Ultrazvuková výroba aromatických ingrediencí
- Ultrazvuková extrakce zvyšuje výtěžnost a zkracuje dobu procesu.
- Ultrazvuk je klíčovou technologií pro udržitelnou ekologickou extrakci, protože se jedná o bezpečný proces využívající bezpečná, zelená rozpouštědla.
- Kromě toho má velmi vysokou energetickou účinnost.
Botanické extrakty
Ultrazvuková extrakce je komercializovaná technika pro výrobu vysoce kvalitních extraktů pro potraviny & nápojový, farmaceutický a kosmetický průmysl.
“Pomocí ultrazvuku lze nyní dokončit úplnou extrakci během několika minut s vysokou reprodukovatelností, což snižuje spotřebu rozpouštědla, zjednodušuje manipulaci a zpracování, poskytuje vyšší čistotu konečného produktu, eliminuje následné čištění odpadních vod a spotřebovává pouze zlomek fosilní energie, která je běžně potřebná pro konvenční extrakční metodu, jako je Soxhletova extrakce, macerace nebo destilace Clevenger. Několik tříd složek potravin, jako jsou aromata, pigmenty, antioxidanty a další organické a minerální sloučeniny, bylo extrahováno, analyzováno a formulováno efektivně z různých matric (zejména živočišných tkání, mikrořas, kvasinek, potravin a rostlinných materiálů).” [Chemat et al. 2017]
Jako lídr na trhu vytvořila společnost Hielscher Ultrasonics širokou databázi znalostí o ultrazvukových extrakčních procesech, včetně extrakce koření, bylin, květin, ovoce, zeleniny pro výrobu příchutí a vůní. Hielscher Ultrasonics získal hluboké znalosti o extrakci různých rostlinných materiálů, jako jsou káva, šafrán, hrozny (víno)dub čajové lístky, levandule, máta, Stevia, chilli papričky, vanilka, kakao, Boldus listya mnoho dalších.
Ultrazvukové extrakční procesy lze provádět s téměř jakýmikoli rozpouštědly, jako je voda, alkohol, oleje, hexan, benzen atd.
Pro výrobu příchutí, vůní a aktivních složek, které budou použity jako přísady do potravin & V nápojovém, farmaceutickém, kosmetickém a parfémovém průmyslu je použití bezpečných, zelených rozpouštědel, jako je voda a alkohol, velkou výhodou.
Průmyslová instalace ultrazvukového extraktoru UIP4000hdT pro výrobu botanických extraktů.
- sonikace
- termo-sonikace
- mano-sonikace
- termo-mano-sonikace
- Ultrazvukový Soxhlet (Sono-Soxhet)
- Ultrazvuková superkritická extrakce
Ultrazvuková metoda poskytuje lepší extrakci ve srovnání s většinou konvenčních extrakčních procesů, např. macerací, pokud jde o dobu procesu, vyšší výtěžek, větší úsporu energie, čistotu, bezpečnost a kvalitu produktu. Zejména pokud jde o výrobu potravin, nápojů a farmaceutických a kosmetických přísad, je zelená ultrazvuková extrakční technika velkou výhodou týkající se bezpečnosti produktu.
Transparentní aromatické emulze
Emulze jsou běžnou přísadou pro funkcionalizaci potravin a nápojů, pokud jde o chuť, nutriční hodnotu a stabilitu. Zejména pro recepturu nápojů je čirost důležitým faktorem, protože konečný produkt musí splňovat nejen kvalitativní a výživové normy, ale také optické. U čirých nápojů a potravin to znamená, že emulzní přísada by neměla narušovat zamýšlený konečný cíl kvality. Čirá emulze se tak snadněji zpracovává. Díky své velikosti jsou nanoemulze průhledné a průsvitné (alespoň pouhým okem). Díky své vysoké kinetické stabilitě, nízké viskozitě, vysoké průhlednosti a vysoké stabilitě proti sedimentaci, krémování, koalescenci a flokulaci jsou široce používány jako přísady.
Čím větší je velikost kapek / částic, tím větší neprůhlednost se přidává ke konečnému produktu. Pro formulaci čirých nápojů poskytuje nejlepší výsledky použití čiré emulze s nanokapičkami. Ultrazvuková emulgace umožňuje vyrábět W/O, O/W, inverzní emulze, ale i dvojité nebo vícenásobné emulze W/O/W s kapičkami v nano rozsahu (tzv. miniemulze, nanoemulze, ultrajemné emulze nebo submikronové emulze). Velikost kapek lze upravit a řídit pomocí parametrů ultrazvukového procesu. Hielscherova ultrazvuková zařízení jsou přesně ovladatelná pro optimální a reprodukovatelné výsledky procesu.
Ultrazvuková extrakce z bylin
Klikněte zde a přečtěte si více o MultiPhaseCavitator!
Klikněte zde a přečtěte si více o ultrazvukové emulgaci!
Zapouzdření chuti
Použití lipozomů ve farmaceutických a potravinářských výrobcích se neustále zvyšuje. Liposomy mohou být použity jako nosiče pro aktivní molekuly, např. živiny a léčiva. Sonikací mohou být liposomy tvořeny emulgací suspenze lipidů / vody nebo sonikací multilamelárních váčků (MLV). Ultrazvukovým emulzním procesem se lipidové dvojvrstvy rozbijí na menší zlomy, takže tyto kusy se vytvoří do malých unilamelárních vezikul (SUV) složených z fosfolipidů. Během procesu sonikace mohou být aktivní složky zapouzdřeny do lipozomů.
Klikněte zde a dozvíte se více o ultrazvukové produkci lipozomů!
Ultrazvukové extrakční systémy
Níže uvedená tabulka vám poskytuje přibližnou kapacitu zpracování našich nejoblíbenějších ultrazvukových extrakčních systémů:
- Zelená rozpouštědla
- Vyšší výnos
- kratší doba extrakce
- Bezpečnost
- Rychlá návratnost investice
- Nízké náklady
Ultrazvuková superkritická extrakce
Superkritická kapalina a superkritický CO2 Extrakce Jedna z nejdůležitějších extrakčních technik, pokud jde o výrobu chutí a vůní.
Superkritický oxid uhličitý je selektivní rozpouštědlo s nastavitelnou hustotou. Jeho selektivita a síla rozpouštědla závisí na proměnlivé hustotě, která může být ovlivněna tlakem a teplotou.
Kombinací superkritické extrakce se sonikací je možné používat potravinářská rozpouštědla, jako je alkohol nebo voda, a přesto dosáhnout vysokých rychlostí extrakce a vysokých výnosů.
Pomocí níže uvedeného formuláře získáte více informací o našich ultrazvukových extrakčních systémech a jejich aplikacích!
Kompaktní SonoStation kombinuje míchanou nádrž o objemu 38 litrů s nastavitelným progresivním dutinovým čerpadlem, které může dodávat 3 litry za minutu do jednoho nebo dvou ultrazvukových reaktorů s průtokovými buňkami.
Ultrazvukové kuchyňské roboty Hielscher jsou k dispozici pro jakékoli procesní měřítko.
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.
- 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.
- 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.
- Šic Žlabur, J.; Voća, S.; Dobričević, N.; Brnčić, M.; Dujmić, F.; Rimac Brnčić, S. (2015): Optimization of ultrasound assisted extraction of functional ingredients from Stevia rebaudiana Bertoni leaves. Int. Agrophys. 29, 2015. 231-237.
Více o ultrazvukové extrakci
Ultrazvuková extrakce je dobře známá a spolehlivá metoda výroby extraktů z různých rostlinných surovin. Vysoce výkonný ultrazvuk zvyšuje přenos hmoty mezi surovinou a rozpouštědlem tím, že tlačí rozpouštědlo do buněčné struktury a vyprazdňuje jej rychlostí cca. 20 000krát za sekundu (při 20 kHz). Bylo prokázáno, že sonikace je velmi mírná, ale velmi účinná metoda – Vytváření vyšších výnosů a extraktů vyšší kvality za kratší dobu zpracování!
Následující materiály již byly velmi úspěšně extrahovány ultrazvukem:
koření: šafrán, chilli papričky (např. kapsaicin), zázvor, skořice, vanilin / vanilka, kyselina rozmarýnová, šalvěj, rozmarýn, majoram, bazalka atd.
byliny: máta peprná, čaje (např. černý, zelený, Pai Mu Tan, jasmín, rooibos, honeybush), máta klasnatá, stévie, konopí atd.
květiny: levandule, pačoli, ylang-ylang, růže atd.
Ovoce a zelenina: víno, hrozny / hroznová semínka, káva, kakao, olivy, pomerančová / pomerančová kůra, rajčata, semena guarany, olejnatá semena (mandle, sójové boby, semena papáji, lněná semínka, slunečnice, řepka), kůra z pomláblka, špenát, moruše, kořeny atd.
mikroorganizmy: mořské řasy, spirulina, mikrořasy (mikrořasy Nannochloropsis spp, mikrořasy Nannochloropsis oculata, mikrořasy Dunaliella salina), Synechococcus sp. sinice, Xanthophyllomyces dendrorhózní kvasinky, kvasinky Trichosporon oleaginosisus, olejnatá houba, houba Cordyceps sinensis
Cílené extrakty, které se získávají sonikací, jsou éterické oleje, vitamíny, lipidy, proteiny a fytokomplexy, jako jsou fenoly, antioxidanty, polysacharidy, oleoresiny, estery, esence, proteinové hydrolyzáty, aminokyseliny, saponiny, flavonoidy, alkaloidy (např. morfin, kodein, thebain), pigmenty / barviva (karotinoidy, chlorofyl, fykocyanin), antokyany, limonen, alantolakton, isoalantolakton a další účinné látky.
O společnosti Green Extraction
Zelená těžba se zaměřuje na ekologické a udržitelné metody. Snížení spotřeby energie procesu, použití alternativních rozpouštědel a obnovitelných přírodních surovin, jsou proto klíčovými faktory pro ekologickou těžbu. Cílem je zajistit bezpečný a vysoce kvalitní extrakt. Pro získání bezpečného a vysoce kvalitního produktu je důležité používat alternativní, recyklovatelná a bezpečnější rozpouštědla. Snížením celkové toxicity procesu a konečných produktů mají spotřebitelé prospěch ze zdravějšího a bezpečnějšího produktu a výrobci vytvářejí bezpečnější zpracovatelské prostředí pro své zaměstnance.