Technologie des ultrasons Hielscher

Extraction ultrasonique de la caféine

L'utilisation des ultrasons est une méthode efficace pour l'extraction de la caféine et d'autres composés actifs du café. des dispositifs à ultrasons puissants aident le processus d'extraction, tout en maximisant le rendement et raccourcir le temps de traitement.
Café - fabriqués à partir de grains de café torréfiés – est une boisson très populaire dans le monde entier qui est consommé. En plus de son effet vitalisant si consommé comme boisson stimulante, les composés de café sont d'un intérêt pour la nourriture, les produits pharmaceutiques (par exemple dans des analgésiques) et Industrie cosmétique tel qu'il est utilisé comme additifs précieux dans divers produits. Cela est particulièrement vrai pour la caféine (1,3,7-triméthylxanthine) et les antioxydants, qui sont connus pour leurs effets positifs sur la santé humaine. Le café contient, entre autres, diterpènes phénoliques tels que cafestol et kahwéol, et les acides ascorbique, qui sont connus pour leur activité anti-oxydante. Des études épidémiologiques suggèrent que les ingrédients du café peuvent avoir un effet préventif sur plusieurs maladies chroniques, dont le diabète sucré de type 2, la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson et les maladies du foie telles que la cirrhose et le carcinome hépatocellulaire.
Ultrasons est un outil bien connu et éprouvé pour de nombreuses applications différentes dans diverses industries. Une application très réussie est le ultrasons Extraction. De ce fait, les effets de cavitation à ultrasons sur le matériau cellulaire provoquant la rupture des cellules et la libération de la matière intracellulaire.
Par sonication, la caféine et d'autres composés du café peuvent être très efficacement extrait.

Structure chimique de la caféine

Haute puissance par ultrasons

Afin d'assurer une compréhension plus facile de la procédure d'extraction assistée par ultrasons, l'effet des ultrasons dans les liquides doit être expliqué.
ultrasons – introduit dans les liquides – provoque localement des effets très extrêmes. Lors de la sonication de liquides à des intensités élevées, les ondes sonores qui se propagent dans le milieu liquide entraînent alternativement des cycles de haute pression (compression) et de basse pression (raréfaction), avec des vitesses dépendant de la fréquence. Pendant le cycle à basse pression, les ondes ultrasoniques à haute intensité créent de petites bulles de vide ou des vides dans le liquide. Lorsque les bulles atteignent un volume auquel elles ne peuvent plus absorber d'énergie, elles s'effondrent violemment lors d'un cycle à haute pression. Ce phénomène est appelé cavitation. Au cours de l'implosion des températures très élevées (environ. 5,000 K) et les pressions (environ. 2,000atm) sont atteintes localement. L'implosion de la bulle de cavitation se traduit également par des jets de liquide allant jusqu'à 280 m / s vitesse. [Suslick 1998] Par ces forces extrêmes sonolyse se produit, les parois cellulaires sont perturbés, et le matériel intracellulaire est extrait.

cavitation ultrasonore générée sur la corne du UIP1500hd - un dispositif à ultrasons 1,5kW. Pour une meilleure visibilité, le liquide a été éclairé avec une lumière bleue du bas de la colonne de verre.

cavitation à ultrasons dans un liquide

L'extraction assistée par ultrasons est une alternative peu coûteuse, simple et efficace par rapport aux techniques d'extraction conventionnelles. Les principaux avantages des ultrasons dans l'extraction solide-liquide comprennent l'augmentation du rendement d'extraction et une cinétique plus rapide. L'extraction par ultrasons est une technique fréquemment utilisée pour extraire des matières végétales à l'aide de solvants liquides et est prouvée pour un procédé d'extraction rapide et plus complet par rapport aux méthodes traditionnelles car la surface entre la phase solide et liquide est significativement plus grande. et la dispersion des particules.
Grâce à l'utilisation de la sonication, la température de fonctionnement peut également être réduite, ce qui permet l'extraction de composants sensibles à la température. Comparé à d'autres nouvelles techniques d'extraction telles que l'extraction assistée par micro-ondes, l'appareil à ultrasons est moins cher et son fonctionnement est plus facile. De plus, l'extraction assistée par ultrasons peut être utilisée avec n'importe quel solvant, tel que l'extraction au Soxhlet, pour extraire une grande variété de composés naturels. [Wang et al. 2006] Si nécessaire, des systèmes antidéflagrants pour les capacités industrielles sont disponibles.
Un avantage substantiel d'ultrasons est l'influence sur les paramètres de traitement les plus importants: l'amplitude, le temps, la température, la pression et la viscosité. De ce fait, le processus d'extraction peut être optimisé pour assurer que la structure des extraits de ne pas endommager.

Extraction par ultrasons des composés café

extraction assistée par ultrasons est une méthode couramment utilisée pour isoler les substances biologiquement actives à partir de matières végétales [Dong et al. 2010]. En ce qui concerne les grains de café, la caféine et les composés phénoliques antioxydants pourraient être les composés les plus précieux pour l'extraction en raison de leurs nombreuses applications dans l'industrie pharmaceutique et alimentaire. Mais également des flavonoïdes, l'acide chlorogénique et de l'acide protocatéchique sont des extraits qui sont utilisés comme additifs.
En utilisant des méthodes d'extraction traditionnelles telles que l'extraction liquide-liquide dans des solvants, l'efficacité d'extraction augmente généralement avec l'augmentation des températures d'extraction. Cela provoque souvent des dommages et une perte de qualité de l'extrait car la température affecte la stabilité des composés phénoliques.
L'extraction solide-liquide assistée par ultrasons a été montrée comme une méthode d'extraction efficace et rapide. Les forces ultrasonores très puissantes fournissent l'énergie nécessaire pour l'extraction, de sorte que moins ou même aucun solvant est nécessaire. La température peut être bien contrôlée car le lot traité par ultrasons ou le réacteur à cuve à circulation peut être efficacement refroidi (ou chauffé si nécessaire). Pour les procédés d'extraction avec des solvants, Hielscher Ultrasonics fournit également des systèmes à ultrasons antidéflagrants certifiés ATEX et FM.
En raison des forces d'extraction intenses des ultrasons, le café moulu déjà utilisé (déchets de café) est encore une matière première riche en composés extractibles. Comme les déchets de café sont bon marché et disponibles en grande quantité, ils constituent une matière première idéale pour l'extraction des composés actifs restants. Bien que la teneur en caféine et autres composants des déchets de café soit inférieure à celle de la poudre de café inutilisée, il reste encore une grande quantité de caféine extractible. Pour libérer ces composés du sol de café, l'influence complète sur les paramètres de traitement devient particulièrement significative. Les ultrasons à haute puissance sont capables d'extraire des quantités élevées de composé actif dans un court délai de traitement.

Ultrasons, est une technique efficace pour extraire des substances actives, des arômes et d'autres composants intracellulaires à partir de cellules végétales.

le processeur en ligne par ultrasons UIP1500hd

Demande d'information





extraction de la caféine

La caféine peut être réclamé le stimulant le plus couramment consommé. Comme la caféine est non seulement consommé en buvant du café moulu, extrait de caféine est utilisé dans l'industrie pour traiter d'autres produits avec de la caféine comme additif. Ainsi, il devient possible de créer plus fort du café ou de formuler des boissons non alcoolisées (par exemple de cola), les boissons énergisantes ou d'autres aliments (par exemple le chocolat).
Mais la caféine est non seulement utilisé comme additif dans la Alimentaire production, il est un composé actif important dans les produits pharmaceutiques ainsi. Une application courante de l'extrait de caféine est par exemple le mélange dans des médicaments pour des maux de tête et de la migraine ou dans des analgésiques.
Pour extraire la caféine, le principal alcaloïde dans le café, est ultrasonication une méthode appropriée. Wang et ses collègues [Wang et al. 2011] a constaté que seulement besoin de temps d'extraction pour atteindre un état saturé, si ultrasonication est utilisé. Cela signifie que la technique d'économie ultrasons très efficace et le temps pour gagner la caféine.

UP200St avec sonotrode de 14 mm pour la préparation de café infusé à froid

Les composés aromatiques et de saveur

Les composés volatiles de café sont la fraction la plus précieuse du grain de café torréfié et confère café sa saveur unique et le parfum. La qualité du café soluble peut être sensiblement améliorée par l'ajout d'huiles de café absorbé arôme à la poudre de café.
Une étude de comparaison, examinant l'extraction des composés phénoliques des fraises, a montré que l'extraction par ultrasons provoque moins de dégradation des composés phénoliques et est un processus d'extraction beaucoup plus rapide comparé à d'autres méthodes d'extraction telles que l'eau sous-critique. [Herrera et al. 2005]
L'étude de Wang et ses collègues [Wang et al. 2011] montre que basse fréquence, haute ultrasons de puissance est plus efficace pour l'extraction des arômes de café. Surtout pour les 4-tridécanone et 2-méthoxy-3-méthylpyrazine, ils ont trouvé l'extraction par ultrasons plus technique simple et efficace d'obtenir des rendements d'extraction très élevé. En outre, il est démontré que la température doit être contrôlée en tant que composants d'arôme de café sont très volatils à des températures élevées. Ils ont obtenu de bons résultats d'extraction dans la plage de température comprise entre 35 ~ 65 ° C sous irradiation ultrasonore à temps relativement court.

Extraction du thé

Les résultats obtenus par extraction assistée par ultrasons sont également appropriés pour l'extraction de composés de thé (par exemple des leafs de thé vert). Une étude menée par Xia et al. a montré une teneur nettement plus élevée de polyphénols de thé, l'acide aminé et de la caféine dans infusions de thé traitées par ultrasons que dans ceux obtenus par extraction classique. Il en résulte de meilleurs résultats lors d'une évaluation organoleptique qui se est avéré: la qualité sensorielle de l'infusion de thé avec extraction assistée par ultrasons a été meilleure que celle de l'infusion de thé avec extraction classique. [Xia et al. 2005]

Les ultrasonicators de Hielscher, par exemple UP200S (sur la photo), remportent un grand succès pour l'extraction de la matière intra-cellulaire.

extraction par ultrasons à partir d'herbes

Conclusion

L'assistance ultra-sons Extraction est une méthode efficace, gain de temps et contrôlable pour l'extraction des composés actifs à partir de café. Les composés les plus intéressants et utiles sont la caféine, et les antioxydants tels que les diterpènes phénoliques (cafestol, kahweol), et les acides ascorbiques. Les principaux avantages de l'extraction assistée par ultrasons sont basés sur l'influence et le contrôle des paramètres d'extraction à ultrasons.

Littérature / Références

  • Cao, Chuanhai; Wang, Li; Lin, Xiaoyang; Mamcarz, Malgorzata; Zhang, Chi; Bai, Ge; Nong, Jasson; Sussman, Sam; Arendash, Gary (2011): La caféine en synergie avec un autre composant café pour augmenter Plasma GCSF: Lien avec les avantages cognitifs dans les souris d'Alzheimer. Journal de la maladie d'Alzheimer 25/2, 2011. 323-335.
  • Dong, Juane; Liu, Yuanbai; Liang, Zongsuo; Wang, Weiling (2010): enquête sur l'extraction assistée par ultrasons de l'acide salvianolique B de la racine de Salvia miltiorrhiza. Ultrasons Sonochemistry 17/1, 2010. 61-65.
  • Herrera, M.C .; Luque de Castro, M.D. (2005): extraction par échographie assistée de composés phénoliques de fraises avant la séparation chromatographique liquide et la matrice de photodiodes de détection de rayons ultraviolets. Journal of chromatoraphy A, 1100, 2005, 1-7.
  • Higdon, Jane V .; Frei, Balz (2006): Café et santé: Examen de la recherche récente humaine. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 46/2, 2006. 101-123.
  • Mussato, Solange I .; Ballesteros, Lina F .; Martins, Silvia; Teixeira, José A (2011): Extraction des composés phénoliques antioxydants à partir de marc de café. La séparation et la technologie de purification 83 / 2011. 173-179.
  • Sheu, Shane-Rong; Wang, Cheng-Chi; Chang, Sheng Yu; Yang, Li-Chen, Jang, Ming-Jyi; Cheng, Po-Jen (2009): Influence du procédé de fabrication d'extraction sur la concentration de caféine. Dans: Actes du Multiconference international des ingénieurs et informaticiens 2009 II da vol, Imecs 2009, le 18 Mars – 20, 2009, Hong Kong.
  • Suslick, de K.S Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. 4e éd. Wiley J. & Fils: New York; 26, 1998. 517-541.
  • Wang, Cheng-Chi; Sheu, Shane-Rong; Chou, Ya-Yen; Jang, Ming-Jyi; Yang, Li-Chen (2011): Un nouveau processus optimisé d'extraction d'économie d'énergie sur le café. Thermal Science 15/1, 2011. 53-59.
  • Wang, Lijun; Weller, Curtis L. (2006): Les progrès récents dans l'extraction des nutraceutiques de plantes. Tendances en matière de science alimentaire & Technologie 17, 2006. 300-312.
  • Xia, Tao; Shi, Siquan; Wan, Xiaochun (2006): l'impact de l'extraction assistée par ultrasons sur la qualité chimique et sensorielle de l'infusion de thé. Journal of Food Engineering 74/4, 2006. 557-560.

Contactez-nous!/ Demandez pour plus d'informations!

Parlez-nous de vos besoins de traitement. Nous vous recommandons les paramètres d'installation et traitement plus adaptés pour votre projet.





Veuillez prendre note de notre Politique de confidentialité.