Lahustivaba dekofeiniseerimine võimsa ultrahelia abil

• Kohvi ja tee tavapärane dekofeiniseerimisprotsess nõuab mürgiste lahustite kasutamist.
• Ultraheli abil dekofeiniseerimine on tõhus intensiivistamismeetod, mis võimaldab eemaldada kofeiini veepõhise ekstraheerimise teel ilma karmide lahusteid kasutamata.
• Ultraheli abil dekofeiniseerimine on ökonoomne, tõhus ja keskkonnasõbralik meetod kvaliteetsete dekofeiniseeritud kohvi-, tee- ja kakaotoodete valmistamiseks.

Dekofeiniseerimine ultraheli töötlusega

Kofeiin on vees lahustuv aine, mistõttu saab kofeiini eemaldamiseks kohvist, teest ja kakaost kasutada vett. Tavapärased dekofeiniseerimisprotsessid kasutavad protsessi kiirendamiseks dekofeiniseeriva ainena kemikaali (näiteks metüleenkloriidi, CO2 või etüülatsetaati). Kasutades ultraheli abil toimuvat veepõhist ekstraheerimist koos aktiivsöega dekofeiniseeriva ainena, valmistatakse dekofeiniseeritud kohvi-, tee- või kakaotoode mahe- ja keskkonnahoidlikus protsessis.

Ultraheliga intensiivistatud Swiss Water Decaffeination

Ultraheli abil dekofeiniseerimine on nn Swiss water decaffeination intensiivistamisprotsess.
Šveitsi veega dekofeiniseerimise protsess põhineb kofeiini eemaldamisel kohviubadest, teelehtedest ja kakaoubadest lahustumise ja osmoosi abil.
Sondtüüpi ultrahelitöötlusseadmete integreerimine Šveitsi veega dekofeiniseerimise protsessi tähendab ultraheli töötluse (sonikeerimise) rakendamist protsessi kindlates etappides, et suurendada kofeiini ekstraheerimist. Šveitsi veega dekofeiniseerimise protsess koosneb neljast põhietapist. Kuigi ultraheli kasutuselevõtt tõhusamaks dekofeiniseerimiseks võib sõltuvalt konkreetsest seadistusest ja seadmetest erineda, on siin üldine ülevaade sellest, kuidas sondtüüpi ultrahelitöötlusseadmeid protsessi parandamiseks peamiselt integreeritakse:

1. Leotusetapp: Šveitsi veega dekofeiniseerimise protsessi esimene samm on rohelise kohvi ubade leotamine kuumas vees, et saada maitseainetega küllastatud veelahus. Selle leotusetapi ajal saab kofeiini ekstraheerimise hõlbustamiseks ubadest kasutada sondtüüpi ultrahelitöötlusseadet, et rakendada ultraheli töötlust. Ultraheli töötlus on hästi tuntud oma võime poolest intensiivistada bioaktiivsete ühendite, näiteks kofeiini, ekstraheerimisprotsesse taimsest materjalist. Ultraheli- ehk akustilise kavitatsiooni mehaanilised jõud perforeerivad ja lõhuvad rakke ning soodustavad massiülekannet. Seeläbi eemaldatakse kofeiin ubadest ja vabaneb tõhusalt vette. Nende mõjude tõttu kiirendab ultraheli töötlus dekofeiniseerimisprotsessi märkimisväärselt. Ultraheliga ekstraheeritud kofeiin on väärtuslik lisaaine toidule ja jookidele, nt energiajookidele.
2. Kofeiini eemaldamise etapp: Pärast esialgset leotamist eraldatakse kofeiini sisaldav maitseainetega küllastatud vesi kohviubadest. See vesi juhitakse tavaliselt läbi aktiivsöefiltrite, et kofeiin eemaldada. Selle filtri poorsus on mõõdetud nii, et see püüab kinni ainult suuremad kofeiinimolekulid, lastes samal ajal läbi väiksemad õli- ja maitsemolekulid. See tähendab, et söefilter hoiab kofeiini kinni, samas kui filtreeritud vesi sisaldab kõiki väiksemaid bioaktiivseid aineid, mis on teadaolevalt need, mis annavad kohvile, teele ja kakaole nende iseloomuliku aroomi ja toiteväärtuse.
3. Tagasiimendamise etapp: Dekofeiniseeritud oad, millelt on kofeiin ja maitsemolekulid eemaldatud, visatakse ära. Kofeiinivaba, maitse- ja polüfenoolirikas vesi (tuntud ka kui „roheline kohviekstrakt“) on väga väärtuslik ning seda kasutatakse kofeiini eemaldamiseks värskest, veel kofeiini sisaldavate kohviubade partiist.
   Kuna see vesi on küllastunud maitsemolekulide ja muude bioaktiivsete ainetega, ei saa need ühendid värskes kohviubade partiis lahustuda. Seeläbi vabanevad kohviubadest vette ainult kofeiinimolekulid ning toimub dekofeiniseerimine aroomi ja muid väärtuslikke fütokemikaale eemaldamata. Kui maitseainetega küllastatud vesi on kofeiinist vaba, kasutatakse seda uuesti kofeiini ekstraheerimiseks uuest roheliste kohviubade partiist. See tagasiimendamise etapp võib taas kasu saada sondtüüpi ultraheli töötluse kasutamisest. Rohelised oad leotatakse maitseainetega küllastatud vees ja kofeiini ekstraheerimise hõlbustamiseks rakendatakse ultraheli töötlust. Ultraheli töötlus aitab parandada vee tungimist ubadesse, mis tõstab ekstraheerimise tõhusust ja lühendab ekstraheerimisaega.
4. Korduv tagasiimendamine ja kuivatamine: Tagasiimendamise ja ultraheli töötluse etappe saab korrata mitu korda, kuni saavutatakse soovitud dekofeiniseerimise tase. Pärast viimast tagasiimendamist dekofeiniseeritud kohvioad tavaliselt kuivatatakse ning maitseainetega küllastatud vesi on valmis järgmises partiis taaskasutamiseks.

Juhtumiuuring kohviubade ultraheli abil dekofeiniseerimisest

Huamaní-Meléndezi ja Darros-Barbosa uuringu (2018) eesmärk oli uurida ultraheli intensiivsuse, pulsi ja temperatuuri mõju kofeiini ekstraheerimisele Araabika kohviubadest vesikeskkonnas. Teadlased kasutasid Hielscheri suure intensiivsusega ultraheli sondi UP400S (400 vatti; vt pilti vasakul) ning viisid katsed läbi erinevate intensiivsuste, pulsi kestuste ja temperatuuridega. Nad leidsid, et ultraheli intensiivsuse ja pulsi kestuse suurendamine tõi kaasa suurema kofeiini ekstraheerimise määra, kuid ainult kuni teatud punktini, mille järel edasine suurendamine ekstraheerimist märkimisväärselt ei parandanud. Kofeiini ekstraheerimise optimaalseteks tingimusteks osutusid ultraheli intensiivsus 75 W/cm2, pulsi kestus 5 sek ja temperatuur 25°C. Uuring annab konkreetse protokolli ultraheli kasutamiseks kofeiini ekstraheerimisel kohviubadest ning viitab sellele, et see meetod võiks olla tõhus ja keskkonnasõbralik alternatiiv traditsioonilistele dekofeiniseerimisprotsessidele.

Suure jõudlusega ultraheli töötlusseadmed lahustivabaks dekofeiniseerimiseks

Hielscher Ultrasonics pakub teile suure jõudlusega ultraheli töötlusseadmeid õrnaks, kuid väga tõhusaks ekstraheerimis- ja dekofeiniseerimisprotsessiks. Ultraheli võimsusega 50 kuni 16 000 vatti ühe ultraheli töötlusseadme kohta on Hielscheri ultraheli töötlusseadmete valikus teie kohvi valmistamise ja dekofeiniseerimise protsessi jaoks ideaalne seade!
Kauaaegse kogemusega tootja ja konsultandina suure võimsusega ultraheli töötlusseadmete ja nende rakenduste alal on Hielscher teie partner ultraheli abil toimuvate ekstraheerimisprotsesside jaoks. Hielscheri ultraheliprotsessorid on paigaldatud kogu maailmas toiduaine- ja joogitööstuse, farmaatsia- ning keemiatööstuse rakendustes.
Me ei tarni mitte ainult suure võimsusega ultraheliekstraktoreid, vaid toetame oma kliente ka oma põhjalike teadmistega. Meie klienditeenindus ulatub konsultatsioonist ja teostatavusuuringutest protsessi optimeerimise ja pilootseadmeteni kuni tööstusliku mastaabiga ultrahelisüsteemide paigaldamiseni.
Pakkudes laia valikut ultraheliprotsessoreid ja lisatarvikuid (näiteks sonotroode, läbivoolukambreid ja reaktoreid), saame soovitada teile kõige sobivama süsteemi, mis vastab teie protsessi mahutavuse ja tingimuste nõuetele. Paigaldamine ja järelpaigaldamine olemasolevatesse protsessiliinidesse on lihtsasti tehtav, kuna meie ultraheliekstraktoreid saab integreerida ilma suurte muudatusteta.
Meie hästi koolitatud protsessikonsultantide, keemikute ja inseneride meeskond juhendab kliente edukale paigaldusele ja kasutamisele. Hielscheri seadmed on erakordselt töökindlad ja vajavad väga vähe hooldust. Kasutuskoolituse, esmase kasutuselevõtu ja hooldusteenuse jaoks on meil hästi koolitatud meeskond, kes klientidele abiks on.