenciálních olejů

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.
Aby výrobci esenciálních olejů získali výhody v oblasti ziskovosti a konkurenceschopnosti, musí zavést účinnější a efektivnější metody extrakce. Příznivé techniky ultrazvukové extrakce vynikají tradičními extrakčními metodami mírnými podmínkami extrakce, vysokými výnosy a vynikající kvalitou extraktu. Sonikace může být provedena jako extrakce na bázi rozpouštědel nebo bez rozpouštědel. Alternativně lze extrakci ultrazvukovou sondou kombinovat s běžnými extrakčními systémy, např. Soxhletova extrakce, Clevengerova extrakce, superkritický CO2, Ohmická hydrodestilace atd. (Sono-Soxhletův, Sono-Clevenger, Sono-scCO2, ultrazvuková Ohmická hydrodestilace).

Výhody ultrazvukové extrakce a hydrodestilace

Extrakce a hydrodestilace pomocí ultrazvuku je v dnešní době zavedenou technikou pro výrobu vysoce kvalitních esenciálních olejů. Jako technika netepelné extrakce se sonikace vyhýbá tepelné degradaci sloučenin citlivých na teplo. Současně se výrazně zvyšuje účinnost extrakce a výtěžek esenciálních olejů. Najděte výhody ultrazvukové výroby esenciálních olejů níže:

  1. Vysoká účinnost odsávání: Extrakce pomocí sondy typu ultrazvuku izoluje esenciální oleje účinněji než tradiční extrakční metody, jako je parní destilace nebo extrakce rozpouštědla. Je to proto, že zvukové vlny způsobují kavitaci v kapalině, což pomáhá rozbít buněčné stěny rostlinného materiálu a uvolňovat více esenciálního oleje.
  2. Kratší doba extrakce: Ultrazvuková extrakce může extrahovat esenciální oleje v mnohem kratším čase než tradiční extrakční metody. Je to proto, že intenzivní zvukové vlny generované ultrazvukovou sondou mohou proniknout do rostlinného materiálu hlouběji, narušit rostlinnou buňku s vynikající účinností, a proto extrahovat esenciální olej rychleji a účinněji.
  3. Zlepšená kvalita esenciálního oleje: Vzhledem k tomu, že ultrazvuková extrakce je netepelné ošetření, může produkovat esenciální oleje s vyšší kvalitou než tradiční extrakční metody. Je to proto, že ultrazvukové vlny mohou extrahovat esenciální olej bez poškození jemných aromatických sloučenin, které dávají oleji jeho vůni a terapeutické vlastnosti.
  4. Energetická účinnost: Ultrazvuková extrakce je energeticky účinná metoda extrakce ve srovnání s tradičními metodami, jako je parní destilace, která vyžaduje spoustu energie k výrobě páry.
  5. Šetrné: Ultrazvuku je čistá a ekologická technika extrakce, protože nevyžaduje použití rozpouštědel nebo chemikálií, které mohou být škodlivé pro životní prostředí.

Tyto výhody přeměňují ultrazvukovou extrakci esenciálního oleje na vysoce účinnou a ekonomickou techniku, která nabízí mnoho výhod oproti tradičním metodám extrakce.

Ultrazvuková extrakce je výrazně účinnější a rychlejší než alternativní extrakční techniky, jako je superkritická extrakce oxidu uhličitého (SCO2) a extrakce Soxhlet.

Ultrazvuková extrakce vyžaduje pouze velmi krátký čas, který vytváří nejlepší výnosy extrakce. Srovnání superkritického oxidu uhličitého (sCO2), ultrazvukem asistované extrakce (SAE), superkritické extrakce oxidu uhličitého v kombinaci s technikou tlakového výkyvu (SCE-PST) a Soxhletovy extrakce ukazuje, že SAE je nejúčinnější a nejrychlejší extrakční technikou.

Pracovní princip ultrazvukové extrakce esenciálních olejů

Ultrazvuku lze použít pro účinnou extrakci esenciálního oleje. Ultrazvukové vlny účinně izolují bioaktivní sloučeniny včetně těkavých esenciálních olejů.Bylo prokázáno, že ultrazvuková extrakce poskytuje vyšší výnosy extrakce a snižuje spotřebu energie. Pracovním principem ultrazvukové extrakce je imploze bublin generovaná ultrazvukovou kavitací. Ultrazvuková / akustická kavitace generuje kapalné mikrotrysky, které ničí žlázy obsahující lipidy v rostlinné tkáni. Tím se zlepšuje přenos hmoty mezi buňkou a rozpouštědlem a uvolňuje se esenciální olej. Hlavní výhodou dnešních moderních ultrazvukových extraktorů je přesná kontrola provozních parametrů (např. ultrazvuková intenzita, teplota, doba ošetření, tlak, retenční čas atd.). Zvýšený výnos esenciálních olejů, stejně jako nižší tepelná degradace, vysoká kvalita a dobrý aromatický a chuťový profil jsou vědecky prokázány (Porto et al 2009;.. Asfaw et al 2005),
Zatímco jiné moderní extrakční techniky nabízejí pouze omezenou schopnost pro rozšíření do průmyslové výroby, účinnost pro zvýšení ultrazvukové extrakce na průmyslovou úroveň je již prokázána. Například výtěžnost extrakce esenciálních olejů z japonských citrusů se zvýšila o 44% ve srovnání s tradičními extrakčními metodami (Mason et al., 2011),

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

Clevenger s Ultrasonicator UP200Ht
(©Pingret a kol., 2014)

Žádost o informace





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

Ultrazvuková extrakce a hydrodestilace

 

Video předvádí extrakční proces pomocí sondy Hielscher UP400St sonikátor pro extrakci řezaného a sušeného rozmarýnu ve směsi vody / ethanolu při nízkých teplotách. Hielscher UP400St je vysoce výkonný ultrazvukový procesor určený pro různé aplikace, včetně procesů přípravy vzorků a extrakce.

Extrakce rozmarýnu pomocí ultrazvukového homogenizátoru UP400St

Miniatura videa

 

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.

Essential oils can be efficiently extracted by sonication
 

Výhody ultrazvukové extrakce a hydrodestilace

  • Rychle & účinné extrakce
  • Non-termální, mírné proces
  • Vysoce kvalitní výtažky
  • vysoký výnos
  • Plná vůně spektrum
  • Méně surovina
  • Zelená těžba
Ultrazvukové nastavení hydrodestilace sestávající z ultrazvukové sondy Hielscher UP200S a nastavení destilace. Toto nastavení extrakce se nazývá Sono-Clevenger.

Sono-Clevenger s ultrazvukovou sondou UP200S: Ultrazvukem zesílené hydrodestilační nastavení pro vysoce účinnou izolaci esenciálního oleje.
(©Rasouli et al. 2021)

Případová studie: Ultrazvuková hydrodestilace esenciálního oleje ze satureja khuzistanica

Rasouli a kol. (2021) zkoumali účinnost extrakce esenciálních olejů z bylinné rostliny Satureja khuzistanica Jamzad a porovnávali tradiční hydrodestilaci a ultrazvukem zesílený Clevenger (Sono-Clevenger). Porovnali obě extrakční techniky, hydrodestilaci a ultrazvukový Clevenger, pokud jde o dobu izolace, výtěžek a kvalitu získaných esenciálních olejů. Výsledky ukazují, že zatímco získaný chemický profil a biologické vlastnosti esenciálních olejů jsou srovnatelné vysoké kvality, metoda ultrazvukové extrakce zvyšuje účinnost izolace esenciálních olejů až o 40%. Snímky skenovacího elektronového mikrografu (SEM) ošetřených listů Satureja odhalují účinnější narušení buněčných stěn rostlin ultrazvukem. V důsledku toho bylo pozorováno zlepšení extrakce esenciálních olejů asi o 40% ve srovnání s konvenční hydrodestilační metodologií.
Tato studie podtrhuje výsledky mnoha dalších zpráv, ve kterých byla zkoumána ultrazvuková předúprava před hydrodestilací a ukázala, že ultrazvuku typu sondy zvyšuje jak kvalitu, tak množství esenciálního oleje a zároveň snižuje dobu extrakce a spotřebu energie ve srovnání s konvenčními technikami.
 

Sono-Clevenger je ultrazvukem zesílená hydrodestilační metoda, která poskytuje vyšší výtěžky esenciálních olejů v rámci kratší doby zpracování.

Srovnání výtěžku extrakce jako funkce času pro hydrodestilaci a metodu sono-clevenger: Ultrazvuková extrakce esenciálního oleje pomocí Sono-Clevenger poskytuje vyšší výnosy esenciálního oleje v kratší době extrakce.
(©Rasouli et al. 2021)

 
 

Satureja leaves hydrodistillation vs ultrasonic Sono Clevenger

SEM listů satureja: (A) po hydrodestilaci po dobu 4 hodin a (B) po léčbě sono-clevenger po dobu 60 minut. Kratší ošetření Sono-Clevenger poskytuje lepší narušení buněk a tím vyšší výtěžek esenciálního oleje.
(©Rasouli et al. 2021)

 

Žádost o informace





Ultrazvukové extraktory pro hydrodestilaci esenciálních olejů

Hielscher výkonové ultrazvukové extraktory jsou k dispozici pro bench-top, poloprovozní zařízení a průmyslové zařízení. Naše ultrazvukové procesory jsou přesně ovladatelné a mohou dodávat velmi vysoké amplitudy (až 200μm pro průmyslové ultrasonicators, vyšší amplitudy na vyžádání) pro generování intenzivního akustického pole. Všechna naše ultrazvuková zařízení, od laboratoře až po průmyslové systémy, jsou postavena pro provoz 24/7 za náročných podmínek.
Hielscher ultrazvukové extraktory mohou být testovány v bench-top měřítku pro testy proveditelnosti a optimalizaci procesů. Poté mohou být všechny výsledky procesu lineárně škálovány na plnou průmyslovou výrobu. Naše dlouholeté zkušenosti v oblasti ultrazvukového zpracování nám umožňují konzultovat a pomáhat našim klientům od prvních testů a optimalizace procesů až po realizaci vysoce efektivního průmyslového provozu.
Navštivte naši technickou laboratoř a procesní centrum a prozkoumejte možnosti ultrazvukových systémů Hielscher!
Naše robustní ultrazvukové systémy mohou být použity pro dávkovou a inline sonikaci. Pro výrobu esenciálních olejů lze dosáhnout synergické kombinace instalací ultrazvukové sondy v konvenčním nastavení hydrodestilace. Lze také snadno dovybavit stávající výrobní linky.
Níže uvedená tabulka vám dává informaci o přibližné zpracovatelské kapacity našich ultrasonicators:

Hromadná dávkaprůtokDoporučené Devices
1 až 500 ml10 až 200 ml / minUP100H
10 až 2000ml20 až 400 ml / minUf200 ः t, UP400St
00,1 až 20L00,2 až 4 litry / minUIP2000hdT
10 až 100L2 až 10 l / minUIP4000hdT
15 až 150 l3 až 15 l/minUIP6000hdT
na10 až 100L / minUIP16000
navětšíhrozen UIP16000

Kontaktujte nás! / Zeptej se nás!

Požádejte o další informace

Použijte níže uvedený formulář a vyžádejte si další informace o ultrazvukových extraktorech, protokolech o hydrodestilaci esenciálního oleje a ceně. Rádi s vámi probereme váš proces přitažlivosti a nabídneme vám ultrazvukovou sondu, která splňuje vaše požadavky na extrakci!









Uvědomte si prosím naši Zásady ochrany osobních údajů,


Soxhletův v kombinaci s působením ultrazvuku vede k vysokým výnosům a kratší dobou extrakce (Klikněte pro zvětšení!)

Ultrasonicator UP200Ht s Soxhletově extraktoru.
(©Djenni, et al., 2012)



Literatura / Reference

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.

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!


Vysoce výkonný ultrazvuk! Hielscherův sortiment 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.