Παραγωγή αρωματικών συστατικών με υπερήχους

Η εκχύλιση αρωματικών συστατικών με υπερήχους είναι μια ιδιαίτερα αποδοτική και βιώσιμη διεργασία που αυξάνει την απόδοση, μειώνοντας παράλληλα σημαντικά τον χρόνο επεξεργασίας. Αξιοποιώντας ασφαλείς, πράσινους διαλύτες, η τεχνολογία υπερήχων προσφέρει μια πράσινη μέθοδο εκχύλισης με βελτιωμένη ενεργειακή απόδοση, αποτελώντας μια φιλική προς το περιβάλλον εναλλακτική λύση έναντι των παραδοσιακών τεχνικών εκχύλισης.

Φυτικά εκχυλίσματα – Βελτιωμένα με κατεργασία με υπερήχους

Η εκχύλιση με υπερήχους είναι μια τεχνική που εφαρμόζεται εμπορικά για την παραγωγή εκχυλισμάτων υψηλής ποιότητας για τις βιομηχανίες τροφίμων και ποτών, φαρμάκων και καλλυντικών.
“Με τη χρήση υπερήχων, οι πλήρεις εκχυλίσεις μπορούν πλέον να ολοκληρωθούν μέσα σε λίγα λεπτά με υψηλή αναπαραγωγιμότητα, μειώνοντας την κατανάλωση διαλύτη, απλοποιώντας τους χειρισμούς και τη μετεπεξεργασία, εξασφαλίζοντας υψηλότερη καθαρότητα του τελικού προϊόντος, εξαλείφοντας την ανάγκη μετεπεξεργασίας των λυμάτων και καταναλώνοντας μόνο ένα κλάσμα της ενέργειας από ορυκτά καύσιμα που απαιτείται συνήθως για μια συμβατική μέθοδο εκχύλισης, όπως η εκχύλιση Soxhlet, η εκχύλιση με διαβροχή ή η απόσταξη Clevenger. Πολλές κατηγορίες συστατικών τροφίμων, όπως αρωματικές ουσίες, χρωστικές, αντιοξειδωτικά και άλλες οργανικές και ανόργανες ενώσεις, έχουν εκχυλιστεί, αναλυθεί και ενσωματωθεί σε σκευάσματα αποτελεσματικά από ποικίλα υποστρώματα (κυρίως ζωικούς ιστούς, μικροφύκη, ζύμες, τρόφιμα και φυτικές ύλες).” [Chemat et al. 2017]

Η εκχύλιση με υπερήχους χρησιμοποιείται για την παραγωγή απομονωμένων ουσιών από φυτικές ύλες. Το βίντεο παρουσιάζει την αποτελεσματική εκχύλιση γευστικών ενώσεων από νιφάδες τσίλι με το UP200Ht.

Ως ηγέτης της αγοράς, η Hielscher Ultrasonics έχει δημιουργήσει μια εκτενή βάση γνώσεων σχετικά με τις διεργασίες εκχύλισης με υπερήχους, συμπεριλαμβανομένης της εκχύλισης μπαχαρικών, βοτάνων, ανθέων, φρούτων και λαχανικών για την παραγωγή αρωματικών υλών και αρωμάτων. Η Hielscher Ultrasonics έχει αποκτήσει βαθιά γνώση της εκχύλισης διαφόρων φυτικών υλών, όπως ο καφές, ο κρόκος, τα σταφύλια (κρασί), η δρυς, τα φύλλα τσαγιού, η λεβάντα, η μέντα, η στέβια, οι πιπεριές τσίλι, η βανίλια, το κακάο, τα φύλλα μπόλντο, και πολλές άλλες.
Οι διεργασίες εκχύλισης με υπερήχους μπορούν να πραγματοποιηθούν με σχεδόν οποιονδήποτε διαλύτη, όπως νερό, αλκοόλη, υδατική αιθανόλη, γλυκερίνη, έλαια, ισοπροπανόλη, εξάνιο, βενζόλιο κ.λπ.
Για την παραγωγή αρωματικών υλών, αρωμάτων και δραστικών συστατικών, τα οποία θα χρησιμοποιηθούν ως συστατικά στις βιομηχανίες τροφίμων και ποτών, φαρμάκων, καλλυντικών και αρωμάτων, η χρήση μη επικίνδυνων, πράσινων διαλυτών, όπως το νερό και η αλκοόλη, αποτελεί σημαντικό πλεονέκτημα.

Μορφές εκχύλισης με υπερήχους:

• Κατεργασία με υπερήχους
• Κατεργασία με υπερήχους σε συνδυασμό με θέρμανση
• Κατεργασία με υπερήχους υπό πίεση
• Κατεργασία με υπερήχους υπό πίεση σε συνδυασμό με θέρμανση
• Εκχύλιση Soxhlet με υπερήχους (Sono-Soxhet)
• Υπερκρίσιμη εκχύλιση με υπερήχους

Η μέθοδος υπερήχων προσφέρει καλύτερη εκχύλιση σε σύγκριση με τις περισσότερες συμβατικές διεργασίες εκχύλισης, π.χ. την εκχύλιση με διαβροχή, ως προς τον χρόνο διεργασίας, την υψηλότερη απόδοση, τη μεγαλύτερη εξοικονόμηση ενέργειας, την καθαριότητα, την ασφάλεια και την ποιότητα του προϊόντος. Ιδίως όσον αφορά την παραγωγή προσθέτων για τρόφιμα, ποτά, φάρμακα και καλλυντικά, η πράσινη τεχνική εκχύλισης με υπερήχους αποτελεί σημαντικό πλεονέκτημα ως προς την ασφάλεια του προϊόντος.

Διαφανή γαλακτώματα αρωματικών υλών

Τα γαλακτώματα αποτελούν συνηθισμένο πρόσθετο για την προσθήκη λειτουργικών ιδιοτήτων στα τρόφιμα και τα ποτά ως προς τη γεύση, τη θρεπτική αξία και τη σταθερότητα. Ειδικά κατά τη διαμόρφωση συνθέσεων ποτών, η διαύγεια αποτελεί σημαντικό παράγοντα, καθώς το τελικό προϊόν πρέπει να πληροί όχι μόνο ποιοτικά και διατροφικά πρότυπα, αλλά και πρότυπα οπτικής εμφάνισης. Για τα διαυγή ποτά και τρόφιμα, αυτό σημαίνει ότι το πρόσθετο γαλάκτωμα δεν θα πρέπει να επηρεάζει αρνητικά τον επιδιωκόμενο στόχο τελικής ποιότητας. Έτσι, ένα διαυγές γαλάκτωμα είναι ευκολότερο στην επεξεργασία. Λόγω του μεγέθους τους, τα νανογαλακτώματα είναι διαφανή και ημιδιαφανή (τουλάχιστον με γυμνό μάτι). Λόγω της υψηλής κινητικής σταθερότητας, του χαμηλού ιξώδους, της υψηλής διαφάνειας και της υψηλής σταθερότητάς τους έναντι της καθίζησης, της αποκορύφωσης, της συνένωσης και της κροκίδωσης, χρησιμοποιούνται ευρέως ως συστατικά.
Όσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος των σταγονιδίων / σωματιδίων, τόσο περισσότερη αδιαφάνεια προσδίδεται στο τελικό προϊόν. Για τη διαμόρφωση συνθέσεων διαυγών ποτών, η χρήση ενός διαυγούς γαλακτώματος με νανοσταγονίδια δίνει τα καλύτερα αποτελέσματα. Η γαλακτωματοποίηση με υπερήχους επιτρέπει την παραγωγή γαλακτωμάτων W/O, O/W, αντίστροφων γαλακτωμάτων, καθώς και διπλών ή πολλαπλών γαλακτωμάτων W/O/W με σταγονίδια στην περιοχή των νανομέτρων (τα λεγόμενα μινιγαλακτώματα, νανογαλακτώματα, υπέρλεπτα γαλακτώματα ή υπομικρονικά γαλακτώματα). Το μέγεθος των σταγονιδίων μπορεί να ρυθμίζεται και να ελέγχεται μέσω των παραμέτρων της διεργασίας υπερήχων. Οι συσκευές υπερήχων της Hielscher μπορούν να ελέγχονται με ακρίβεια για βέλτιστα και αναπαραγώγιμα αποτελέσματα διεργασίας.

Με το MultiPhaseCavitator, η Hielscher ανέπτυξε ένα μοναδικό ένθετο κυψελίδας ροής για να βελτιώσει ακόμη περισσότερο τη γαλακτωματοποίηση με υπερήχους.
Κάντε κλικ εδώ για να διαβάσετε περισσότερα για το MultiPhaseCavitator!
Κάντε κλικ εδώ για να διαβάσετε περισσότερα για τη γαλακτωματοποίηση με υπερήχους!

Ενθυλάκωση αρωματικών ουσιών με υπερήχους

Η χρήση λιποσωμάτων σε φαρμακευτικά προϊόντα και τρόφιμα αυξάνεται συνεχώς. Τα λιποσώματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως φορείς δραστικών μορίων, π.χ. θρεπτικών ουσιών και φαρμάκων. Με την κατεργασία με υπερήχους, τα λιποσώματα μπορούν να σχηματιστούν μέσω γαλακτωματοποίησης ενός εναιωρήματος λιπιδίων/νερού ή μέσω κατεργασίας πολυστιβαδικών κυστιδίων (MLVs) με υπερήχους. Κατά τη διεργασία γαλακτωματοποίησης με υπερήχους, οι λιπιδικές διπλοστιβάδες διασπώνται σε μικρότερα θραύσματα, τα οποία αυτοοργανώνονται σε μικρά μονοστιβαδικά κυστίδια (SUVs) αποτελούμενα από φωσφολιπίδια. Κατά τη διεργασία κατεργασίας με υπερήχους, δραστικά συστατικά μπορούν να ενθυλακωθούν στα λιποσώματα.
Κάντε κλικ εδώ για να μάθετε περισσότερα για την παραγωγή λιποσωμάτων με υπερήχους!

Συστήματα εκχύλισης με υπερήχους

Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση δυναμικότητας επεξεργασίας των πιο δημοφιλών συστημάτων εκχύλισης με υπερήχους που διαθέτουμε:

Υπερκρίσιμη εκχύλιση με υπερήχους

Η εκχύλιση με υπερκρίσιμα ρευστά και υπερκρίσιμο CO2 αποτελεί μία από τις σημαντικότερες τεχνικές εκχύλισης για την παραγωγή γευστικών και αρωματικών ουσιών.
Το υπερκρίσιμο διοξείδιο του άνθρακα είναι ένας εκλεκτικός διαλύτης με ρυθμιζόμενη πυκνότητα. Η εκλεκτικότητα και η διαλυτική του ικανότητα εξαρτώνται από τη μεταβλητή πυκνότητα, η οποία μπορεί να επηρεαστεί από την πίεση και τη θερμοκρασία.
Ο συνδυασμός της υπερκρίσιμης εκχύλισης με την κατεργασία με υπερήχους καθιστά δυνατή τη χρήση διαλυτών κατάλληλων για τρόφιμα, όπως η αλκοόλη ή το νερό, επιτυγχάνοντας παράλληλα υψηλούς ρυθμούς εκχύλισης και υψηλές αποδόσεις.
Χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα για να λάβετε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τα συστήματα εκχύλισης με υπερήχους που διαθέτουμε και τις εφαρμογές τους!

Παρακολουθήστε στο παρακάτω βίντεο μια σύγκριση της εκχύλισης με υπερήχους με τη συμβατική εκχύλιση με διαβροχή φρέσκων φύλλων λογχοειδούς πεντάνευρου σε νερό. Η κατεργασία με υπερήχους όχι μόνο παράγει ένα ισχυρό εκχύλισμα λογχοειδούς πεντάνευρου μέσα σε δευτερόλεπτα, αλλά και το χρώμα του εκχυλίσματος υποδηλώνει διαφορά στην ποιότητα. Ενώ το εκχύλισμα που παράγεται με υπερήχους έχει βαθύ πράσινο χρώμα, το εκχύλισμα που προκύπτει από διαβροχή διάρκειας 20 ημερών έχει καφετί χρώμα, το οποίο υποδηλώνει οξειδωτική αποδόμηση των βιοδραστικών ενώσεων.
 

Σε αυτό το σύντομο βίντεο συγκρίνουμε την εκχύλιση σε κρύο νερό με τη συσκευή υπερήχων με ακίδα UP200Ht της Hielscher με την παραδοσιακή εμβροχή επί 20 ημέρες. Ενώ η συμβατική εμβροχή απαιτεί εβδομάδες για την εκχύλιση βιοδραστικών ενώσεων από νωπά φύλλα πεντάνευρου, η εκχύλιση με υπερήχους μέσω ακίδας τις απελευθερώνει μέσα σε λίγα μόνο δευτερόλεπτα. Συγκρίνοντας το εκχύλισμα παραδοσιακής εμβροχής με το εκχύλισμα υπερήχων, είναι εμφανές ότι το εκχύλισμα που υποβλήθηκε σε υπερήχους έχει βαθύ πράσινο χρώμα, ενώ το εκχύλισμα εμβροχής παρουσιάζει καστανή απόχρωση, γεγονός που υποδηλώνει οξειδωτική αποδόμηση των βιοδραστικών ενώσεων. Το βαθύ πράσινο χρώμα του εκχυλίσματος πεντάνευρου με υπερήχους αναδεικνύει την ανώτερη αποτελεσματικότητα της τεχνολογίας υπερήχων στην παραγωγή εκχυλίσματος πλήρους φάσματος. Η εκχύλιση φυτικών υλών με υπερήχους είναι ταχύτερη, αποδίδει ισχυρότερα εκχυλίσματα και είναι αποδοτικότερη. Η εξαιρετικά αποδοτική εκχύλιση με υπερήχους με το UP200Ht παράγει εκχύλισμα πεντάνευρου πλήρους φάσματος.

 

---

---