Ultraheli kasutamine on efektiivne meetod kofeiini ja teiste kohvi aktiivsete ühendite ekstraheerimiseks. Võimas ultraheli seadmed aitavad ekstraheerimisprotsessi, samal ajal maksimeerides saagist ja lühendades töötlemisaega.

Parandage kofeiini ekstraheerimist Power Ultrasound abil

Kohvi maitse ja kofeiini mõju on kirg, mida miljonid inimesed üle maailma on sajandeid jaganud. Kuna nii kohvisõbrad kui ka teadlased otsivad viise, kuidas suurendada kofeiini, bioaktiivsete ühendite ja maitseainete ekstraheerimist kohviubadest, on protsessi revolutsiooniliseks muutmiseks tekkinud uuenduslikud tehnikad. Üks selline meetod, mis kasutab ultraheli jõudu, on kujunenud paljutõotavaks vahendiks kofeiini ekstraheerimise efektiivsuse parandamiseks. Hielscheri sonikaatorid võimaldavad ekstraheerida suuremat kofeiini saagikust ja avada kohvijookide, toidulisandite ja ekstraktide maitsete ja aroomi uusi mõõtmeid.

Kohviubade ekstraheerimise eelised ultrahelitöötluse abil

Kõrge efektiivsus ja suurepärane kohviekstrakti kvaliteet on ainult kaks kriteeriumi, mis muudavad Hielscheri sondi tüüpi sonikaatorite kasutamise parimaks meetodiks kofeiini ja kohviühendite ekstraheerimiseks kohviubadest. Allpool on loetletud ultraheli kohvi ekstraheerimise kõige olulisemad eelised:

• Tõhusus: Sondi tüüpi sonikaatorid tekitavad intensiivseid ultraheli laineid, mis suudavad tõhusalt tungida tahketesse materjalidesse. See aitab lagundada kohviubade struktuuri ja hõlbustab kofeiini ekstraheerimist.
• Täpne kontroll: Sondi tüüpi sonikaatorid võimaldavad täpselt kontrollida ultraheli energiat ja kokkupuuteaega. See kontroll on oluline, et vältida liigset ekstraheerimist, mis võib põhjustada soovimatuid maitseid ja kibedust kohviekstraktis.
• Kiirus: Sonikatsioon on kiire protsess ja sondi tüüpi sonikaatorid võivad traditsiooniliste meetoditega võrreldes oluliselt vähendada ekstraheerimisaega, muutes protsessi tõhusamaks.
• Ühtsuse: Ultraheli lained võivad pakkuda ühtlasemat ekstraheerimist kogu kohvioa materjalis, tagades kofeiini ühtlase ekstraheerimise.
• Vähendatud lahusti kasutamine: Ultraheli ekstraheerimine nõuab traditsiooniliste meetoditega võrreldes sageli vähem lahustit. See võib olla keskkonnasõbralik ja kulutõhus.
• Maitseühendite säilitamine: Sondi tüüpi ultrahelitöötlust saab optimeerida kofeiini selektiivseks ekstraheerimiseks, jättes samal ajal muud maitseühendid suures osas puutumata. See on oluline kohviekstrakti kvaliteedi ja maitse säilitamiseks.
• Skaleeritavus: Hielscher Ultrasonicaga saab ultraheli ekstraheerimisprotsesse tööstuslike rakenduste jaoks lineaarselt suurendada. See tähendab, et teostatavus ja protsesside optimeerimine võivad olla laboris ning seejärel riskivabad ja hõlpsasti skaleeritavad tootmise läbilaskevõimele.

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 tahke vedeliku ekstraheerimine on näidatud kui tõhus ja aega säästev ekstraheerimismeetod. Väga võimsad ultraheli jõud annavad ekstraheerimiseks vajaliku energia, nii et on vaja vähem või isegi mitte ühtegi lahustit. Temperatuuri saab hästi reguleerida, kuna ultraheliga töödeldud partiid või vooluraku reaktorit saab tõhusalt jahutada (või vajadusel kuumutada).
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.

Suure võimsusega ultraheli ekstraheerimiseks

Ultraheli abiga ekstraheerimisprotseduuri paremaks mõistmiseks tuleb selgitada ultraheli mõju vedelikele.
Ultraheli – vedelikud – põhjustab lokaalselt väga äärmuslikke mõjusid. Suure intensiivsusega vedelike ultraheliga töötlemisel põhjustavad vedelasse keskkonda levivad helilained vahelduvaid kõrgsurve (kokkusurumine) ja madala rõhuga (haruldane) tsükleid, mille kiirused sõltuvad sagedusest. Madala rõhu tsükli ajal tekitavad suure intensiivsusega ultraheli lained vedelikus väikesed vaakummullid või tühimikud. Kui mullid saavutavad mahu, mille juures nad ei suuda enam energiat absorbeerida, varisevad nad kõrgsurvetsükli ajal ägedalt kokku. Seda nähtust nimetatakse akustiliseks kavitatsiooniks. Implosiooni ajal saavutatakse kohapeal väga kõrged temperatuurid (umbes 5,000K) ja rõhud (umbes 2,000atm). Kavitatsioonimulli implosioon põhjustab ka vedelikujoad kiirusega kuni 280 m / s. [Suslick 1998] Nende äärmuslike jõudude abil toimub sonolüüs, rakuseinad on häiritud ja rakusisene materjal ekstraheeritakse.
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.
Ultrahelitöötluse abil saab vähendada ka töötemperatuuri, mis võimaldab ekstraheerida temperatuuritundlikke komponente. Võrreldes teiste uudsete ekstraheerimismeetoditega, nagu mikrolaine abil ekstraheerimine, on ultraheliaparaat odavam ja selle töö on lihtsam. Lisaks võib ultraheli abil ekstraheerimist kasutada mis tahes lahustiga, näiteks Soxhleti ekstraheerimisega, mitmesuguste looduslike ühendite ekstraheerimiseks. [Wang et al. 2006]
Ultraheli oluliseks eeliseks on mõju kõige olulisematele töötlemisparameetritele: amplituud, aeg, temperatuur, rõhk ja viskoossus. Sellega saab optimeerida kaevandamisprotsessi, tagamaks, et ekstraktide struktuur ei kahjustaks.

Kofeiini ekstraheerimine paranes ultrahelitöötlusega

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 toiduainete tootmisel, vaid see on ka oluline toimeaine ravimites. Kofeiiniekstrakti tavaline kasutamine on nt segu peavalu ja migreeni ravimites või valuvaigistites.
Kofeiini, kohvi peamise alkaloidi ekstraheerimiseks on ultraheliuuring sobiv meetod. Wang ja tema kolleegid leidsid, et ultraheli kasutamisel on küllastunud olekusse jõudmiseks vaja vaid lühikest ekstraheerimisaega. See tähendab, et ultraheli on väga tõhus ja aega säästev tehnika kofeiini saamiseks. [Wang et al. 2011]

Aromaatsed molekulid ning lõhna- 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 uuring näitab, et madala sagedusega, suure võimsusega ultraheli on kohvi maitsete ekstraheerimiseks tõhusam. Eriti 4-tridekanooni ja 2-metoksü-3-metüülpürasiini puhul leidsid nad, et ultraheli ekstraheerimine on lihtsam ja tõhusam tehnika, mis annab väga suure ekstraheerimissaagise. Lisaks on näidatud, et temperatuuri tuleb kontrollida, kuna kohvi maitse komponendid on kõrgel temperatuuril väga lenduvad. Nad saavutasid suhteliselt lühikese ajaga ultraheli kiiritamisel häid ekstraheerimistulemusi temperatuurivahemikus 35 ~ 65 ° C. [Wang et al. 2011]

Tee ekstraheerimine paranes ultrahelitöötlusega

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]

Järeldus: väga tõhus kofeiini ekstraheerimine ultraheliga

Ultraheli abil ekstraheerimine on tõhus, aega säästev ja kontrollitav meetod aktiivsete ühendite ekstraheerimiseks kohvist. Kõige huvitavamad ja väärtuslikumad ühendid on kofeiin ja antioksüdandid nagu fenoolsed diterpeenid (cafestol, kahweol) ja askorbiinhapped. Ultraheli abil ekstraheerimise peamised eelised on suurepärase kvaliteediga ekstrakt kõrge saagikusega. Need ultraheli ekstraheerimise eelised saavutatakse ultraheli ekstraheerimise parameetrite optimeerimise ja täpse kontrolliga.

Suure jõudlusega sonikaatorid kofeiini ekstraheerimiseks

Kui tegemist on kofeiini ekstraheerimisega mis tahes töötlemisskaalal, on Hielscher Sonicators innovatsiooni ja tõhususe tipp. Olenemata sellest, kas olete väikesemahuline käsitöönduslik tootja või suuremahuline tööstuslik tootmisüksus, pakuvad Hielscheri sonikaatorid täpset ja võimsat lahendust kofeiini puhta olemuse ekstraheerimiseks lähtematerjalist.

• Täpsus ja järjepidevus: Hielscheri sondi tüüpi sonikaatorid on loodud selleks, et tagada täpne kontroll ekstraheerimisprotsessi üle. Nende tipptasemel tehnoloogia tagab järjepidevad tulemused partii järel, võimaldades teil säilitada kofeiiniekstrakti kvaliteeti ja tugevust.
• Skaleeritavus: Hielscher pakub erinevaid sonikaatoreid, mis sobivad erinevatele töötlemiskaaludele. Alates kompaktsetest pinkmudelitest teadus- ja arendustegevuseks kuni tugevate tööstussüsteemideni, mis suudavad käsitseda suuri koguseid, pakub Hielscher teie tootmisnõuete täitmiseks vajalikku paindlikkust.
• Tõhusus: Hielscheri sonikaatoritega saate traditsiooniliste meetoditega võrreldes oluliselt vähendada ekstraheerimisaega. Nende masinate tekitatud ultraheli lained tekitavad intensiivseid kavitatsioonijõude, lagundades kiiresti rakuseinu ja vabastades kofeiinimolekule, mille tulemuseks on lühemad töötlemistsüklid.
• Mitmekülgsus: Hielscheri sonikaatorid ei piirdu ainult kofeiini ekstraheerimisega. Meie sonikaatorid on kohandatavad paljude rakendustega toidu-, farmaatsia- ja kosmeetikatööstuses. Ükskõik, kas ekstraheerite kofeiini kohviubadest, teelehtedest või muudest botaanilistest allikatest, pakuvad Hielscheri sonikaatorid teie vajadustele vastavat mitmekülgsust.

Hielscher Ultrasonics on ISO sertifitseeritud ettevõte ja paneb erilist rõhku suure jõudlusega ultrasonikaatoritele, millel on tipptasemel tehnoloogia ja kasutajasõbralikkus. Loomulikult on Hielscheri ultrasonikaatorid CE-nõuetele vastavad ja vastavad UL, CSA ja RoHs nõuetele.

Alljärgnev tabel annab teile ülevaate meie ultrahelihitiste ligikaudse töötlemisvõimsusest: