Ultraheli Hydrodistillation Eeterlikud õlid
- Eeterlike õlide tavaline ekstraheerimine on kulukas ja aeganõudev.
- Ultraheli ekstraheerimine annab suurema saagise ja suurepärase ekstrakti kvaliteedi.
- Ultraheli võib teostada lahusti- või veepõhise ekstraheerimismeetodina. Teise võimalusena saab ultrahelitöötlust kombineerida tavapäraste ekstraktsioonisüsteemidega tõhususe ja kvaliteedi parandamiseks.
Botaanikaekstraktide hüdrodistimine
Hüdrodestillatsioon on aurudestillatsiooni variant. Hüdrodestilleerimise ekstraheerimisel taime- materjal leotatakse mõnda aega vees, mille järel segu kuumutatakse ja lenduvad ained eemaldatakse aurust, kondenseeritakse ja eraldatakse. See on tavaline ekstraheerimisprotsess, et eraldada fütokeemilisi ühendeid taimsest materjalist. Aurutestilleerimine on tavaline eeterlike õlide eraldamise meetod, näiteks parfümeerias.
Kuna paljud orgaanilised ühendid kalduvad lagunema kõrgetel püsivatel temperatuuridel, on tööstusharu astunud sammu edasi, et kasutada alternatiivseid kergeid töötlemismeetodeid, mis annavad parema ekstraheerimise tulemusi (kõrgema kvaliteedi, suurema saagisega).
Traditsiooniliste kaevandamistehnikate probleemid, nagu aurufraktsioon, seisnevad tohutul hulgal taimematerjalis, mis on vajalik eeterlike õlide ekstraheerimiseks kaubanduslikul tasandil. 1kg (2 1/4 lb) lavendli eeterlik õli on ca. 200 kg (440 lb) värsketest lavendliõhtudest 1 kg roosiõli jaoks on vahemikus 2,5 kuni 5 tonni roosi kroonlehed ja 1 kg sidrunimõli tooraine moodustab ligikaudu. 3000 sidruni. Seetõttu on eeterlikud õlid väga kallid. Roosi absoluutväärtuse puhul on hind ligikaudu 20 000 eurot (21 000 USA dollarit) liitri kohta.
Edukate kasutegurite ja konkurentsivõime eeliste saamiseks peavad eeterlike õlide tootjad rakendama tõhusamaid ja tõhusamaid kaevandamismeetodeid. Soodsad tehnoloogiad ultraheli ekstraktsioonist on traditsioonilisest ekstraheerimismeetodist kergete ekstraheerimistingimuste, kõrge saagise ja suurepärase ekstrakti kvaliteediga. Sonikatsiooni saab teostada lahustis või lahustivaba ekstraheerimisel. Alternatiivina võib ultraheli ekstraheerimist kombineerida tavaliste ekstraheerimissüsteemidega, nt Soxhleti ekstraheerimine, Clevenger ekstraheerimine, superkriitiline CO2, Oomiline hüdrodestillatsioon jne (Sono-Soxhlet, Sono-Clevenger, Sono-scCO2, ultraheli Ohm hüdrodestillatsioon).
Eeterlike õlide ultraheli ekstraheerimine
Ultraheli ekstraheerimine on tõestanud, et see annab kõrgema kaevandamise saagi ja vähendab energiatarbimist. Ultraheli ekstraheerimise tööpõhimõte on ultraheli kavitatsioonist põhjustatud mullide sulgemine. Mullide implosioon genereerib mikrojetke, mis hävitavad taimerakkude kudedes lipiidide näärmeid. Selle tulemusena paraneb rakkude ja lahusti vahelise massiülekanne ja eeterlik õli vabaneb. Tänapäeva kaasaegsete ultraheli ekstraktorite peamine eelis on täpne kontroll tööparameetrite üle (nt ultraheli intensiivsus, temperatuur, töötlemisaeg, rõhk, retentsiooniaeg jne). Eeterlike õlide saagikus, samuti madalam temperatuuriline lagunemine, kõrge kvaliteet ja hea maitse on teaduslikult tõestatud (Porto et al., 2009; Asfaw et al., 2005). Kuigi teised kaasaegsed kaevandamistehnikad pakuvad tööstuslikuks tootmiseks ainult piiratud suutlikkust, on ultraheli ekstraheerimise võimsus tööstuslikuks tootmiseks juba tõestatud. Näiteks suurendati Jaapani tsitrusviljade eeterlike õlide ekstraheerimissadalat traditsiooniliste ekstraheerimismeetoditega võrreldes 44% (Mason jt, 2011).
Ultraheli eeltöötlemine eeterlike õlide ekstraheerimiseks
Taimematerjali eeterlike õlide (nt lavandiin, salvei, tsitrused jne) ultraheli ekstraheerimiseks võib proovivõtt-tüüpi ultraheliga töötlemise süsteemi, näiteks UIP2000hdT, ekstraheerida pingutusmasinas, piloodil ja tootmismaal. Ekstraktsioonisüsteemi saab seadistada partii või sisemise süsteemina.
Ultraheli partiide ekstraheerimiseks soovitatakse ümbritseda külma vee vanniga. Veevann võimaldab vältida soovimatut temperatuuri tõusu ja sellest tulenevat lagunemist. Lavandiini eeterliku õli ekstraheerimiseks ekstraheeritakse lavendliõied ekstraheerimisajaga 30 minutit, näiteks 2 liitrit destilleeritud vett. Ultraheli amplituud on seatud 60% -ni. Pärast ultraheliuuringut eemaldatakse lavendli lill ja eeterlik õli ekstraheerimiseks viiakse läbi tavapärane aurutihedus.
Intrineeriva ekstraktsiooni seadistamiseks on ultraheli protsessor, mis on varustatud sonotrode ja voolukanaliga. Jahutuse eesmärgil on voolu raku reaktor varustatud jahutussärgiga. Ultraheli eeltöötlemiseks pumbatakse leotatud taimematerjal läbi reaktsioonikambri, kus see läbib otseselt kaevitatsioonitsooni. Veelgi enam, et ultraheli sünkroniseerimine toimub, on reaktsioonikambri survestamise võimalus ekstraheerimisvõime suurendamiseks.
Enne hüdrodisotleerimist töödeldav ultraheli-eelpuhastus suurendab ekstraheeritud eeterlike õlide saagist ja parandab ekstraheerimise määra – mille tulemuseks on üldiselt tõhusam menetlus.
Ultraheli hüdrodestilleerimine
Kohandatud ultraheli seadistus ekstraheerimiseks
Ultraheli ekstraheerimise eelised
- Kiire & efektiivne kaevandamine
- Mittemateriaalne, kerge protsess
- Kõrgekvaliteedilised väljavõtted
- kõrge tootlus
- Täielik lõhna spekter
- Vähem toorainet
- Roheline ekstrakt
Nanoemulsioonide ultraheli tootmine
Nanoemulsiini kasutamine lipofiilsete toidu koostisosade kandesüsteemide kui farmatseutiliste ja kosmeetikavahendite toimeainete kandjatena on märkimisväärselt suurenenud, kuna nende optiline selgus, hea füüsikaline stabiilsus ja võime suurendada biosaadavust. Ultraheli emulgeerimine valmistab ette stabiilsed mikro- ja nanoemulsioonid, mis tagavad lõpptootes parima tulemuse.
Kliki siia, et saada lisateavet ultraheli emulgeerimise kohta!
Ultraheliuuringud
Ultraheli ekstraheerimise mõju põhineb põhimõttel ultraheli kavitatsioon. Vedelike kavitatsioon loob kõrge nihkejõudude, vedelate voogude ja mikroturbulentside, mis on puhtalt mehaanilised efektid.
Clevenger koos Uf200 ः t
Pilt: Pingret jt, 2014.
Ultraheli imisüsteemid
Hielscheri võimsuse ultraheli süsteemid on saadaval pink-top, katse-tehase ja tööstuslike rajatiste jaoks. Meie ultraheli protsessorid on täpselt juhitavad ja võivad anda intensiivse akustilise välja tekitamiseks väga suured amplituudid (kuni 200 μm tööstuslike ultrasonikaatorite jaoks, suuremad amplituudid nõudmisel). Kõik meie ultraheli seadmed – alates laborist tööstussüsteemideni – on ehitatud 24/7 operatsiooni raskeveokite tingimustes.
Hielscheri ultraheli ekstraktoreid saab katsetada katsetamise ja protsessi optimeerimise abil pink-top skaalal. Seejärel saab kõik protsessi tulemused lineaarselt vähendada kogu tööstuslikku tootmist. Meie pikaajaline kogemus ultraheli töötlemisel võimaldab meil oma klientidelt esimeste testide ja protsesside optimeerimisega konsulteerida ja abistada neid, et viia ellu väga tõhus tööstusoperatsioon. Hielscheri ultraheli süsteemide võimaluste uurimiseks külastage meie tehnilist laborit ja protsessikeskust!
Meie tugevat ultraheli süsteeme saab kasutada partiilise ja inline ultrahelitöötluse jaoks. Olemasolevate tootmisliinide moderniseerimist saab hõlpsasti teha ka.
Võta meiega ühendust! / Küsi meiega!
Kirjandus/viited
- Dent, M.; Dragović-Uzelac, V; Elez Garofulić, I.; Bosiljkov, T.; Ježek, D.; Brnčić, M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound-assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from Sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q., 29 (3), 2015. 475–484.
- Djenni, Z.; Pingret, D.; Mason, T.J.; Chemat, F. (2013): Sono–Soxhlet: In Situ Ultrasound-Assisted Extraction of Food Products. Food Anal. Methods 6, 2013. 1229-1233.
- Li, Y.; Fabiano-Tixier, A.-S.; Chemat, F. (2014): Essential Oils as Reagents in Green Chemistry, SpringerBriefs in Green Chemistry for Sustainability, 2014. p.9-20.
- Petigny, L.; Périno-Issartier, S.; Wajsman, J.; Chemat, F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). Int. J. Mol. Sci. 2013, 14, 5750-5764.
- Pingret, D.; Fabiano-Tixier, A.-S.; Chemat, F. (2014): An Improved Ultrasound Clevenger for Extraction of Essential Oils. Food Anal. Methods 7, 2014. 9–12.
- Sicaire, Anne-Gaëlle; Vian, Maryline Abert; Fine, Frédéric; Carré, Patrick; Tostain, Sylvain; Chemat, Farid (2016): Ultrasound induced green solvent extraction of oil from oleaginous seeds. Ultrasonics Sonochemistry (2016), Vol. 31. 319-329.
- Yoswathana, N.; Eshiaghi, M.N.; Jaturapornpanich, K. (2012): Enhancement of Essential Oil from Agarwood by Subcritical Water Extraction and Pretreatments on Hydrodistillation. International Journal of Chemical, Molecular, Nuclear, Materials and Metallurgical Engineering Vol:6, No:5, 2012. 453-459.
Faktid Tasub teada
Ultraheliuuringute abil ekstraheeritud
Uuriti, et ultraheli ekstraheerimine saavutab parema ekstraheerimise tulemuse. Ultraheli ekstraheerimine annab suurema saagise, kõrge kvaliteediga ekstraktid koos täieliku ühendi / aroomiprofiiliga ja täismassi spekteriga.
Maitsetaimed & lehed: marmor, piparmünt, stevia, kanepit, humal, basiilik, tüümian, pipar, pune, salvei, apteegitill, petersell, eukalüpt, oliiviõli, roheline tee, must tee, boldo, tubakas, piparmünt, suuraroma jne
Lilled (attars): roos, lavendel, ylang-ylang, jasmiin, patšuli, tuberoos, mimoos jne
Puuviljad: apelsin, tsitrused, sidrun, vaarikas, tomatid, õun, mustika, mustika, mandariin, viinamarjad, oliiviõli, jujube jne
Vürtsid: safran, koriander Ingver, laur, muskaatpähkel, kaneel, käärsool, vanilje, nelk, muskaatpähkel, muskaat jne.
Puit & koor: agarwood, tamm, sandalwood, seedripuu, mänd, kaneeli koor jne
Botaanikaekstraktid sisaldavad aktiivsete ühendite ja fütokeemiliste ainete täielikku spektrit, nii et eeterlik õli sisaldab lipiide, terpeene ja terpenoide, fenoole, alkaloide, flavonoide, karbonüülühendeid, antioksüdante, vitamiine, pigmente, ensüüme jne.
Ekstraheeritud molekulide näideteks on monoterpeneid ja monoterpeneoidid, seskviterpeenid, limoneen, karvoon, a-pineen, limoneen, 1,8-tsineool, cis-ocimeen, trans-ocimeen, 3-oktanoon, beeta-karoteen, a-pineen, kamfor, kamhene , β-pindeen, mütseen, para-tsümeen, limoneen, γ-terpinen, linalool, mürenool, mürtenaal, karvun.
Eeterlikud õlid demonstreerivad antioksüdante ja antimikroobseid toimeid, mis muudavad nende lisaks oma aroomile ja maitsele ka toidule ja meditsiinitoodetele kasuliku koostisosa.
Eeterlikud õlid, näiteks lavendel, piparmünt ja eukalüpt, toodetakse peamiselt aurufaasis. Taimne taimne materjal, nagu lilled, lehed, puit, koor, juured, seemned ja koorimised, ekstraheeritakse destilleerimisseadmes veega destilleerimise teel, kui see on leotatud ja keedetud veega.
hüdrodestillatsioon
Hüdrodestilleerimiseks eristatakse kahte vormi: vee destilleerimine ja aurude destilleerimine.
Eeterlike õlide eraldamiseks veega destilleerimisega paigutatakse taimne materjal keedetud veele. Aurudestilleerimiseks süstitakse aur intensiivmaterjali kaudu. Kuuma vee ja auru mõju tõttu vabaneb eeterlik õli taime kudedest lipiidide näärmetest. Aurustuv veeaur kannab õli taimematerjalist. Seejärel kondenseeritakse aur kondensaatoris kaudse veega jahutades. Kondensaatorist voolab destilleeritud ekstrakt (eeterlik õli) separaatorisse, kus õli eraldub automaatselt destillaadi veest.
lahusti ekstraheerimine
Tõhususe tõttu tekib enamik eeterlikke õlisid, näiteks parfüümi ja lõhnaainetööstuse jaoks, lahustiekstraktsiooni teel, kasutades lenduvaid lahusteid, nt heksaani, di-metüleenkloriidi või petrooleetrit. Lahusti ekstraheerimise peamised eelised destilleerimise ajal on protsessi ajal võimalik säilitada ühtlane temperatuur (ligikaudu 50 ° C). Kuna kõrgemad temperatuurid põhjustavad eeterlike õlide ühendite lagunemist, iseloomustab lahustiga ekstraheeritud õlisid nende lenduvate ühendite suurem täielikkus ja looduslik lõhn.
Superkriitiline CO2 on ka tõestatud, et see on ka suurepärane orgaaniline lahusti, mis on seetõttu teine alternatiivne meetod aromaatsete õlide ekstraheerimiseks botaanilistest ainetest.
Ekstraheerimislahustid
Traditsioonilised orgaanilised lahustid ekstraheerimiseks hõlmavad benseeni, tolueeni, heksaani, dimetüüleetrit, petrooleetrit, di-metüleenkloriidi, etüülatsetaati, atsetooni või etanooli.
Etanooli kasutatakse aromaatsete ühendite ekstraheerimiseks kuivatest taimsetest materjalidest, samuti ebapuhtadest õlist või betoonist, mida on esmalt toodetud orgaanilise lahusti ekstraheerimise, ekspressiooni või enflatsiooni abil. Kuivainete etanooliekstraktid on tuntud sisikondade kujul. Tinktuure ei tohi segi ajada etanoolipesuga, mis viiakse läbi õlide ja betoonide puhastamiseks absolutite saamiseks.
Kui ekstraheerimisvedelikuna kasutatakse vett, nimetatakse seda protsessi lahustipõhiseks ekstraheerimiseks.
Eeterlikud õlid
Eeterlikud õlid toodetakse taimsest materjalist ekstraheerimisel. Toorainena võib kasutada mitmesuguseid taimede osi, nt lilled (nt roos, jasmiin, nelk, nelk, mimoos, rosmariin, lavander), lehed (nt piparmünt, Ocimum spp., Lemongrass, jamrosa), lehed ja varred (nt kook (näiteks kaneel, kassia, kanella), puit (näiteks seeder, sandaal, männ), juured (nt angelica, sassafras, vetiver, saussurea, valeriaan), seemned (nt apteegitill, koriandri, köömne, tilli, muskaatpähkel), puuviljad (bergamot, apelsin, sidrun, kadakad), risoomid (nt ingver, räim, kurkuma, orris) ja kummide või õlivaikade väljaheited (nt Peruu palsam, Myroxylon balsamum, storax, myrrh, bensoin )
Betoon ja absoluutne
Betoon on pooltahket massi termin, mis saadakse värske taimematerjali lahustiekstraktsioonil. Värsket taimset materjali ekstraheeritakse peamiselt mittepolaarsete lahustitega nagu benseen, tolueen, heksaan, petrooleeter. Pärast ekstraheerimisprotsessi aurustatakse lahusti, nii et saadakse eeterlike õlide, vaha, vaigude ja muude lipofiilsete (hüdrofoobsete) fütokeemiliste ainete pooltahket jääki. See on nn betoon.
Betoonist absoluutse saamiseks tuleb betooni töödelda tugeva alkoholiga, mille abil saab teatud komponente lahustada.