Ultralydsekstraktion af koffein

Brug af ultralyd er en effektiv metode til udvinding af koffein og andre aktive forbindelser fra kaffe. Kraftfulde ultralydsenheder hjælper udvindingsprocessen, samtidig med at udbytte og forkortning af behandlingstid maksimeres.

Forbedre koffeinekstraktion med Power ultralyd

Smagen af kaffe og virkningerne af koffein er en lidenskab, der deles af millioner over hele verden i århundreder. Da kaffeentusiaster og forskere søger måder at forbedre ekstraktionen af koffein, bioaktive forbindelser og smagsstoffer fra kaffebønner, er der opstået innovative teknikker for at revolutionere processen. En sådan metode, udnytte kraften i ultralyd, har vist sig som et lovende værktøj til at forbedre koffein ekstraktion effektivitet. Hielscher sonikatorer gør det muligt at ekstrahere højere udbytter af koffein og låse op for nye dimensioner af smag og aroma i kaffedrikke, fødevaretilsætningsstoffer og ekstrakter.

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Ultralydator UIP6000hdT til industriel koffeinfri kaffebønner, te og kakao. Ultralydbehandling letter og intensiverer den schweiziske vand koffeinfri proces.

Industriel ultralydator UIP6000hdT til kontinuerlig koffeinekstraktion fra kaffebønner

 

Ultralydsekstraktion er den overlegne metode til at producere koldbrygget kaffe fra kaffemalet. Sonikering frigiver smagsforbindelser og koffein inden for få sekunder.

Ultralydudvinding af koffein og brygning af koldbrygget kaffe

Videominiaturebillede

 

Fordelene ved kaffebønneekstraktion ved hjælp af sonikering

Høj effektivitet og overlegen kaffeekstraktkvalitet er kun to kriterier, der gør brugen af Hielscher-sonde-type sonikatorer den bedste metode til udvinding af koffein og kaffeforbindelser fra kaffebønner. Nedenfor er de vigtigste fordele ved ultralyd kaffe ekstraktion opført:

  • Effektivitet: Sonde-type sonikatorer genererer intense ultralydbølger, der effektivt kan trænge ind i faste materialer. Dette hjælper med at nedbryde kaffebønnestrukturen og letter ekstraktionen af koffein.
  • Præcis kontrol: Sonde-type sonikatorer giver mulighed for præcis kontrol af ultralydsenergi og eksponeringstid. Denne kontrol er afgørende for at undgå overekstraktion, som kan føre til uønsket smag og bitterhed i kaffeekstraktet.
  • Fart: Sonikering er en hurtig proces, og sonde-type sonikatorer kan reducere ekstraktionstiden betydeligt sammenlignet med traditionelle metoder, hvilket gør processen mere effektiv.
  • Ensartethed: Ultralydbølgerne kan give mere ensartet ekstraktion gennem kaffebønnematerialet, hvilket sikrer, at koffein ekstraheres jævnt.
  • Reduceret brug af opløsningsmidler: Ultralydsekstraktion kræver ofte mindre opløsningsmiddel sammenlignet med traditionelle metoder. Dette kan være miljøvenligt og omkostningseffektivt.
  • Bevarelse af smagsforbindelser: Sonde-type sonikering kan optimeres til selektivt at ekstrahere koffein, mens andre smagsforbindelser stort set er intakte. Dette er vigtigt for at opretholde kaffeekstraktets kvalitet og smag.
  • Skalerbarhed: Med Hielscher Ultrasonica kan ultralydsekstraktionsprocesser lineært skaleres op til industrielle applikationer. Det betyder, at gennemførlighed og procesoptimering kan være i laboratorieskala og derefter risikofri og let skaleres til produktionsgennemløb.
Ultralydsonde UP400St til effektiv udvinding af koffein fra kaffebønner, te og kakao. Ultralydbehandling intensiverer og forbedrer den schweiziske vand koffeinfri proces.

Ultralydsonde UP400ST til effektiv udvinding af koffein fra kaffebønner, te og kakao.

 

I denne præsentation introducerer vi dig til fremstilling af botaniske ekstrakter. Vi forklarer udfordringerne ved at producere botaniske ekstrakter af høj kvalitet, og hvordan en sonikator kan hjælpe dig med at overvinde disse udfordringer. Denne præsentation viser dig, hvordan ultralydsekstraktion virker. Du vil lære, hvilke fordele du kan forvente ved hjælp af en sonikator til ekstraktion, og hvordan du kan implementere en ultralydsekstraktor i din ekstraktproduktion.

Ultralyd botanisk ekstraktion - Hvordan man bruger sonikatorer til at ekstrahere botaniske forbindelser

Videominiaturebillede

 

Ultralydsekstraktion af kaffeforbindelser

Ultralydassisteret ekstraktion er en fælles metode, der anvendes til at isolere bioaktive stoffer fra plantemateriale [Dong et al. 2010]. Med hensyn til kaffebønner kan koffein- og antioxidantfenolforbindelserne være de mest værdifulde forbindelser til ekstraktion på grund af deres brede anvendelser inden for pharma og fødevareindustrien. Men også flavonoider, chlorogen syre og protocatechuinsyre er ekstrakter, der anvendes som tilsætningsstoffer.
Ved anvendelse af traditionelle ekstraktionsmetoder såsom væske-væskeekstraktion i opløsningsmidler øges udvindingseffektiviteten generelt med stigende ekstraktionstemperaturer. Dette forårsager ofte skader og kvalitetstab af ekstraktet, da temperaturen påvirker stabiliteten af ​​de phenoliske forbindelser.
Den ultralydassisterede fast-væskeekstraktion har vist sig som en effektiv og tidsbesparende ekstraktionsmetode. De meget kraftige ultralydskræfter giver den nødvendige energi til ekstraktionen, så der er behov for mindre eller endda ingen opløsningsmidler. Temperaturen kan styres godt, da den sonikerede batch- eller flowcellereaktor effektivt kan afkøles (eller opvarmes om nødvendigt).
På grund af de ekstreme ekstraktionskræfter i ultralyd er også den allerede brugt kaffeplads (kaffeaffald) stadig et råmateriale rigt på ekstraherbare forbindelser. Da kaffeaffaldsmaterialer er billige og tilgængelige i stor mængde, er det et ideelt råmateriale til udvinding af de resterende aktive forbindelser. Selv om indholdet af koffein og andre komponenter i kaffeaffald er lavere end i ubrugt kaffepulver, forbliver der stadig en stor mængde og ekstraherbar. For at frigive disse forbindelser fra kaffebordet bliver den fulde indflydelse på behandlingsparametrene særlig signifikant. High-power ultralyd er i stand til at udvinde store mængder aktiv forbindelse inden for en kort behandlingstid.

Ultralydsekstraktor installeret på en reaktor til udvinding af bioaktive forbindelser fra te og kaffe

Ultralydsekstraktor UIP2000hdT til udvinding af bioaktive forbindelser fra kaffebønner

High-Power sonikatorer til kaffeudvinding

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.For at sikre en mere let forståelse af ultralydsassistent udvinding, skal effekten af ​​ultralyd i væsker forklares.
Ultralyd – indført i væsker – forårsager lokalt meget ekstreme virkninger. Ved sonikering af væsker ved høje intensiteter resulterer lydbølgerne, der formerer sig i de flydende medier, i vekslende højtryks- (kompression) og lavtrykscyklusser (sjældenhed) med hastigheder afhængigt af frekvensen. Under lavtrykscyklussen skaber ultralydbølger med høj intensitet små vakuumbobler eller hulrum i væsken. Når boblerne når et volumen, hvor de ikke længere kan absorbere energi, kollapser de voldsomt under en højtrykscyklus. Dette fænomen kaldes akustisk kavitation. Under implosionen nås meget høje temperaturer (ca. 5.000K) og tryk (ca. 2.000atm) lokalt. Implosionen af kavitationsboblen resulterer også i væskestråler på op til 280 m / s hastighed. [Suslick 1998] Ved disse ekstreme kræfter opstår sonolyse, cellevægge forstyrres, og intracellulært materiale ekstraheres.
Den ultralydassisterede ekstraktion er et billigt, enkelt og effektivt alternativ i forhold til konventionelle ekstraktionsteknikker. De vigtigste fordele ved ultralyd i fast-væskeekstraktion omfatter øget udvindingsudbytte og hurtigere kinetik. Ultralydudvinding er en ofte anvendt teknik til udvinding af plantematerialer ved anvendelse af flydende opløsningsmidler og er bevist for en hurtig og mere fuldstændig ekstraktionsproces i forhold til traditionelle metoder, fordi overfladearealet mellem den faste og flydende fase er signifikant større på grund af celleforstyrrelsen og partikel dispersion.
Ved brug af sonikering kan driftstemperaturen også reduceres, hvilket tillader udvinding af temperaturfølsomme komponenter. Sammenlignet med andre nye ekstraktionsteknikker såsom mikrobølgeassisteret ekstraktion er ultralydsapparatet billigere, og dets drift er lettere. Desuden kan ultralydassisteret ekstraktion anvendes med ethvert opløsningsmiddel, såsom Soxhlet-ekstraktionen, til ekstraktion af en lang række naturlige forbindelser. [Wang et al. 2006]
En væsentlig fordel ved ultralyd er indflydelsen på de vigtigste behandlingsparametre: amplitude, tid, temperatur, tryk og viskositet. Derved kan ekstraktionsprocessen optimeres for at sikre, at strukturen af ​​ekstrakterne ikke bliver beskadiget.

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Koffeinekstraktion forbedret ved sonikering

Koffein kan påberåbes den mest almindeligt forbrugte stimulant. Da koffein ikke kun indtages ved at drikke brygget kaffe, anvendes koffeinekstrakt i branchen til at behandle andet produkt med koffein som additiv. Derved bliver det muligt at skabe stærkere kaffe eller til at formulere sodavand (f.eks. Cola), energidrikke eller anden mad (f.eks. Chokolade).
Men koffein bruges ikke kun som tilsætningsstof i fødevareproduktionen, det er også en vigtig aktiv forbindelse i lægemidler. En almindelig anvendelse af koffeinekstrakt er f.eks. blanding i lægemidler til hovedpine og migræne eller i smertestillende midler.
For at ekstrahere koffein, den vigtigste alkaloid i kaffe, er ultralydbehandling en passende metode. Wang og hans kolleger fandt ud af, at kun en kort ekstraktionstid er nødvendig for at nå en mættet tilstand, hvis ultralydbehandling anvendes. Det betyder, at ultralyd en meget effektiv og tidsbesparende teknik til at få koffein. [Wang et al. 2011]

Aromatiske molekyler og smagsforbindelser

Koffein kan ekstraheres ved hjælp af sonikatorer. Ultralyd koffeinekstraktion udmærker sig ved højere udbytter og kortere behandlingstider.De flygtige kaffeblandinger er den mest værdifulde fraktion af den brændte kaffebønne og giver kaffe sin unikke smag og duft. Kvaliteten af ​​opløselig kaffe kan forbedres væsentligt ved tilsætning af aromaabsorberede kaffeolier til kaffepulveret.
En sammenligningsundersøgelse, der undersøgte udvinding af phenolforbindelser fra jordbær, viste, at ultralydsekstraktion forårsager mindre nedbrydning af phenolics og er en meget hurtigere udvindingsproces sammenlignet med andre ekstraktionsmetoder, herunder solid-væske, subkritisk vand og mikrobølgeassisteret metode. [Herrera et al. 2005]
Undersøgelsen af Wang og hans kolleger viser, at lavfrekvent ultralyd med høj effekt er mere effektiv til udvinding af kaffesmag. Især for 4-Tridecanon og 2-methoxy-3-methylpyrazin fandt de ultralydsekstraktionen mere nem og effektiv teknik til opnåelse af meget høje ekstraktionsudbytter. Endvidere er det vist, at temperaturen skal kontrolleres, da kaffesmagskomponenter er meget flygtige ved høje temperaturer. De opnåede gode ekstraktionsresultater i temperaturområdet mellem 35 ~ 65 ° C under relativt kort tid ultralydbestråling. [Wang et al. 2011]

 

I dette videoklip viser vi dig, hvordan du hurtigt kan forberede din koldbryggede kaffe ved hjælp af en kaffepude og UP200Ht sonde-type-ultralydator.

Koldbrygget kaffe med Sonicator (Hielscher UP200Ht Sonicator)

Videominiaturebillede

 

Te ekstraktion forbedret ved sonikering

Resultaterne opnået ved ultralydassisteret ekstraktion er også velegnede til udvinding af teforbindelser (fx grønte teblad). En undersøgelse af Xia et al. viste et signifikant højere indhold af tepolyphenoler, aminosyre og koffein i ultralydbehandlede teinfusioner end i dem opnået ved konventionel ekstraktion. Dette resulterer i forbedrede resultater under en organoleptisk evaluering, som viste sig: den sensoriske kvalitet af teinfusion med ultralydassisteret ekstraktion var bedre end teinfusionen med konventionel ekstraktion. [Xia et al. 2005]

Hielscher ultralydmaskiner, fx UP200S (på billedet), er meget vellykkede til udvinding af intracellulær materiale.

Ultralydsudvinding fra urter

Konklusion: Meget effektiv koffeinekstraktion med ultralyd

Ultralydassisteret ekstraktion er en effektiv, tidsbesparende og kontrollerbar metode til udvinding af aktive forbindelser fra kaffe. De mest interessante og værdifulde forbindelser er koffein og antioxidanterne såsom phenoliske diterpener (cafestol, kahweol) og ascorbinsyrer. De vigtigste fordele ved ultralydassisteret ekstraktion er ekstrakt af fremragende kvalitet ved høje udbytter. Disse fordele ved ultralydsekstraktion opnås ved optimering og præcis kontrol af ultralydsekstraktionsparametrene.

Højtydende sonikatorer til koffeinekstraktion

Når det kommer til koffeinekstraktion i enhver forarbejdningsskala, står Hielscher Sonicators som toppen af innovation og effektivitet. Uanset om du er en lille håndværksproducent eller et stort industrielt produktionsanlæg, tilbyder Hielscher-sonikatorer en præcis og kraftfuld løsning til ekstraktion af koffeinens rene essens fra dit kildemateriale.

  • Præcision og konsistens: Hielscher sonde-type sonikatorer er designet til at levere præcis kontrol over ekstraktionsprocessen. Deres state-of-the-art teknologi sikrer ensartede resultater batch efter batch, så du kan opretholde kvaliteten og styrken af dit koffeinekstrakt.
  • Skalerbarhed: Hielscher tilbyder en række sonikatorer, der passer til forskellige behandlingsskalaer. Fra kompakte stationære modeller til forskning og udvikling til robuste industrielle systemer, der er i stand til at håndtere store mængder, giver Hielscher den fleksibilitet, der er nødvendig for at opfylde dine produktionskrav.
  • Effektivitet: Med Hielscher sonikatorer kan du reducere ekstraktionstiderne betydeligt sammenlignet med traditionelle metoder. De ultralydbølger, der genereres af disse maskiner, skaber intense kavitationskræfter, der hurtigt nedbryder cellevægge og frigiver koffeinmolekyler, hvilket resulterer i kortere behandlingscyklusser.
  • Alsidighed: Hielscher sonikatorer er ikke begrænset til koffeinekstraktion alene. Vores sonikatorer kan tilpasses en bred vifte af applikationer inden for fødevare-, medicinal- og kosmetikindustrien. Uanset om du udvinder koffein fra kaffebønner, teblade eller andre botaniske kilder, tilbyder Hielscher-sonikatorer alsidighed, der passer til dine behov.

Hielscher Ultrasonics er et ISO-certificeret firma og lægger særlig vægt på højtydende ultralydapparater med state-of-the-art teknologi og brugervenlighed. Selvfølgelig er Hielscher ultralydapparater CE-kompatible og opfylder kravene i UL, CSA og RoHs.

Tabellen nedenfor giver dig en indikation af den omtrentlige forarbejdningskapacitet hos vores ultralydapparater:

Batch Volumen Strømningshastighed Anbefalede enheder
0.5 til 1,5 ml na VialTweeter
1 til 500 ml 10 til 200 ml / min UP100H
10 til 2000 ml 20 til 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 til 20L 0.2 til 4L / min UIP2000hdT
10 til 100 l 2 til 10 l / min UIP4000hdT
15 til 150L 3 til 15 liter/min UIP6000hdT
na 10 til 100 l / min UIP16000
na større klynge af UIP16000

Kontakt os! / Spørg Os!

Bed om mere information

Brug venligst nedenstående formular til at anmode om yderligere oplysninger om ultralydsprocessorer, applikationer og pris. Vi vil være glade for at diskutere din proces med dig og tilbyde dig et ultralydssystem, der opfylder dine krav!









Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.


Ultralyd højforskydning homogenisatorer anvendes i lab, bench-top, pilot og industriel forarbejdning.

Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydhomogenisatorer til blanding af applikationer, dispersion, emulgering og udvinding på laboratorium, pilot og industriel skala.



Kaffe og kaffeekstrakter

Kaffe - lavet af ristede kaffebønner – er en meget populær drik, der forbruges over hele verden. Ud over dens vitaliserende virkning, hvis den indtages som en stimulerende drik, er kaffeforbindelserne af interesse for fødevare-, farmaceutisk (f.eks. i smertestillende midler) og kosmetikindustrien som anvendt som værdifulde tilsætningsstoffer i forskellige produkter. Dette gælder især for koffein (1,3,7-trimethylxanthin) og antioxidanterne, som er kendt for deres positive virkninger på menneskers sundhed. Kaffe indeholder blandt andet phenoliske diterpener som cafestol og kahweol og ascorbinsyrer, der er kendt for deres antioxidative aktivitet. Epidemiologiske undersøgelser tyder på, at kaffens ingredienser kan have en forebyggende virkning på flere kroniske sygdomme, herunder type 2-diabetes mellitus, Alzheimers sygdom, Parkinsons sygdom og leversygdomme som skrumpelever og hepatocellulært karcinom.
Ultralyd er et velkendt og gennemprøvet værktøj til mange forskellige applikationer i forskellige brancher. En af de mest fremtrædende og vellykkede anvendelser af effekt ultralyd er udvinding af bioaktive forbindelser fra planter. Ultralydkavitation forstyrrer celler og forårsager derved frigivelsen af det intracellulære stof. På grund af disse virkninger giver sonikering højere og mere komplette ekstraktionsudbytter inden for en meget kort behandlingstid. Som en ikke-termisk behandlingsteknik forhindres bioaktive molekyler mod nedbrydning ved høje temperaturer, hvilket resulterer i ekstrakter af høj kvalitet.

Litteratur / Referencer


Højtydende ultralyd! Hielscher produktsortimentet dækker hele spektret fra den kompakte lab ultralydsapparat over bænk-top enheder til fuld-industrielle ultralydssystemer.

Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralyd homogenisatorer fra Lab til industriel størrelse.


Vi vil være glade for at diskutere din proces.

Lad os komme i kontakt.