Lösungsmittelfreie Entkoffeinierung mit Power-Ultraschall

  • Der herkömmliche Entkoffeinierungsprozess von Kaffee und Tee erfordert den Einsatz von toxischen Lösungsmitteln.
  • Die Ultraschall-Entkoffeinierung ist eine effiziente Intensivierungsmethode, die es ermöglicht, Koffein in einem wasserbasierten Extraktionsverfahren ohne Verwendung von scharfen Lösungsmitteln zu entfernen.
  • Die Ultraschall-Entkoffeinierung ist eine wirtschaftliche, effektive und umweltfreundliche Methode zur Herstellung von hochwertigem entkoffeiniertem Kaffee, Tee und Kakaoprodukten.

Entkoffeinierung mit Ultraschall

Koffein ist eine wasserlösliche Substanz, so dass Wasser für die Entfernung von Koffein aus Kaffee, Tee und Kakao verwendet werden kann. Herkömmliche Entkoffeinierungsverfahren verwenden eine Chemikalie als Entkoffeinierungsmittel (wie Methylenchlorid, CO2 oder Ethylacetat), um den Prozess zu beschleunigen. Durch die Verwendung von Ultraschall-Wasserextraktion in Kombination mit Aktivkohle als Entkoffeinierungsmittel wird ein entkoffeiniertes Kaffee-, Tee- oder Kakaoprodukt in einem organischen und umweltfreundlichen Verfahren hergestellt.

Vorteile der Ultraschall-Entkoffeinierung

  • Hochwertige Qualität (Premium-Kaffee)
  • lösungsmittelfrei
  • Mild, nicht-thermisch
  • energiesparend
  • Schnell
  • Geeignet für bio-zertifizierte Produkte
  • schneller ROI
  • einfache Bedienung
  • umweltfreundlich

Ultraschall intensiviert Swiss Water Decaffeination

Die ultraschallunterstützte Entkoffeinierung ist ein Intensivierungsverfahren der sogenannten Swiss water decaffeination .
Das Schweizer Wasserentkoffeinierungsverfahren funktioniert auf der Basis von Auflösung und Osmose, um Koffein aus Kaffeebohnen, Teeblättern und Kakaobohnen zu entfernen.
Die Integration von Sonden-Ultraschallgeräten in den Entkoffeinierungsprozess von Swiss Water beinhaltet die Einbindung von Ultraschall in bestimmten Prozessschritten, um die Koffeinextraktion zu verbessern. Der Schweizer Wasserentkoffeinierungsprozess umfasst vier Hauptprozessschritte. Während die Implementierung von Ultraschall für eine effizientere Entkoffeinierung je nach spezifischem Aufbau und Ausrüstung variieren kann, wird hier ein allgemeiner Überblick darüber gegeben, wie Sonden-Ultraschallgeräte hauptsächlich zur Prozessverbesserung integriert werden:

Informationen anfordern




Beachten Sie unsere Datenschutzerklärung.


Ultraschallextraktor in einem Reaktor zur Entkoffeinierung von Tee und Kaffee
 
Caution: Video "duration" is missing

Die Ultraschall-Extraktion ist die überlegene Methode zur Herstellung von kalt gebrühtem Kaffee aus gemahlenem Kaffee. Durch die Beschallung werden die Geschmacksverbindungen und das Koffein innerhalb von Sekunden freigesetzt.

Ultraschall-Extraktion von Koffein und Kaltbrühkaffee

Video-Miniaturansicht

 

  1. Einweichphase: Im ersten Schritt des Swiss Water Entkoffeinierungsverfahrens werden die grünen Kaffeebohnen in heissem Wasser eingeweicht, um eine geschmacksintensive Wasserlösung zu erzeugen. Während dieser Einweichphase kann ein Ultraschallgerät zur Beschallung eingesetzt werden, um die Extraktion von Koffein aus den Bohnen zu erleichtern. Ultraschall ist bekannt für seine Fähigkeit, die Extraktion bioaktiver Verbindungen wie Koffein aus Pflanzenmaterialien zu intensivieren. Die mechanischen Kräfte der Ultraschall- bzw. akustischen Kavitation perforieren und zerstören die Zellen und fördern den Stofftransport. Dadurch wird das Koffein aus den Bohnen gelöst und effizient an das Wasser abgegeben. Aufgrund dieser Effekte beschleunigt die Beschallung den Entkoffeinierungsprozess erheblich. Das mit Ultraschall extrahierte Koffein ist ein wertvoller Zusatzstoff für Lebensmittel und Getränke, z. B. für Energydrinks.
  2. Phase der Koffeinentfernung: Nach dem ersten Einweichen wird das koffeinhaltige, aromatisierte Wasser von den Kaffeebohnen getrennt. Dieses Wasser wird normalerweise durch Aktivkohlefilter geleitet, um das Koffein zu entfernen. Die Porosität dieses Filters ist so bemessen, dass nur größere Koffeinmoleküle aufgefangen werden, während kleinere Öl- und Aromamoleküle hindurchgelassen werden. Das bedeutet, dass der Aktivkohlefilter das Koffein zurückhält, während das gefilterte Wasser alle kleineren bioaktiven Substanzen enthält, die bekanntlich Kaffee, Tee und Kakao ihr unverwechselbares Aroma und ihren Nährwert verleihen.
  3. Reabsorptionsphase: Die entkoffeinierten Bohnen, die von Koffein- und Aromamolekülen befreit wurden, werden entsorgt. Das koffeinfreie, geschmacks- und polyphenolangereicherte Wasser (auch bekannt als "Green Coffee Extract") ist sehr wertvoll und wird verwendet, um das Koffein aus einer frischen Charge noch koffeinhaltiger Kaffeebohnen zu entfernen.
    Da dieses Wasser mit Aromamolekülen und anderen bioaktiven Stoffen gesättigt ist, können sich diese Verbindungen in der frischen Charge Kaffeebohnen nicht auflösen. Dadurch werden nur Koffeinmoleküle aus den Kaffeebohnen an das Wasser abgegeben und eine Entkoffeinierung vorgenommen, ohne dass Aroma und andere wertvolle Phyto-Chemikalien verloren gehen. Sobald das aromatisierte Wasser frei von Koffein ist, wird es zur Extraktion von Koffein aus einer neuen Charge grüner Kaffeebohnen wiederverwendet. Auch in dieser Phase der Reabsorption kann der Einsatz von Sonden-Ultraschall von Vorteil sein. Die grünen Bohnen werden in dem mit Aromastoffen angereicherten Wasser eingeweicht und mit Ultraschall beschallt, um die Koffeinextraktion zu erleichtern. Die Beschallung trägt dazu bei, dass das Wasser besser in die Bohnen eindringt, wodurch die Extraktionsleistung verbessert und die Extraktionszeit verkürzt wird.
  4. Wiederholte Resorption und Trocknung: Die Schritte der Reabsorption und Beschallung können mehrfach wiederholt werden, bis der gewünschte Entkoffeinierungsgrad erreicht ist. Nach der endgültigen Resorption werden die entkoffeinierten Kaffeebohnen in der Regel getrocknet, und das mit Aroma angereicherte Wasser kann für die nächste Charge wiederverwendet werden.
Die ultraschallunterstützte Wasser-Entkoffeinierung ist eine ausgezeichnete Technik zur Entkoffeinierung von organischem, bewusst hergestelltem Kaffee und Tee.

 

Die botanische Extraktion mit Ultraschall bringt höhere Ausbeuten. Der Hielscher UIP2000hdT, 2000 Watt Homogenisator ist leistungsfähig genug, um Batch-Behälter von 10 bis 120 Litern schnell und zuverlässig zu extrahieren.

Ultraschall-Extraktion von pflanzlichen Stoffen - 30 Liter / 8 Gallonen Batch

Video-Miniaturansicht

Ultraschallgerät UIP6000hdT für die industrielle Entkoffeinierung von Kaffeebohnen, Tee und Kakao. Die Ultraschallbehandlung erleichtert und intensiviert den Prozess der Swiss Water Decaffeination.

Ultraschall-intensivierte Schweizer Wasserentkoffeinierung: Industrie-Ultraschallgerät UIP6000hdT für die kontinuierliche Entkoffeinierung

Informationen anfordern




Beachten Sie unsere Datenschutzerklärung.


Fallstudie zur Entkoffeinierung von Kaffeebohnen mit Ultraschall

Ultraschallsonde UP400St für die effiziente Extraktion von Koffein aus Kaffeebohnen, Tee und Kakao. Die Ultraschallbehandlung intensiviert und verbessert den Prozess der Swiss Water Decaffeination.Die Studie von Huamaní-Meléndez und Darros-Barbosa (2018) zielte darauf ab, die Auswirkungen von Ultraschallintensität, -puls und -temperatur auf die Extraktion von Koffein aus Arabica-Kaffeebohnen in einem wässrigen Medium zu untersuchen. Die Forscher verwendeten die Hielscher Hochintensitäts-Ultraschallsonde UP400S (400 Watt; siehe Bild links) und führten Experimente mit unterschiedlichen Intensitäten, Pulsdauern und Temperaturen durch. Sie fanden heraus, dass eine Erhöhung der Ultraschallintensität und der Pulsdauer zu einer höheren Koffeinextraktionsrate führte, allerdings nur bis zu einem bestimmten Punkt, nach dem weitere Erhöhungen die Extraktion nicht wesentlich verbesserten. Als optimale Bedingungen für die Koffeinextraktion erwiesen sich eine Ultraschallintensität von 75 W/cm2, eine Pulsdauer von 5 Sekunden und eine Temperatur von 25 °C. Die Studie liefert ein spezifisches Protokoll für die Verwendung von Ultraschall zur Extraktion von Koffein aus Kaffeebohnen und legt nahe, dass diese Methode eine wirksame und umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Entkoffeinierungsverfahren sein könnte.

Hochleistungs-Ultraschallgeräte für lösungsmittelfreie Entkoffeinierung

Hielscher Ultrasonics bietet Ihnen Hochleistungs-Ultraschallgeräte für die schonenden, aber hochwirksamen Extraktions- und Entkoffeinierungsverfahren. Mit Ultraschallleistungen von 50 bis 16.000 Watt pro Ultraschallgerät bietet das Hielscher Ultraschallgeräte-Portfolio den idealen Ultraschall für Ihren Kaffeezubereitungs- und Entkoffeinierungsprozess!
Als langjährig erfahrener Hersteller und Berater für Hochleistungsultraschallgeräte und deren Anwendung ist Hielscher Ihr Partner für ultraschallgestützte Extraktionsverfahren. Hielscher-Ultraschallprozessoren werden weltweit für Anwendungen in der Lebensmittelindustrie installiert. & Getränke-, Pharma- und Chemieindustrie.
Wir liefern nicht nur Hochleistungs-Ultraschall-Extraktoren, sondern unterstützen unsere Kunden auch mit unserem fundierten Wissen. Unser Kundenservice reicht von der Beratung und Machbarkeitsstudie über die Prozessoptimierung und Pilotanlagen bis hin zur Installation von Ultraschallsystemen im industriellen Maßstab.
Mit einer breiten Palette von Ultraschallprozessoren und Zubehör (wie Sonotroden, Durchflusszellen und Reaktoren) können wir Ihnen das am besten geeignete System empfehlen, das die Anforderungen Ihrer Prozesskapazität und -bedingungen erfüllt. Die Installation und Nachrüstung in bestehende Prozesslinien ist problemlos möglich, da unsere Ultraschallextraktoren ohne große Modifikationen integriert werden können.
Unsere gut ausgebildeten Mitarbeiter aus Prozessberatern, Chemikern und Ingenieuren führen unsere Kunden zu einer erfolgreichen Installation und Bedienung. Die Geräte von Hielscher zeichnen sich durch eine hohe Robustheit aus und sind sehr wartungsarm. Für die betriebliche Schulung, die Erstinbetriebnahme und den Wartungsservice steht unseren Kunden ein gut ausgebildetes Team zur Verfügung.

Kontaktieren Sie uns! / Fragen Sie uns!

Fordern Sie weitere Informationen an!

Bitte nutzen Sie das Formular, um weitere Informationen über unsere Ultraschallgeräte und -prozesse anzufordern. Gerne bieten wir Ihnen ein passendes Ultraschallsystem für Ihre Anwendung an.









Bitte beachten Sie unsere Datenschutzerklärung.


 

Caution: Video "title" is missing

Kalter Tee wird schnell durch Beschallung hergestellt. Der UP400St extrahiert in Sekundenschnelle geschmacks- und gesundheitsfördernde Verbindungen aus den Teeblättern, ohne dass Wärme zugeführt wird.

Ultraschall-Extraktion von Tee - Hielscher Ultrasonics (Tee-Kaltaufguss)

Video-Miniaturansicht

Warum Hielscher Ultrasonics?

  • hohe Qualität
  • Made in Germany
  • 24/7 Betrieb
  • Schwerlast-zugelassen
  • Einfache Installation und Nachrüstung
  • sichere und einfache Bedienung
  • Leicht zu reinigen
  • Geringer Wartungsaufwand
  • Wissen und Beratung
  • Kundenbetreuung


Wissenswertes

Entkoffeinierung

Bei der Entkoffeinierung wird Koffein aus Kaffeebohnen, Kakao, Teeblättern oder anderen koffeinhaltigen Materialien entfernt. Entkoffeinierte Getränke wie koffeinfreier Kaffee oder Tee erfreuen sich zunehmender Nachfrage. Das ultraschallunterstützte Entkoffeinierungsverfahren trägt dazu bei, hochwertige, biologische und gesunde entkoffeinierte Produkte herzustellen. Der Verzicht auf scharfe Chemikalien ist wirtschaftlich, da die Kosten für Lösungsmittel und deren energieintensive Rückgewinnung durch Verdampfung entfallen. Das zubereitete entkoffeinierte Produkt (Kaffee, Tee, Kakao) ist gesünder, da bei lösungsmittelentkoffeinierten Produkten nach der Entfernung der Lösungsmittel noch Spuren von Lösungsmitteln zu finden sind. Dies macht die ultraschallunterstützte Entkoffeinierung ökologisch und umweltfreundlich.

Literatur


Hochleistungs-Ultraschall! Die Produktpalette von Hielscher deckt das gesamte Spektrum vom kompakten Labor-Ultraschallgerät über Bench-top-Homogenisatoren bis hin zu vollindustriellen Ultraschallsystemen ab.

Hielscher Ultrasonics fertigt Hochleistungs-Ultraschall-Homogenisatoren vom Labor bis zum voll-kommerziellen Industriemaßstab.


Wir besprechen Ihr Verfahren gerne mit Ihnen.

Lassen Sie uns in Kontakt treten.