Hielscheri ultraheli tehnoloogia

Kofeiini ultraheli ekstraheerimine

Ultraheli kasutamine on efektiivne meetod kofeiini ja teiste kohvi aktiivsete ühendite ekstraheerimiseks. Võimas ultraheli seadmed aitavad ekstraheerimisprotsessi, samal ajal maksimeerides saagist ja lühendades töötlemisaega.
Kohv - valmistatud röstitud kohviubadest – on väga populaarne jook, mida tarbitakse kogu maailmas. Lisaks selle stimuleeriva joogi tarbimisele mõjutatava vitamiinse mõjuga on kohviühendid huvipakkuvad toidule, farmatseutilistele (nt valuvaigistitele) ja Kosmeetikatööstus mida kasutatakse erinevates toodetes väärtuslike lisanditena. See kehtib eriti kofeiini (1,3,7-trimetüülksantiini) ja antioksüdantide kohta, mis on teada oma positiivse mõju tõttu inimeste tervisele. Kohv sisaldab muu hulgas fenoolseid diterpeene, nagu kohestost ja köövel, ja askorbiinhappeid, mis on tuntud oma antioksüdatiivse aktiivsuse poolest. Epidemioloogilised uuringud näitavad, et kohvi koostisosad võivad ennetavalt mõjutada mitmeid kroonilisi haigusi, kaasa arvatud 2. tüüpi diabeet, Alzheimeri tõbi, Parkinsoni tõbi ja maksahaigused nagu tsirroos ja hepatotsellulaarne kartsinoom.
Ultraheliuuring on tuntud ja tõestatud tööriist paljude erinevate rakenduste jaoks erinevates tööstusharudes. Väga edukas rakendus on ultraheli kaevandamine. Seeläbi avaldab ultraheli kavitatsioon mõju rakumaterjalile, mis põhjustab raku häireid ja rakusisese aine vabanemist.
Ultraheli abil saab kofeiini ja teisi kohviühendeid väga efektiivselt ekstraheerida.

Koefeiini keemiline struktuur

suure võimsusega ultraheli

Ultraheli abiga ekstraheerimisprotseduuri paremaks mõistmiseks tuleb selgitada ultraheli mõju vedelikele.
Ultraheli – vedelikud – põhjustab kohapeal väga äärmuslikke tagajärgi. Suure intensiivsusega vedelike sonicating korral põhjustavad vedelas keskkonnas levivad helilained vahelduvaid kõrgsurvelisi (madala rõhu) ja madala rõhu (eraldusvõime) tsüklit, kusjuures sagedus sõltub sagedusest. Madala rõhu tsükli ajal tekitavad suure intensiivsusega ultraheli lained vedelikus väikesed vaakummullid või tühjad ruumid. Kui mullid saavutavad mahu, mille abil nad enam energiat neelavad, kerkivad nad kõrgsurvetsükli ajal ägedalt. Seda nähtust nimetatakse kavitatsioon. Sulgemise ajal on väga kõrge temperatuur (ligikaudu 5000 K) ja rõhk (ligikaudu 2000 kraadi). Kavitumismulli kaotamine toob kaasa ka vedelikujuga kuni 280m / s kiiruse. [Suslick 1998] Nende äärmuslike jõudude abil tekib sonolüüs, raku seinad on katkenud ja rakusisene materjal ekstraheeritakse.

UIP1500hd sarvega loodud ultraheli kavitatsioon - 1,5kW ultraheli seade. Parema nähtavuse tagamiseks on vedeliku klaaskolonnide põhjaga valgustatud sinist valgust.

Ultraheli kavitatsioon vedelikus

Ultraheli abistatav ekstraheerimine on odav, lihtne ja tõhus alternatiiv tavaliste ekstraheerimismeetoditega võrreldes. Tahke vedeliku ekstraheerimise ultraheli peamised eelised hõlmavad kaevandamistegevuse kasvu ja kiirema kineetikat. Ultraheli ekstraheerimine on sageli kasutatav meetod taimsete materjalide ekstraheerimiseks, kasutades vedelaid lahusteid, ning see on tõestatud kiire ja täieliku ekstraheerimisprotsessi võrreldes traditsiooniliste meetoditega, sest tahkise ja vedelfaasi vaheline pindala on oluliselt suurem rakkude häirimise tõttu ja osakeste dispersioon.
Ultraheli abil saab ka töötemperatuuri vähendada, võimaldades temperatuuri tundlike komponentide ekstraheerimist. Võrreldes teiste uute ekstraktsioonitehnikatega, näiteks mikrolainete abil ekstraheerimisega, on ultraheli aparaat odavam ja selle kasutamine on lihtsam. Peale selle võib ultraheliga toetatud ekstraheerimist kasutada mistahes lahustiga, näiteks Soxhleti ekstraheerimisega, mitmesuguste looduslike ühendite ekstraheerimiseks. [Wang et al. 2006] Vajadusel on saadaval tööstusprotsesside võimsuste plahvatuskindlad süsteemid.
Ultraheli oluliseks eeliseks on mõju kõige olulisematele töötlemisparameetritele: amplituud, aeg, temperatuur, rõhk ja viskoossus. Sellega saab optimeerida kaevandamisprotsessi, tagamaks, et ekstraktide struktuur ei kahjustaks.

Kohviühendite ultraheli ekstraheerimine

Ultraheli abistatav ekstrakt on tavaline meetod, mida kasutatakse taimematerjali bioaktiivsete ainete isoleerimiseks [Dong et al. 2010]. Seoses kohviubadega võivad kofeiin ja antioksüdandid sisaldada fenoolseid ühendeid kõige väärtuslikumateks ekstraheerimissaadusteks, kuna need on laialdaselt kasutatavad farmaatsia- ja toiduainetööstuses. Kuid ka flavonoidid, klorogeenhape ja protokatehhape on ekstraktid, mida kasutatakse lisaainetena.
Kasutades tavapäraseid ekstraheerimismeetodeid nagu vedeliku-vedeliku ekstraheerimine lahustites, tõuseb üldiselt ekstraheerimise efektiivsus ekstraheerimiste temperatuuri tõusuga. See põhjustab tihti kahjude ja ekstrakti kvaliteedi kadu, kuna temperatuur mõjutab fenoolsete ühendite stabiilsust.
Ultraheli abil toetatud tahke vedelikuga ekstraheerimine on näidatud efektiivse ja aja kokkuhoiu meetodina. Väga võimsad ultrahelijõud annavad ekstraheerimiseks vajaliku energia, nii et vähem või isegi mitte ühtegi lahustit pole vaja. Temperatuuri saab hästi kontrollida, kuna ultraheliga töödeldud partii või voolu rakureaktorit saab tõhusalt jahutada (vajadusel soojendada). Hielscher Ultrasonics pakub lahustite ekstraheerimisprotsesside jaoks ATEX ja FM sertifitseeritud plahvatuskindlaid ultraheli süsteeme.
Ultraheli intensiivsete ekstraheerimisjõudude tõttu on ka juba kasutatud kohvi maht (kohvi jäätmed) ikkagi ekstraheeritavate ühendite rikas toormaterjal. Kuna kohvijäätmed on odavad ja saadaval suurel hulgal, on see ideaalne tooraine ülejäänud toimeainete ekstraheerimiseks. Kuigi kofeiini ja teiste koostisosade sisaldus kohviasendites on väiksem kui kasutamata kohvipulbris, jääb ikkagi suur hulk ja see on ekstraheeritav. Nende ühendite vabastamiseks kohvipõhjast muutub töötlemisparameetrite täielik mõju eriti oluliseks. Suure võimsusega ultraheli suudab lühikese töötlemisaja jooksul välja võtta suurel hulgal toimeainet.

Ultraheli on edukas meetod, et ekstraheerida aktiivseid ühendeid, maitseaineid ja teisi rakusiseseid komponente köögiviljade rakkudest.

Ultraheli sisseehitatud protsessor UIP1500hd

Infonõue




Pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Kofeiini ekstraheerimine

Kofeiini võib pidada kõige sagedamini tarbitavaks stimulaatoriks. Kuna kofeiini tarbitakse mitte ainult pruulitud kohvi joomist, kasutatakse kofeiini ekstrakti tööstuses, et töödelda muud toodet kofeiini lisandina. Selle tulemusena on võimalik luua tugevamat kohvi või valmistada karastusjooke (nt kola), energiajoogid või muud toidud (nt šokolaad).
Kuid kofeiini ei kasutata mitte ainult lisandina toit tootmine on oluline ravim koostises ka farmaatsiatööstuses. Koefeiini ekstrakti tavaline kasutamine on näiteks pehmete ja migreeni või valuvaigistite segu ravimites.
Kohvi peamise alkaloidi kofeiini ekstraheerimiseks on sobilik ultraheliuuring. Wang ja tema kolleegid [Wang et al. 2011] leiti, et küllastunud oleku saavutamiseks on vaja ainult lühikest ekstraheerimisaega, kui kasutatakse ultraheli. See tähendab, et ultraheliga on väga tõhus ja aja kokkuhoiu meetod kofeiini saamiseks.

Ultraheli ekstraheerimine on hea meetod kohvi jahvatatud kohvi valmistamiseks. Ultrahelitöötlus vabastab lõhna ühendid ja Kofeiin sekundi jooksul.

Kofeiini ultraheli ekstraheerimine ja külmapruulimise kohvi valmistamine

Aromaatsed ja maitseühendid

Lenduvad kohviühendid on kõige väärtuslikum fraktsioon röstitud kohvioadest ja annavad kohvi selle ainulaadse maitse ja lõhna. Lahustuva kohvi kvaliteeti saab oluliselt parandada kohvipulbriga lõhna neelatud kohviõlide lisamise teel.
Võrdlusuuring, milles uuriti maasikate fenoolsete ühendite ekstraheerimist, näitas, et ultraheli ekstraheerimine põhjustab vähem fenoolide lagunemist ja on palju kiirem ekstraheerimisprotsess võrreldes teiste ekstraheerimismeetoditega, sealhulgas tahke vedeliku, alakriitilise vesi ja mikrolainetega seotud meetod. [Herrera et al. 2005]
Wangi ja tema kolleegide uurimus [Wang et al. 2011] näitab, et madala sagedusega, suure võimsusega ultraheli on kohvi maitset ekstraheerides tõhusam. Eriti 4-tridekanooni ja 2-metoksü-3-metüülpürasiini jaoks leidsid nad, et ultraheli ekstraktsioon on lihtsam ja efektiivsem, saavutades väga suure koguse saagise. Lisaks on näidatud, et temperatuuri tuleb kontrollida, kuna kohvi maitse komponendid on väga kõrgetel temperatuuridel lenduvad. Nad saavutasid hea ekstraheerimise tulemuse suhteliselt lühiajalise ultraheli kiirguse juures temperatuurivahemikus 35-65 ° C.

Tee ekstraheerimine

Ultraheli abil ekstraheerimisega saavutatavad tulemused sobivad ka teeühendite (nt rohelise tee lehtede) ekstraheerimiseks. Xia et al. Uuring. näitas ultraheli- selt töödeldud tee infusioonidel teepolüfenoolide, aminohapete ja kofeiini oluliselt kõrgemat sisaldust kui tavapärase ekstraheerimise teel saadud. Selle tulemusena saadi organoleptilise hindamise käigus paranenud tulemused, mis näitasid, et tee-infusiooni sensoorne kvaliteet ultraheliga toimuva ekstraheerimisega oli parem kui tavapärase ekstraheerimise teel tee infusioon. [Xia et al. 2005]

Hielscheri ultrasonikaatorid, näiteks UP200S (pildil), on väga rahul siseruumidega ainete ekstraktsioonil.

ultraheli väljavõtte maitsetaimed

Järeldus

Ultrasoniliselt abistatud kaevandamine on efektiivne, aja säästmine ja kontrollitav meetod kohvi aktiivsete ühendite ekstraheerimiseks. Kõige huvitavamad ja väärtuslikumad ühendid on kofeiin ja antioksüdandid nagu fenoolditerpeenid (kohestool, kardevool) ja askorbiinhapped. Ultraheli abistatava ekstraheerimise peamised eelised põhinevad ultraheli ekstraheerimise parameetrite mõjul ja kontrollil.

Kirjandus / viited

  • Cao, Chuanhai; Wang, Li; Lin, Xiaoyang; Mamcarz, Malgorzata; Zhang, Chi; Bai, Ge; Nong, Jasson; Sussman, Sam; Arendash, Gary (2011): Kofeiin sünergeerub teise kohvi komponendiga, et suurendada plasma GCSF: seos Alzheimeri tõvega seotud tunnetuslike kasuteguritega. Alzheimeri tõve ajaleht 25.2.2011, 323-335.
  • Dong, Juane; Liu, Yuanbai; Liang, Zongsuo; Wang, Weiling (2010): uurimine salvianoolhappe B Ultrasound-assisted ekstraheerimise Salvia miltiorrhiza root. Ultrakonsioon Sonochemistry 17/1, 2010. 61-65.
  • Herrera, MC; Luque de Castro, MD (2005): maasikate fenoolsete ühendite ekstraheerimine ultraheli abil, enne vedelkromatograafilist eraldamist ja fotodioodide massiivne ultraviolettkiirgus. Journal of Chromatoraphy A, 1100, 2005. 1-7.
  • Higdon, Jane V .; Frei, Balz (2006): Kohv ja tervis: ülevaade hiljutisest inimteadlasest. Toitumisteaduse ja toitumise kriitilised ülevaated, 46/2, 2006. 101-123.
  • Mussato, Solange I .; Ballesteros, Lina F .; Martins, Silvia; Teixeira, José A (2011): Antioksüdantsete fenoolsete ühendite ekstraheerimine kasutatud kohvipaksust. Eraldamise ja puhastamise tehnoloogia 83/2011. 173-179.
  • Sheu, Shane-Rong; Wang, Cheng-Chi; Chang, Sheng-Yu; Yang, Li-Chen, Jang, Ming-Jyi; Cheng, Po-Jen (2009): ekstraheerimise tootmisprotsessi mõju kofeiini kontsentratsioonile. In: Inseneride ja arvutiteadurite rahvusvahelise multikonverentsi 2009. aasta väljaanded, II kiri, IMECS 2009, 18. märts – 20. november 2009, Hongkong.
  • Suslick, KS: Kirk-Othmeri keemiatehnoloogia entsüklopeedia. 4. väljaanne J. Wiley & Poisid: New York; 26, 1998. 517-541.
  • Wang, Cheng-Chi; Sheu, Shane-Rong; Chou, Ya-Yen; Jang, Ming-Jyi; Yang, Li-Chen (2011): uudne optimaalne energia kokkuhoiu protsess kohvis. Thermal Science 15/1, 2011. 53-59.
  • Wang, Lijun; Weller, Curtis L. (2006): Naturaalsete ravimite ekstraheerimine taimedest. Toiduteaduse suundumused & Tehnoloogia 17, 2006. 300-312.
  • Xia, Tao; Shi, Siquan; Wan, Xiaochun (2006): ultraheli abil toimuva ekstraheerimise mõju teeinfusiooni keemilisele ja sensoorsele kvaliteedile. Journal of Food Engineering 74/4, 2006. 557-560.

Kontakt / küsi

Rääkige meile oma töötlemise nõuetele. Me soovitame kõige sobivam setup ja töötlemise parameetrid oma projekti.





Palun pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.