Ultrasonic hydrodestillation af æteriske olier

• Den traditionelle udvinding af æteriske olier er dyr og tidskrævende.
• Ultralydudtræk giver højere udbytte og overlegen ekstraktkvalitet.
• Ultralyd kan udføres som opløsningsmiddel- eller vandbaseret ekstraktionsmetode. Alternativt kan lydbehandling kombineres med traditionelle udsugningssystemer for at forbedre effektiviteten og kvaliteten.

Hydrodistillation af botaniske ekstrakter

Hydrodistillation er en variant af dampdestillation. Ved hydrodestillationsekstraktionen suges plantematerialet i nogen tid i vand, hvorefter blandingen opvarmes, og flygtige materialer bæres væk i dampen, kondenseres og adskilles. Det er en fælles udvindingsproces at adskille fytokemiske forbindelser fra plantemateriale. Dampdestillation er en fælles teknik til at isolere æteriske olier, fx til parfume.
Da mange organiske forbindelser har tendens til at nedbrydes ved høje vedvarende temperaturer, går industrien fremad for at anvende alternative milde behandlingsmetoder, hvilket giver bedre udvindingsresultater (overlegen kvalitet, højere udbytte).

Problemer med de traditionelle udvindingsteknikker som dampdestillation ligger i de enorme mængder plantemateriale, der er nødvendige for at ekstrahere æteriske olier i kommerciel skala. For 1 kg (2 1/4 lb) lavendel æterisk olie er ca. Der kræves 200 kg (440 lb) friske lavendelblomster, for 1 kg rosenolie er mellem 2,5 og 5 tons rosenblader, der kræves, og for 1 kg æterisk æbleolie består råvaren i ca. 3.000 citroner. Derfor er æteriske olier meget dyre. For rose absolut er prisen omkring 20.000 € (21.000US $) pr. Liter.
For at få fordele med hensyn til rentabilitet og konkurrenceevne skal producenter af æteriske olier implementere mere effektive og effektive udvinding metoder. De gunstige teknikker til ultralydudvinding udmærker traditionelle ekstraktionsmetoder ved milde ekstraktionsbetingelser, høje udbytter og overlegen ekstraktkvalitet. Sonikering kan udføres som opløsningsmiddelbaseret eller opløsningsmiddelfri ekstraktion. Alternativt kan ultralydekstraktion kombineres med fælles ekstraktionssystemer, fx Soxhlet ekstraktion, Clevenger-ekstraktion, superkritisk CO₂, Ohmisk hydrodistillation mv. (SONO-SoxhletI-Clevenger, I-SCCO₂, ultralyd ohmisk hydrodistillation).

Ultralydsekstraktion af æteriske olier

Ultralydsekstraktion har vist sig at give højere udvindingsudbytte og reducere energiforbruget. Arbejdsprincippet for ultralydsekstraktion er bobleimplosionen genereret ved ultralydkavitation. Bubble implosionen genererer mikrostråler, der ødelægger lipidkirtlerne i plantecellevævet. Derved forbedres masseoverførslen mellem celle og opløsningsmiddel, og den essentielle olie frigives. En stor fordel ved nutidens moderne ultralydsekstrakter er den nøjagtige kontrol over driftsparametrene (f.eks. Ultralydintensitet, temperatur, behandlingstid, tryk, retentionstid osv.). Øget udbytte af æteriske olier samt lavere termisk nedbrydning, høj kvalitet og en god smag er videnskabeligt bevist (Porto et al., 2009; Asfaw et al., 2005). Mens andre moderne udvindingsteknikker kun tilbyder begrænset kapacitet til opskalering til industriel produktion, er det allerede bevist, at det er muligt at øge ultralydudvindingen til industrielt niveau. Eksempelvis blev ekstraktionsudbyttet af æteriske olier fra japansk citrus forhøjet med 44% sammenlignet med de traditionelle ekstraktionsmetoder (Mason et al., 2011).

Ultralyd forbehandling til udvinding af æteriske olier

Til ultralydsudvinding af æterisk olie fra plantemateriale (f.eks. Lavandin, salvie, citrus osv.) Kan et sonikationssystem af sonde-typen, såsom UIP2000hdT, anvendes til udvinding i bænk-, pilot- og produktionsskala. Udvindingssystemet kan opsættes som et batch eller inlinesystem.
Til ultralydsbatchekstraktionen anbefales en beholder med et omgivende koldtvandsbad. Vandbadet tillader at undgå en uønsket temperaturstigning og den resulterende nedbrydning. Til lavandin-æterisk olieudvinding ekstraheres lavendelblomster med f.eks. 2 liter destilleret vand i en ekstraktionstid på 30 minutter. Ultralydamplituden er sat til 60%. Efter ultralydsforbehandlingen fjernes lavendelblomsten, og konventionel dampdestillation udføres for at ekstrahere den æteriske olie.
Til inlineudvindingsopsætningen er ultralydsprocessoren ist udstyret med sonotrode og flowcelle. Til køleformål er flowcellereaktoren udstyret med en kølekappe. Til ultralydsbehandling behandles det macererede plantemateriale gennem reaktionskammeret, hvor det passerer direkte gennem kavitationszonen. En yderligere fordel ved ultralydinlineekstraktionen er muligheden for at trykke reaktionskammeret for at øge ekstraktionseffekten.
Ultralydbehandlingen inden hydrodestillation øger udbyttet af ekstraherede æteriske olier og forbedrer udvindingshastigheden – hvilket resulterer i en generelt mere effektiv procedure.

Ultralydproduktion af nanoemulsioner

Interessen for at anvende nanoemulsioner som leveringssystemer til lipofile fødevareingredienser, som bærer til aktive forbindelser i farmaceutiske og kosmetiske produkter, vokser markant på grund af deres høje optiske klarhed, god fysisk stabilitet og evne til at øge biotilgængeligheden. ultralyd emulgering forbereder stabile mikro- og nanoemulsioner, der sikrer de bedste resultater i slutproduktet.
Klik her for at lære mere om ultralyd emulgering!

Ultralydseffekter

Ultralydsekstraktionseffekterne er baseret på princippet om Ultrasonic kavitation. Kavitation i væsker skaber høje forskydningskræfter, væskestrømning og mikroturbulenser, som er rene mekaniske virkninger.

Ultralydsekstraktionssystemer

Hielscher's ultralydsystemer er tilgængelige til bænk-, pilot- og industrianlæg. Vores ultralydsprocessorer er præcis styrbare og kan levere meget høje amplituder (op til 200 μm til industrielle ultralydatorer, højere amplituder på forespørgsel) for at skabe et intens akustisk felt. Alle vores ultralydsenheder – fra laboratorie til industrielle systemer – er bygget til 24/7 drift under tunge forhold.
Hielscher's ultralydsudtrækningsmidler kan testes i bænkestørrelse for gennemførlighedsprøver og procesoptimering. Derefter kan alle procesresultater lineært skaleres til fuld industriel produktion. Vores lange erfaring inden for ultralydsbehandling gør det muligt for os at konsultere og hjælpe vores kunder fra første test og optimere processen til implementering af en yderst effektiv industriel drift. Besøg vores tekniske laboratorium og procescenter for at undersøge mulighederne hos Hielscher's ultralydsystemer!
Vores robuste ultralydsystemer kan bruges til batch og inline sonication. En eftermontering af eksisterende produktionslinjer kan også nemt gøres.