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

Ultralydsekstraktion er en yderst effektiv teknik til at producere høje udbytter af botaniske ekstrakter auch som æteriske olier.Hydrodestillation er en variant af dampdestillation. Til hydrodestillationsekstraktionen gennemblødes plantematerialet i nogen tid i vand, hvorefter blandingen opvarmes, og flygtige materialer transporteres væk i dampen, kondenseres og adskilles. Det er en almindelig ekstraktionsproces at adskille fytokemiske forbindelser fra plantemateriale. Dampdestillation er en almindelig teknik til at isolere æteriske olier, f.eks. til parfumeri.
Da mange organiske forbindelser har tendens til at nedbrydes ved høje vedvarende temperaturer, træder industrien frem for at anvende alternative milde forarbejdningsmetoder, som giver bedre ekstraktionsresultater (overlegen kvalitet, højere udbytter). Ultralydhydrodestillation er en mild, men alligevel meget effektiv ekstraktionsteknik, der bruges til at producere æteriske olier af høj kvalitet.

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Æteriske olier kan effektivt fremstilles fra planter ved hjælp af ultralydassisteret hydrodestillation.

Ultralydsekstraktion og ultralydhydrodestillation forbedrer æterisk olieproduktion betydeligt.

I denne video, ultralyd ekstraktion fra humle (humulus lupulus) er påvist. Med ultralydatorUP200Ht caryophyllene og andre forbindelser udvindes.

Ultralydsekstraktion af humle med UP200Ht med S2614-sonde

Videominiaturebillede

 

Udfordringer ved konventionel æterisk olieproduktion

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 opnå fordele med hensyn til rentabilitet og konkurrenceevne skal producenter af æteriske olier gennemføre mere effektive og effektive udvindingsmetoder. De gunstige teknikker til ultralydsekstraktion udmærker traditionelle ekstraktionsmetoder ved milde ekstraktionsbetingelser, høje udbytter og overlegen ekstraktkvalitet. Sonikering kan udføres som opløsningsmiddelbaseret eller opløsningsmiddelfri ekstraktion. Alternativt kan ultralydsonde-type ekstraktion kombineres med fælles ekstraktionssystemer, fx Soxhlet ekstraktion, Clevenger ekstraktion, superkritisk CO2, ohmsk hydrodestillation osv. (SONO-Soxhlet, Sono-Clevenger, Sono-scCO2, ultralyd ohmsk hydrodestillation).

Fordele ved ultralydsekstraktion og hydrodestillation

Ultralydassisteret ekstraktion og hydrodestillation er i dag en etableret teknik til produktion af æteriske olier af høj kvalitet. Som ikke-termisk ekstraktionsteknik undgår sonikering termisk nedbrydning af varmefølsomme forbindelser. Samtidig øges ekstraktionseffektiviteten og æterisk olieudbytte betydeligt. Find fordelene ved ultralyd æterisk olieproduktion nedenfor:

  1. Høj ekstraktionseffektivitet: Ekstraktion ved hjælp af en sonde-type ultralydator isolerer æteriske olier mere effektivt end traditionelle ekstraktionsmetoder, såsom dampdestillation eller opløsningsmiddelekstraktion. Dette skyldes, at lydbølgerne forårsager kavitation i væsken, hvilket hjælper med at nedbryde plantematerialets cellevægge og frigive mere af æterisk olie.
  2. Kortere ekstraktionstid: Ultralydsekstraktion kan udvinde æteriske olier på meget kortere tid end traditionelle ekstraktionsmetoder. Dette skyldes, at de intense lydbølger, der genereres af en ultralydssonde, kan trænge dybere ind i plantematerialet, forstyrre plantecellen med overlegen effektivitet og derfor ekstrahere æterisk olie hurtigere og mere effektivt.
  3. Forbedret kvalitet af æterisk olie: Da ultralydsekstraktion er en ikke-termisk behandling, kan den producere æteriske olier med en højere kvalitet end traditionelle ekstraktionsmetoder. Dette skyldes, at ultralydbølger kan ekstrahere æterisk olie uden at beskadige de delikate aromatiske forbindelser, der giver olien sin duft og terapeutiske egenskaber.
  4. Energieffektiv: Ultralydsekstraktion er en energieffektiv metode til ekstraktion sammenlignet med traditionelle metoder, såsom dampdestillation, som kræver meget energi til at producere damp.
  5. Miljøvenlig: Ultralydbehandling er en ren og miljøvenlig ekstraktionsteknik, da det ikke kræver brug af opløsningsmidler eller kemikalier, som kan være skadelige for miljøet.

Disse fordele gør ultralyd æterisk olie udvinding til en yderst effektiv og økonomisk teknik, der giver mange fordele i forhold til traditionelle ekstraktionsmetoder.

Ultralydsudvinding er betydeligt mere effektiv og hurtigere end alternative ekstraktionsteknikker som superkritisk kuldioxid (SCO2) udvinding og Soxhlet-ekstraktion.

Ultralydsekstraktion kræver kun meget kort tid og genererer de bedste ekstraktionsudbytter. Sammenligning af superkritisk kuldioxid (sCO2), ultralydassisteret ekstraktion (UAE), superkritisk kuldioxidekstraktion kombineret med tryksvingsteknik (SCE-PST) og Soxhlet-ekstraktion viser, at UAE er den mest effektive og hurtige ekstraktionsteknik.

Arbejdsprincip for ultralyd æterisk olieudvinding

Ultralydbehandling kan ved anvendelse til effektiv æterisk olie ekstraktion. Ultralydbølger isolerer effektivt bioaktive forbindelser, herunder flygtige æteriske olier.Ultralydsekstraktion har vist sig at give højere ekstraktionsudbytter og reducere energiforbruget. Arbejdsprincippet for ultralydsekstraktion er bobleimplosionen genereret af ultralydkavitation. Ultralyd / akustisk kavitation genererer flydende mikrostråler, som ødelægger de lipidholdige kirtler i plantevævet. Derved forbedres masseoverførslen mellem celle og opløsningsmiddel, og æterisk olie frigives. En stor fordel ved nutidens moderne ultralydsekstraktorer er den præcise 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 aroma- og smagsprofil er videnskabeligt bevist (Porto et al., 2009; Asfaw et al., 2005).
Mens andre moderne ekstraktionsteknikker kun tilbyder begrænset kapacitet til opskalering til industriel produktion, er styrken til at opskalere ultralydsekstraktionen til industrielt niveau allerede bevist. For eksempel blev ekstraktionsudbyttet af æteriske olier fra japansk citrus øget med 44% sammenlignet med de traditionelle ekstraktionsmetoder (Mason et al., 2011).

Sono-Clevenger til udvinding af æteriske olier. Billede fra Pingret et al., 2014.

Clevenger med Ultralydator UP200Ht
(©Pingret et al., 2014)

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Ultralyds batchproces til hydro destillation før behandling som urte ekstraktion

Ultralydsekstraktion og hydrodestillation

 

Videoen viser en ekstraktionsproces ved hjælp af Hielscher UP400St sonde sonikator til ekstraktion af skåret og tørret rosmarin i en vand / ethanolblanding under kolde temperaturer. Hielscher UP400St er en højtydende ultralydsprocessor designet til forskellige applikationer, herunder prøveforberedelse og ekstraktionsprocesser.

Rosmarinekstraktion ved hjælp af en ultralydhomogenisator UP400St

Videominiaturebillede

 

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.

Æteriske olier kan effektivt udvindes ved sonikering! www.hielscher.com
 

Fordele ved ultralydsekstraktion og hydrodestillation

  • Hurtig & effektiv udvinding
  • Ikke-termisk, mild proces
  • Højkvalitetsekstrakter
  • højt udbytte
  • Fuld aroma spektrum
  • Mindre råmateriale
  • Grøn ekstraktion
Ultralyd hydrodestillation setup bestående af Hielscher ultralydssonde UP200S og en destillation opsætning. Denne ekstraktionsopsætning er kendt som Sono-Clevenger.

Sono-Clevenger med ultralydssonde UP200S: En ultralyd intensiveret hydrodestillation opsætning for meget effektiv æterisk olie isolering.
(©Rasouli et al. 2021)

Casestudie: Ultralyd hydrodestillation af æterisk olie fra Satureja khuzistanica

Rasouli et al. (2021) undersøgte ekstraktionseffektiviteten for æteriske olier fra urteplanten Satureja khuzistanica Jamzad og sammenlignede traditionel hydrodestillation og ultralydintensiveret Clevenger (Sono-Clevenger). De sammenlignede begge ekstraktionsteknikker, hydrodestillation og ultralyd Clevenger, hvad angår isolationstid, udbytte og kvalitet af opnåede æteriske olier. Resultaterne viser, at mens de opnåede æteriske olier kemiske profil og biologiske egenskaber begge er af sammenlignelig høj kvalitet, forbedrer ultralydsekstraktionsmetoden æterisk olieisoleringsudbytteeffektivitet med op til 40%. Scanningelektronmikrografen (SEM) billeder af de behandlede Satureja blade afslører en mere effektiv forstyrrelse af plantecellevægge ved ultralydbehandling. Som følge heraf blev der observeret en forbedring i æterisk olieudvinding med ca. 40% sammenlignet med konventionel hydrodestillationsmetode.
Denne undersøgelse understreger resultaterne af mange andre rapporter, hvor ultralydsforbehandlingen før hydrodestillationen er blevet undersøgt og vist, at sonde-type ultralydbehandling forbedrer både kvaliteten og mængden af æterisk olie, samtidig med at ekstraktionstiden og energiforbruget reduceres sammenlignet med de konventionelle teknikker.
 

Sono-Clevenger er den ultralydintensiverede hydrodestillationsmetode, som giver højere æteriske olieudbytter inden for kortere behandlingstid.

Sammenligningen af ekstraktionsudbytte som funktion af tiden til hydrodestillation og sono-clevenger-metoden: Ultralyd æterisk olieudvinding med en Sono-Clevenger giver højere udbytter af æterisk olie inden for en kortere ekstraktionstid.
(©Rasouli et al. 2021)

 
 

SEM af Satureja blade: (A) efter hydrodestillation i 4 timer og (B) efter sono-clevenger-behandling i 60 min. Den kortere Sono-Clevenger-behandling giver en bedre celleforstyrrelse og dermed højere æteriske olieudbytter.
(©Rasouli et al. 2021)

 

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Ultralydsekstraktorer til hydrodestillation af æterisk olie

Hielscher effekt ultralydsekstraktorer er tilgængelige til bench-top, pilotanlæg og industrielle anlæg installationer. Vores ultralydsprocessorer er præcist kontrollerbare og kan levere meget høje amplituder (op til 200 μm til industrielle ultralydapparater, højere amplituder på anmodning) for at generere et intenst akustisk felt. Alle vores ultralydsenheder, fra laboratorium til industrielle systemer, er bygget til 24/7 drift under tunge forhold.
Hielscher ultralydsekstraktorer kan testes på bench-top skala for gennemførlighedstest 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 procesoptimering til implementering af en yderst effektiv industriel drift.
Besøg vores tekniske laboratorium og procescenter for at udforske mulighederne i Hielscher ultralydssystemer!
Vores robuste ultralydssystemer kan bruges til batch og inline sonikering. Til æterisk olieproduktion kan en synergistisk kombination opnås ved at installere en ultralydssonde i en konventionel hydrodestillationsopsætning. Eftermontering af eksisterende produktionslinjer kan også nemt gøres.
Tabellen nedenfor giver dig en indikation af den omtrentlige forarbejdningskapacitet hos vores ultralydapparater:

Batch Volumen Strømningshastighed Anbefalede enheder
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 ultralydsekstraktorer, æterisk olie hydrodestillation protokoller og pris. Vi vil være glade for at diskutere din østraktionsproces med dig og tilbyde dig en ultralydssonde, der opfylder dine ekstraktionskrav!









Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.


Soxhlet kombineret med lydbehandling fører til høje udbytter og kortere ekstraktionstider (klik for at forstørre!)

Ultralydator UP200Ht med Soxhlet.
(©Djenni, et al., 2012)



Litteratur / Referencer

Fakta Værd at vide

Succesfuldt udvindet af ultralyd

Følgende plantemateriale og plantevæv er bevist, at ultralydudvinding opnår forbedrede ekstraktionsresultater. Ultralydsekstraktionen giver højere udbytte, ekstrakt af høj kvalitet med en komplet sammensætning / aromaprofil og fuld smagsspektrum.
Urter & blade: spearmint, mynte, Stevia, Cannabis, humle, basilikum, timian, peber, oregano, salvie, fennikel, persille, eukalyptus, oliven, grøn te, sort te, Boldo, tobak, pebermynte, marjoram mv.
Blomster (attars): Rose, lavendel, ylang-ylang, jasmin, patchouli, tuberose, mimosa osv.
Frugter: appelsin, citrus, citron, hindbær, tomat, æble, blåbær, blåbær, mandarin, vindruer, oliven, jujube osv.
Krydderier: safran, koriander, ingefær, laurbær, muskatnød, kanel, gurkemeje, vanilje, fed, muskat osv.
Træ & bark: agarwood, eg, sandeltræ, cedertræ, fyr, kanelbark osv.

De botaniske ekstrakter indeholder det fulde spektrum af aktive forbindelser og fytokemikalier, så den essentielle olie indeholder lipider, terpener og terpenoider, phenoler, alkaloider, flavonoider, carbonylforbindelser, antioxidanter, vitaminer, pigmenter, enzymer osv.
Eksempler på ekstraherede molekyler: monoterpener og monoterpeneroider, sesquiterpener, limonen, carvon, a-pinen, limonen, 1,8-cineol, cis-ocimen, trans-ocimen, 3-octanon, beta-caroten, a-pinen, kamfer, camphen , β-pinen, myrcen, para-cymen, limonen, y-terpinen, linalool, myrtenol, myrtenal, carvone.
Æteriske olier viser antioxidant- og antimikrobielle virkninger, hvilket gør dem udover deres aroma og smag også en gavnlig ingrediens til mad og medicinske produkter.
Æteriske olier, fx fra lavendel, pebermynte og eukalyptus, produceres for det meste ved dampdestillation. Råplantematerialer som blomster, blade, træ, bark, rødder, frø og peeling ekstraheres ved vanddestillation mens de gennemblødes og koges med vand i et destillationsapparat.

hydrodestillation

Til hydrodestillation differentieres to former: vanddestillation og dampdestillation.
Til isolering af æteriske olier ved vanddestillation anbringes plantematerialet i vand, der skal koges. Til dampdestillation sprøjtes damp ind i / gennem plantematerialet. På grund af indflydelsen af ​​varmt vand og damp frigives æterisk olie fra lipidkirtlerne i plantevævet. Den fordampende vanddamp bærer olien ud af plantematerialet. Derefter kondenseres dampen i en kondensator ved indirekte afkøling med vand. Fra kondensatoren strømmer det destillerede ekstrakt (æterisk olie) ind i en separator, hvor olien adskilles automatisk fra destillatvandet.

opløsningsmiddelekstraktion

På grund af effektivitet produceres de fleste æteriske olier, f.eks. Til parfume- og duftindustrien, ved opløsningsmiddelekstraktion ved anvendelse af flygtige opløsningsmidler, fx hexan, di-methylenchlorid eller petroleumsether. De vigtigste fordele ved opløsningsmiddelekstraktion over destillation er, at en ensartet temperatur (ca. 50 ° C) kan opretholdes under processen. Da højere temperaturer resulterer i nedbrydning af essentielle olieforbindelser, er opløsningsmiddelekstraherede olier præget af en højere fuldstændighed af deres flygtige forbindelser og en mere naturlig lugt.
Superkritisk CO2 har vist sig at være et fremragende organisk opløsningsmiddel også og er derfor en anden alternativ metode til udvinding af aromatiske olier fra botaniske stoffer.

Ekstraktionsopløsningsmidler

Traditionelle organiske opløsningsmidler til ekstraktion omfatter benzen, toluen, hexan, dimethylether, petroleumsether, di-methylenchlorid, ethylacetat, acetone eller ethanol.
Ethanol bruges til at ekstrahere duftstoffer fra tørplante materialer samt fra uren olier eller beton, der først er fremstillet ved ekstraktion, ekspression eller afluftning af organisk opløsningsmiddel. Ethanolekstrakter fra tørre materialer er kendt som tinkturer. Tinkturer må ikke forveksles med ethanolvasker, der udføres for at rense olier og beton for at opnå absolutheder.
Når vand anvendes som ekstraktionsvæske, kaldes processen en opløsningsmiddelfri ekstraktion.

Essentielle olier

Æteriske olier fremstilles ved ekstraktion fra plantemateriale. Som råmateriale kan forskellige slags plantedele anvendes, f.eks. Blomster (f.eks. Rose, jasmin, nelliker, nelliker, mimosa, rosmarin, lavander), blade (f.eks. Mynte, Ocimum spp., Citrongræs, jamrosa), blade og stilke (f.eks. geranium, patchouli, petitgrain, verbena, kanel), bark (f.eks kanel, cassia, canella), træ (f.eks. cedertræ, sandal, fyr), rødder (f.eks. angelica, sassafras, vetiver, saussurea, valerian) koriander, karve, dill, muskatnød), frugter (bergamot, appelsin, citron, enebær), rhizomer (f.eks ingefær, calamus, curcuma, orris) og udstødninger af tandkød eller oleoresin (f.eks. balsam af Peru, Myroxylon balsamum, Storax, Myrra, Benzoin ).

Beton og Absolut

Beton er betegnelsen for den halvfaste masse, der opnås ved opløsningsmiddelekstraktion af frisk plantemateriale. Det friske plantemateriale ekstraheres hovedsagelig ved anvendelse af ikke-polære opløsningsmidler, såsom benzen, toluen, hexan, petroleumsether. Efter ekstraktionsprocessen inddampes opløsningsmidlet, således at der opnås en halvfast rest af æteriske olier, voksarter, harpikser og andre lipofile (hydrofobe) fytokemikalier. Dette er den såkaldte beton.
For at opnå en absoluthed fra beton skal betonen behandles med en stærk alkohol, hvori visse bestanddele kan opløses.

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!


Højtydende ultralyd! Hielschers produktsortiment dækker hele spektret fra den kompakte lab ultralydsprocessor over bench-top enheder til fuldindustrielle 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.