Εκχυλίσματα κελύφους κακάο με υπερήχους ισχύος
Τα απόβλητα κακάο, όπως ο πολτός καρπών κακάο και τα κελύφη κακάο, μπορούν εύκολα να αξιοποιηθούν με την εξαγωγή βουτύρου κακάο, σακχάρου καρπών και βιοδραστικών ενώσεων. Η εκχύλιση με υπερήχους έχει αποδειχθεί ότι είναι μια εξαιρετικά αποτελεσματική τεχνική για την απομόνωση πολύτιμων συστατικών από τα απόβλητα κακάο. Οι εκχυλιστές υπερήχων απελευθερώνουν υψηλές αποδόσεις συστατικών τροφίμων από φλοιούς κακάο, κελύφη και πολτό φρούτων μέσα σε μια γρήγορη, ασφαλή και απλή επεξεργασία.
Υποπροϊόντα κακάο
Το κακάο (Theobroma cacao L.) είναι μια πολύτιμη καλλιέργεια, οι κόκκοι της οποίας χρησιμοποιούνται κυρίως για την παραγωγή σοκολάτας. Μετά τη συγκομιδή των λοβών του κακάο, είτε πριν είτε μετά το καβούρδισμα των κόκκων κακάο, οι κόκκοι απελευθερώνονται από τα κελύφη (επίσης γνωστά ως φλοιός ή φλούδες) και τον πολτό των καρπών. Τα κελύφη των κόκκων κακάο και ο πολτός των καρπών κακάο θεωρούνται υποπροϊόν της βιομηχανίας κακάο. Ανάλογα με το είδος του καρπού του κακάο, οι κόκκοι αποτελούν περίπου το 25% του βάρους του καρπού του κακάο. Ο πολτός συμβάλλει σε άλλο 25% κ.β. και το υπόλοιπο είναι κέλυφος/φλοιός, το οποίο απορρίπτεται ως επί το πλείστον ως απόβλητο. Ωστόσο, τα υποπροϊόντα του κακάο, όπως το κέλυφος και ο πολτός, είναι πλούσια σε ίνες, αντιοξειδωτικά, πολυφαινόλες, αρωματικές ενώσεις, σάκχαρα και λιπίδια, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πρόσθετα σε τρόφιμα και ποτά.
Υπερήχων σύστημα εκχύλισης UIP2000hdT για την επεξεργασία υποπροϊόντων κακάο. Υπερήχων εκχύλιση απελευθερώνει αντιοξειδωτικά, πολυφαινόλες και φλαβονοειδή από κελύφη κακάο.
Υπερήχων εκχύλιση των φυτο-θρεπτικών συστατικών από κελύφη κακάο
Υπερήχων εκχύλιση κελύφους κακάο: Υπερήχων εκχύλιση μετατρέπει βιοαπόβλητα κακάο (π.χ., φλοιό κακάο, φλοιό λοβό) σε πολύτιμα προϊόντα διατροφής όπως βούτυρο κακάο, ενώσεις γεύσης, φυτο-θρεπτικά συστατικά, σάκχαρα φρούτων, και διαιτητικές ίνες. Για μια αποτελεσματική διαδικασία εκχύλισης με υπερήχους, απαιτείται μόνο ακατέργαστη προεπεξεργασία της βιομάζας κελύφους κακάου, δηλαδή άλεση του κελύφους κακάο.
Ισχύς υπερήχων για εκχύλιση
Ο μηχανισμός εντατικοποίησης της εξαγωγής υπερήχων ισχύος αποδίδεται κυρίως στο φαινόμενο της ακουστικής σπηλαίωσης. Υπερήχων σπηλαίωση προκαλεί συγκρούσεις μεταξύ των σωματιδίων του κελύφους κακάο / φλοιό, η οποία έχει ως αποτέλεσμα interparticular κλασματοποίηση και μείωση του μεγέθους των σωματιδίων. Όταν οι φυσαλίδες σπηλαίωσης καταρρέουν στην επιφάνεια των στερεών κακάο, η διάβρωση και η sonoporation διευρύνουν περαιτέρω την επιφάνεια των σωματιδίων. Με αυτόν τον τρόπο η εντατικοποιημένη μεταφορά μάζας διευκολύνει την απελευθέρωση μορίων όπως πρωτεΐνες, λιπίδια και φυτοχημικά. Οι υπερηχητικά παραγόμενες δυνάμεις διάτμησης βελτιώνουν τη διείσδυση του διαλύτη στην κυτταρική μήτρα της βοτανικής ύλης και βελτιώνουν τη διαπερατότητα των κυτταρικών μεμβρανών, αντίστοιχα. Αυτοί οι μηχανισμοί υπερήχων ισχύος είναι υπεύθυνοι για τη σημαντική εντατικοποίηση της διαδικασίας που επιτυγχάνεται όταν υπερήχους εφαρμόζεται για βοτανική εκχύλιση.
- υψηλές αποδόσεις
- ταχεία διαδικασία
- χαμηλό λειτουργικό κόστος
- Αναπαραγώγιμα αποτελέσματα
- γραμμική επεκτασιμότητα
- απλή λειτουργία
- Ευρωστία
Υπερήχων υποβοηθούμενη εκχύλιση κελύφους κακάο αποδεδειγμένη από την έρευνα
Οι Grillo et al. (2018) διερεύνησαν την εκχύλιση βουτύρου κακάου, πολυφαινολών (π.χ. κατεχίνη, επικατεχίνη, διμερή προκυανιδίνης, τριμερή και τετραμερή), αντιοξειδωτικών και μεθυλξαντίνης (π.χ. καφεΐνη, θεοβρωμίνη) από κελύφη κόκκων κακάου χρησιμοποιώντας εκχύλιση με υπερήχους. Όπως δείχνει ο παρακάτω πίνακας, υπερήχους αυξήθηκε πάντα τόσο λιπόφιλα όσο και υδρόφιλα εκχυλίσματα αποδόσεις με αποτέλεσμα εκχυλίσματα πλούσια σε αντιοξειδωτικές φλαβανόλες (κατεχίνες και επικατεχίνες), θεοβρωμίνη (32,7 ± 0,12 mg / g κελύφη), καφεΐνη (1,76 ± 0,08 mg / g κελύφη) και βούτυρο κακάο, με απλό και εύκολο τρόπο. Τα καλύτερα αποτελέσματα υπό υπερήχους επιτεύχθηκαν χρησιμοποιώντας το τριμερές μείγμα, το οποίο δίνει ελαφρώς χαμηλότερη συνολική ανάκτηση υδρόφιλου κλάσματος και παρέχει 16 φορές μείωση του χρόνου εκχύλισης.
Η εκχύλιση με υπερήχους (ΗΑΕ) και οι συμβατικές αποδόσεις διεργασίας από τα ακατέργαστα κελύφη κακάου, εκφρασμένες ως ποσοστό w / w. Υπερήχων εκχύλιση δίνει σημαντικά υψηλότερες αποδόσεις.
Μελέτη και πνευματικά δικαιώματα από Grillo et al. 2019.
Yusof et al. (2019) θα μπορούσε να αποδείξει την αποτελεσματικότητα της εκχύλισης με υπερήχους φλαβονοειδών από κέλυφος κακάου, πάρα πολύ. Βρήκαν μετά από παραμέτρους εκχύλισης της συγκέντρωσης αιθανόλης, θερμοκρασία, και υπερήχους χρόνο πιο αποτελεσματική, δηλαδή υπό τις ακόλουθες συνθήκες υψηλότερες αποδόσεις εκχύλισμα ελήφθησαν: μέγιστη τιμή της συνολικής περιεκτικότητας σε φλαβονοειδή (TFC; 7.47 mg RE / g ξηρού βάρους (DW)) επιτεύχθηκε 80% συγκέντρωση αιθανόλης, θερμοκρασία διεργασίας 55ºC, και 45 λεπτά κατεργασία με υπερήχους.
Υπερήχων εκχυλιστές υψηλής επίδοσης για την επεξεργασία αποβλήτων κακάου
Υψηλής απόδοσης υπερήχων συστήματα εκχύλισης από Hielscher Υπέρηχοι χρησιμοποιούνται παγκοσμίως σε R&D, μικρά, μεσαία και πλήρως εμπορικά επίπεδα παραγωγής. Υψηλής απόδοσης υπερήχων εκχυλιστές εντείνουν τη διαδικασία εκχύλισης και να αυξήσει την απόδοση και τη συνολική αποτελεσματικότητα της υψηλής ποιότητας παραγωγής εκχυλίσματος. Hielscher Υπέρηχοι προσφέρει εξοπλισμό εκχύλισης για οποιοδήποτε όγκο / ικανότητα διαδικασίας. Έχοντας εμπειρία στη βοτανική εκχύλιση για περισσότερα από 25 χρόνια, Hielscher Υπέρηχοι είναι αξιόπιστος συνεργάτης σας για υψηλής απόδοσης υπερήχων εκχύλιση!
Υψηλής απόδοσης, state-of-the-art υπερήχων για την εκχύλιση κακάο
Τα έξυπνα χαρακτηριστικά των υπερήχων Hielscher έχουν σχεδιαστεί για να εγγυώνται αξιόπιστη λειτουργία, αναπαραγώγιμα αποτελέσματα και φιλικότητα προς το χρήστη. Οι ρυθμίσεις λειτουργίας είναι εύκολα προσβάσιμες και καλούνται μέσω διαισθητικού μενού, στο οποίο μπορείτε να έχετε πρόσβαση μέσω ψηφιακής έγχρωμης οθόνης αφής και τηλεχειριστηρίου προγράμματος περιήγησης. Επομένως, όλες οι συνθήκες επεξεργασίας όπως η καθαρή ενέργεια, η συνολική ενέργεια, το πλάτος, ο χρόνος, η πίεση και η θερμοκρασία καταγράφονται αυτόματα σε μια ενσωματωμένη κάρτα SD. Αυτό σας επιτρέπει να αναθεωρήσετε και να συγκρίνετε προηγούμενες εκτελέσεις υπερήχων και να βελτιστοποιήσετε τη διαδικασία εκχύλισης κελύφους κακάου στην υψηλότερη απόδοση.
Hielscher συστήματα υπερήχων χρησιμοποιούνται παγκοσμίως για την κατασκευή υψηλής ποιότητας βοτανικά εκχυλίσματα. Hielscher βιομηχανική υπερήχων μπορεί εύκολα να τρέξει μεγάλα πλάτη σε συνεχή λειτουργία (24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα / 365). Πλάτη μέχρι 200μm μπορούν εύκολα να δημιουργηθούν συνεχώς με τυποποιημένα sonotrodes (υπερηχητικοί ανιχνευτές / κέρατα). Για ακόμη υψηλότερα πλάτη, διατίθενται προσαρμοσμένα υπερηχητικά sonotrodes. Λόγω της ευρωστίας και της χαμηλής συντήρησής τους, τα συστήματα εκχύλισης υπερήχων εγκαθίστανται συνήθως για εφαρμογές βαρέως τύπου και σε απαιτητικά περιβάλλοντα.
Επικοινωνήστε μαζί μας τώρα για να μάθετε περισσότερα σχετικά με την εκχύλιση με υπερήχους πολυφαινολών, αντιοξειδωτικών, σακχάρων και βουτύρου κακάου από υποπροϊόντα κακάο. Θα χαρούμε να σας στείλουμε πληροφορίες σχετικά με τα συστήματα εκχύλισης υπερήχων και τις τιμές μας! Το έμπειρο προσωπικό μας θα χαρεί να συζητήσει μαζί σας την αίτησή σας και τις απαιτήσεις διεκπεραίωσης!
Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση ικανότητας επεξεργασίας των υπερήχων μας:
| Όγκος παρτίδας | Ροή | Προτεινόμενες συσκευές |
|---|---|---|
| 1 έως 500mL | 10 έως 200mL/min | UP100Η |
| 10 έως 2000mL | 20 έως 400mL / λεπτό | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 έως 20L | 0.2 έως 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 έως 100L | 2 έως 10L / λεπτό | UIP4000hdT |
| μ.δ. | 10 έως 100L / λεπτό | UIP16000 |
| μ.δ. | μεγαλύτερου | σύμπλεγμα UIP16000 |
Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!
Hielscher Υπέρηχοι κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές για την ανάμειξη εφαρμογών, διασπορά, γαλακτωματοποίηση και εκχύλιση σε εργαστήριο, πιλοτική και βιομηχανική κλίμακα.
Βιβλιογραφία / Αναφορές
- Disca, V.; Travaglia, F.; Carini, C.; Coïsson, J.D.; Cravotto, G.; Arlorio, M.; Locatelli, M. (2024): Improving the Extraction of Polyphenols from Cocoa Bean Shells by Ultrasound and Microwaves: A Comparative Study. Antioxidants 2024, 13, 1097.
- Giorgio Grillo, Luisa Boffa, Arianna Binello, Stefano Mantegna, Giancarlo Cravotto, Farid Chemat, Tatiana Dizhbite, Liga Lauberte, Galina Telysheva (2019): Cocoa bean shell waste valorisation; extraction from lab to pilot-scale cavitational reactors. Food Research International, Volume 115, 2019. 200-208.
- Md Yusof, A. H.; Abd Gani, S. S.; Zaidan, U. H.; Halmi, M.; Zainudin, B. H. (2019): Optimization of an Ultrasound-Assisted Extraction Condition for Flavonoid Compounds from Cocoa Shells (Theobroma cacao) Using Response Surface Methodology. Molecules 2019, 24(4), 711.
- Ruesgas-Ramón M, Suárez-Quiroz ML, González-Ríos O, Baréa B, Cazals G, Figueroa-Espinoza MC, Durand E. (2020): Biomolecules extraction from coffee and cocoa by- and co-products using deep eutectic solvents. J Sci Food Agric 100(1), 2020. 81-91.
- Medina-Torres N.; Ayora-Talavera T.; Espinosa-Andrews H.; Sánchez-Contreras A.; Pacheco N. (2017): Ultrasound Assisted Extraction for the Recovery of Phenolic Compounds from Vegetable Sources. Agronomy 7(3):47, 2017.
- S.R. Shirsath, S.H. Sonawane, P.R. Gogate (2012): Intensification of extraction of natural products using ultrasonic irradiations–A review of current status. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification Volume 53, 2012. 10-23.
Hielscher Υπέρηχοι κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές από εργαστήριο προς βιομηχανικό μέγεθος.