Hielscher Ultraschalltechnik

Hocheffiziente Ingwer-Extraktion mittels Ultraschall

  • Die Ultraschallextraktion von ätherischen Ölen und Wirkstoffen aus Ingwer überzeugt durch die hohe Extraktionseffizienz und hohe Erträge.
  • Die Ultraschallextraktion ist ein milder, nicht-thermischer Prozess, mittels dessen hochwertige Extrakte gewonnen werden.
  • Während andere Extraktionsmethoden nur beschränkt auf die Verarbeitung größerer Volumina hochskaliert werden könnenn, kann das Ultraschallextraktionsverfahren völlig linear auf industrielles Produktionsniveau skaliert werden.

 

Ingwer-Extraktion

Ingwer (Zingiber officinale) enthält zahlreiche Wirkstoffen, wie ätherische Öle, [6] -Gingerol, Oleoresine und andere bioaktive Pflanzenstoffe. Diese Substanzen sind für ihren Geschmack, ihr Aroma und ihre pharmakologischen Wirkungen geschätzt.
Um die Wirkstoffe aus Ingwer zu effizient und (hoch-)dosiert einsetzen zu können, müssen sie durch Extraktion aus der Ingwerwurzel (Rhizom) freigesetzt werden. Herkömmliche Extraktionsverfahren für Ingwer, wie beispielsweise die Wasserdampfdestillation oder Lösungsmittelextraktion haben mehrere Nachteile: Sie sind zeitaufwendig, benötigen große Mengen an chemischen Lösungsmitteln und die Prozesskapazität ist begrenzt.

Ultraschall-Extraktionssysteme werden verwendet, um Gingerol und andere gesundheitsfördernde Verbindungen aus Ingwer zu extrahieren. Das Video zeigt den UP100H bei der Ingwerextraktion.

Ultraschall-Extraktion von getrocknetem Ingwer mit dem UP100H

Ultraschall-Gingerol-Extraktion

UltraschallkavitationDie Ultraschallextraktion ist ein nicht-thermisches Verfahren, welches auf dem Prinzip der Kavitationbasiert. Hochleistungsultraschall erzeugt hohe Scherkräfte und Mikroturbulenzen, welche die Zellwände mechanisch zu aufbrechen und dabei gleichzeitig die Freisetzung von zellulären Bestandteilen aus dem Pflanzenmaterial in das Lösungsmittelunterstützen. Da die Ultraschallbehandlung eine nicht-thermisches Verfahren ist, werden die bioaktiven Substanzen nicht geschädigt. Die milden Prozesstemperaturen bewahren die Extrakte (z.B. Antioxidantien, Polyphenolen, etc.) vor dem thermischen Abbau. Darüber hinaus kann die ultraschall-gestützte Extraktion oft in wässrigen Lösungsmitteln (= Wasser) durchgeführt werden. Die Vermeidung von organischen Lösungsmitteln (beispielsweise Aceton, Hexan) ist besonders wichtig bei der Extraktion von Verbindungen, welche später in Lebensmitteln und pharmazeutischen Produkten verarbeitet werden.
Die Ultraschallextraktion wird verwendet, um funktionale Komponenten aus vielen verschiedenen pflanzlichen Materialien zu extrahieren. Es ist erwiesen, dass die Ultraschallextraktion schneller als herkömmliche Extraktionstechniken ist.

Vorteile der Ultraschallextraktion

  • milde Verfahrensbedingungen
  • hohe Ausbeute
  • schnelle Extraktion
  • lösungsmittelfrei
  • sicher & einfache Bedienung
  • einfaches Scale-up
  • hohe Gesamtwirkungsgrad
  • Inline oder Batch-Verarbeitung
  • schneller ROI
Ultraschallbehandlung mit 2kW-System UIP2000hdT

UIP2000hdT mit Rührwerk in einem Extraktionstank

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Überragende Extraktqualität

Die Extraktion mittels Ultraschall hat gegenüber anderen herkömmlichen Extraktionstechniken, welche häufig nur für kleine Volumina angewendet werden können, klare Vorteile. Die Ultraschallextraktion kann als Batch- oder Inline-Prozess durchgeführt werden, wobei beider Inline-Beschallung eine Durchflusszelle verwendet wird. Die intensiven Ultraschallkräfte perforieren bzw. brechen die Zellmatrix auf, so dass alle intrazellulärem Materialien schnell und leicht gelöst werden, so dass die maximale Ausbeute extrahiert wird. Die Vielseitigkeit der Ultraschallgeräte gewährleistet ein einfaches, problemloses Verfahren. Lösungsmittel kann entweder durch Wasser ersetzt oder die benötigte Lösungsmittelmenge kann deutlich reduziert werden. Weiterhin verhindern milde Temperaturen und kurze Extraktionszeiten den thermischen Wirkstoffabbau, so daß ein hochqualitatives Extraktes mit Pharma- / Lebensmittelqualität erzeugt wird.

Hielscher Ultraschallsysteme für die Extraktion

Hielscher Ultrasonics liefert leistungsstarke, zuverlässige Ultraschall-Systeme für Benchtop, Technikum und industrielle Verarbeitung jeglicher Volumina. Unsere robusten Ultraschall-Systeme können für Batch- und Inline-Verarbeitung verwendet werden. Die einfache und präzise Kontrolle über alle Prozessparameter gewährleistet eine gleichbleibend hohe Extraktqualität und eine hohe Prozesseffizienz.
In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallsysteme:

Batch-Volumen Durchfluss Empfohlenes Ultraschallgerät
0,5 bis 1,5 ml n.a. VialTweeter
1 bis 500ml 10 bis 200ml/min UP100H
10 bis 2000ml 20 bis 400ml/min UP200Ht, UP400St
0.1 bis 20l 0,2 bis 4l/min UIP2000hdT
10 bis 100l 2 bis 10l/min UIP4000
n.a. 10 bis 100l/min UIP16000
n.a. größere Cluster aus UIP16000
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Kundenspezifisch angepasstes Ultraschallsystem

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Wissenswertes

Ingwer

Ingwer ist eine Pflanzenquelle reich an natürlichen phenolischen und flavonoiden Antioxidantien.
Der charakteristische Duft und Geschmack von Ingwer resultiert aus ätherischen Ölen, welche 1-3% des Gewichts des frischen Ingwers ausmachen und hauptsächlich aus Zingeron, Shogaolen und Gingerolen (u.s. [6]-Gingerol (1-[4′-hydroxy-3′methoxyphenyl]-5-hydroxy-3-Decanon) bestehen.
Zingerone entsteht aus Gingerols während des Trocknungsprozesses (unter Wärme) und hat eine milde Schärfe und eine würzig-süßes Aroma. Zingerone, auch Vanillylacetone genannt, wird von einigen als eine der Schlüsselkomponenten für die Schärfe von Ingwer gehalten, allerdings verleiht Zingerone hauptsächlich den „süßen“ Geschmack von gekochtem Ingwer. Zingerone weist eine ähnliche chemische Struktur zu anderen Aromachemikalien wie z.B. Vanillin und Eugenol auf. Es wird als Aromazusatz in Gewürzölen und in der Parfümerie verwendet, um würzige Aromen einfließen zu lassen.

Ätherische Öle

Ein ätherisches Öl ist eine konzentrierte hydrophobe Flüssigkeit, welche flüchtigen Aromastoffe aus Pflanzen enthält. Ätherische Öle werden auch Aetherolea, genannt oder einfach als Öl der Pflanze bezeichnet, aus der sie gewonnen wurden, wie Rosenöl, Ingweröl, Sandelholzöl, Pfefferminzöl, Zitronenöl oder (süßes) Orangenöl.
Ätherische Öle sind weit verbreitet und können in vielen Verbraucherprodukten gefunden werden, wo sie z.B. in Speisen und Getränken für Aroma, in Parfüm und Körperpflegemitteln für den Duft, oder in medizinischen und pharmazeutischen Produkten für therapeutische Wirkung sorgen. Ätherische Öle zeichnen sich durch ihre spezifischen Gerüche aus. Ätherische Öle sind als sichere Inhaltsstoffe für Lebensmittel, medizinische und therapeutische Produkte zugelassen.