Technologie des ultrasons Hielscher

Hydrodistillation ultrasonique d'huiles essentielles

  • L'extraction classique des huiles essentielles est coûteuse et prend du temps.
  • extraction par ultrasons donne des rendements plus élevés et la qualité de l'extrait supérieur.
  • peut être réalisée par ultrasons comme procédé d'extraction au solvant ou à base d'eau. Sinon, sonication peut être combiné avec les systèmes traditionnels d'extraction pour améliorer l'efficacité et la qualité.

 

Hydrodistillation d'extraits de plantes

Hydrodistillation est une variante de distillation à la vapeur. Pour l'extraction d'hydrodistillation, la matière végétale est immergée pendant un certain temps dans l'eau, après quoi le mélange est chauffé et les matières volatiles sont entraînées dans la vapeur, condensés et séparés. Il est un procédé d'extraction commun pour séparer les composés phytochimiques de la matière végétale. distillation à la vapeur est une technique courante pour isoler les huiles essentielles, par exemple, pour la parfumerie.
Comme de nombreux composés organiques ont tendance à se décomposer à des températures élevées soutenues, l'industrie est un pas en avant d'utiliser des méthodes de traitement alternatives douces, qui donnent de meilleurs résultats d'extraction (qualité supérieure, des rendements plus élevés).

Dans cette vidéo, l'extraction par ultrasons du houblon (humulus lupulus) est démontrée. Avec l'ultrasonateur UP200Ht, le caryophyllène et d'autres composés sont extraits.

Extraction ultrasonique du houblon avec UP200Ht avec la sonde S2614

Les problèmes des techniques d'extraction traditionnelles telles que la distillation à la vapeur se trouvent dans les énormes quantités de matériel végétal nécessaires pour extraire les huiles essentielles à l'échelle commerciale. Pour 1 kg (2 1/4 lb) d'huile essentielle de lavande sont env. 200 kg (440lb) de fleurs de lavande fraîches sont nécessaires, pour 1 kg d'huile de rose, entre 2,5 et 5 tonnes métriques de pétales de roses nécessaires et pour 1 kg d'huile essentielle de citron, la matière première consiste en env. 3 000 citrons. Par conséquent, les huiles essentielles sont très chères. Pour la rose absolue, le prix est d'environ 20.000 € (21.000US $) par litre.
Pour obtenir des avantages en ce qui concerne la rentabilité et la compétitivité, les producteurs d'huiles essentielles doivent mettre en œuvre des méthodes d'extraction plus efficaces. Les techniques d'extraction favorables à ultrasons excelle méthodes d'extraction traditionnelles par des conditions douces d'extraction, des rendements élevés et la qualité de l'extrait supérieur. La sonication peut être effectuée comme extraction à base de solvant ou sans solvant. En variante, l'extraction par ultrasons peut être combinés avec des systèmes d'extraction commun, par exemple extraction Soxhlet, Extraction Clevenger, CO supercritique2, Etc. Ohmic hydrodistillation (Sono-Soxhlet, I-Clevenger, I-BCSC2, Ultrasons Ohmic hydrodistillation).

L'extraction des huiles essentielles à ultrasons

extraction par ultrasons a été prouvé pour obtenir des rendements d'extraction plus élevés et de réduire la consommation d'énergie. Le principe de fonctionnement de l'extraction par ultrasons est l'implosion de la bulle générée par cavitation à ultrasons. L'implosion de bulles génère des micro-jets qui détruisent les glandes de lipides dans le tissu de cellules végétales. De ce fait, le transfert de masse entre la cellule et le solvant est améliorée et l'huile essentielle est relâchée. Un avantage majeur des extracteurs à ultrasons modernes d'aujourd'hui est le contrôle précis des paramètres de fonctionnement (par exemple d'intensité à ultrasons, température, temps de traitement, la pression, le temps de rétention, etc.). un rendement accru des huiles essentielles ainsi que la dégradation thermique plus faible, de haute qualité et un bon goût sont scientifiquement prouvés (Porto et al 2009;.. Asfaw et al 2005). Alors que d'autres possibilités techniques d'extraction modernes offrent seulement limitée à échelle à la production industrielle, la puissance à l'échelle l'extraction par ultrasons au niveau industriel est déjà fait ses preuves. Par exemple, le rendement d'extraction des huiles essentielles d'agrumes japonais a augmenté de 44% par rapport aux méthodes traditionnelles d'extraction (Mason et al., 2011).

Ultrasons Prétraitement pour l'extraction des huiles essentielles

Pour l'extraction par ultrasons de l'huile essentielle d'un matériel végétal (par exemple, le lavandin, la sauge, agrumes, etc.), un système de sonication de type de sonde tel que le UIP2000hdT peut être utilisé pour l'extraction à paillasse, pilote et à l'échelle de production. Le système d'extraction peut être configuré comme un système de traitement par lots ou en ligne.
Pour l'extraction par lots par ultrasons, un récipient avec un bain d'eau froide environnant est recommandé. Le bain d'eau permet d'éviter une élévation de température indésirable et la dégradation qui en résulte. Pour l'extraction de l'huile essentielle de lavandin, les fleurs de lavande sont extraites avec par exemple 2L d'eau distillée pour un temps d'extraction de 30 min. L'amplitude ultrasonore est fixée à 60%. Après le prétraitement aux ultrasons, la fleur de lavande est éliminée et une distillation à la vapeur classique est effectuée pour extraire l'huile essentielle.
Pour la configuration d'extraction en ligne, le processeur à ultrasons ist équipé d'sonotrode et de la cellule de flux. Pour le refroidissement but, le réacteur à cuve à circulation est équipée d'une chemise de refroidissement. Pour le pré-traitement par ultrasons, le matériau de plante macérée est pompé à travers la chambre de réaction où il passe directement à travers la zone de cavitation. Un autre avantage de l'extraction en ligne ultrasonore est la possibilité de mettre sous pression la chambre de réaction pour augmenter l'effet d'extraction.
Le pré-traitement par ultrasons avant hydrodistillation augmente le rendement en huiles essentielles extraites et améliore le taux d'extraction – entraînant une procédure globale plus efficace.

Procédé ultrasonique discontinu pour le prétraitement d'hydrodistillation par hydrodistillation comme l'extraction à base de plantes

hydrodistillation ultrasonique

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Système à ultrasons pour l'extraction par lots (Cliquez pour agrandir!)

Configuration ultrasonique personnalisée pour l'extraction

Avantages de l'extraction par ultrasons

  • Vite & extraction efficace
  • processus non thermique, doux
  • extraits de haute qualité
  • haut rendement
  • spectre arôme
  • Moins de matières premières
  • Extraction vert

Les huiles essentielles peuvent être efficacement extraits par sonication! www.hielscher.com

La production par ultrasons de nanoémulsions

L'intérêt à utiliser nanoémulsions les systèmes de distribution pour les ingrédients alimentaires lipophiles, en tant que support pour les composés actifs dans l'industrie pharmaceutique et cosmétique est en forte croissance en raison de leur grande clarté optique, une bonne stabilité physique, et sa capacité à augmenter la biodisponibilité. Ultrasonique émulsification prépare micro stable et nano-émulsions qui garantissent les meilleurs résultats dans le produit final.
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Effets à ultrasons

Les effets d'extraction à ultrasons sont basés sur le principe de cavitation à ultrasons. Cavitation dans les liquides crée des forces de cisaillement élevées, le streaming liquide et microturbulences, qui sont purement effets mécaniques.

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Sono-Clevenger pour l'extraction des huiles essentielles. Photo de Pingret et al., 2014.

Clevenger avec UP200Ht
Image:. Pingret et al, 2014.

Ultrasons Systèmes d'extraction

Les systèmes à ultrasons de puissance de Hielscher sont disponibles pour paillasse, usine pilote et des installations d'installations industrielles. Nos processeurs à ultrasons sont précisément contrôlables et peuvent fournir des amplitudes très élevées (jusqu'à 200 pm pour ultrasonicators industriels, des amplitudes plus élevées sur demande) afin de générer un champ acoustique intense. Tous nos appareils à ultrasons – de laboratoire aux systèmes industriels – sont construits pour un fonctionnement 24/7 dans des conditions lourdes.
extracteurs à ultrasons Hielscher peuvent être testés à l'échelle de paillasse pour les tests de faisabilité et l'optimisation des processus. Par la suite, peuvent être mis à l'échelle linéaire tous les résultats du processus à la production industrielle complète. Notre longue expérience dans le traitement par ultrasons permet de consulter et d'aider nos clients à partir des premiers tests et l'optimisation des processus pour la mise en œuvre d'une opération industrielle très efficace. Visitez notre laboratoire et un centre de technial processus pour explorer les capacités des systèmes à ultrasons Hielscher!
Nos systèmes à ultrasons robustes peuvent être utilisés pour le lot et sonication en ligne. Une modernisation des lignes de production existantes peut être facilement fait, aussi.

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Littérature / Références



Qu'il faut savoir

Extrait avec succès par Ultrasons

Le matériel végétal suivants et les tissus végétaux sont prouvés que l'extraction par ultrasons atteint des résultats d'extraction améliorées. L'extraction par ultrasons donne des rendements plus élevés, des extraits de haute qualité avec un composé complet / profil aromatique et spectre de saveur.
Herbes & feuilles: menthe verte, menthe, stevia, cannabis, Le houblon, le basilic, le thym, le poivre, l'origan, la sauge, le fenouil, le persil, l'eucalyptus, olive, thé vert, thé noir, boldo, Le tabac, la menthe poivrée, la marjolaine, etc.
Fleurs (attars): Rose, lavande, ylang-ylang, de jasmin, de patchouli, de tubéreuse, mimosas, etc.
Fruits: orange, citron, citron, framboise, tomate, pomme, myrtille, airelle, mandarine, les raisins, olive, Jujube, etc.
Épices: Safran, coriandre, gingembre, Le laurier, la muscade, la cannelle, le curcuma, la vanille, le clou de girofle, la muscade, le macis, etc.
Bois & écorce: bois d'agar, chêne, bois de santal, bois de cèdre, le pin, l'écorce de cannelle, etc.

Les extraits végétaux contiennent toute la gamme des composés actifs et de composés phytochimiques de sorte que l'huile essentielle contient des lipides, les terpènes et les terpénoïdes, des phénols, des alcaloïdes, des flavonoïdes, des composés carbonyliques, des antioxydants, des vitamines, des pigments, des enzymes, etc.
Des exemples de molécules extraites: monoterpènes et monoterpeneoids, sesquiterpènes, le limonène, la carvone, a-pinène, le limonène, le 1,8-cinéole, le cis-ocimène, trans-ocimène, le 3-octanone, le bêta-carotène, α-pinène, le camphre, le camphène , β-pinène, le myrcène, le para-cymène, le limonène, le γ-terpinène, le linalol, le myrténol, le myrténal, carvone.
Les huiles essentielles montrent effets antioxydants et antimicrobiens, ce qui les rend en plus de leur arôme et la saveur d'un ingrédient bénéfique pour les produits alimentaires et médicaux, aussi.
Les huiles essentielles, par exemple, de lavande, de menthe poivrée et d'eucalyptus, sont le plus souvent produit par distillation à la vapeur. matières premières végétales telles que les fleurs, les feuilles, le bois, l'écorce, les racines, les graines et les pelures sont extraits par distillation de l'eau et on fait bouillir pendant trempé avec de l'eau dans un appareil de distillation.

hydrodistillation

Pour hydrodistillation, deux formes sont différenciées: la distillation de l'eau et distillation à la vapeur.
Pour l'isolement des huiles essentielles par distillation de l'eau, le matériel végétal est placé dans de l'eau à bouillir. Par distillation à la vapeur, la vapeur est injectée dans / à travers la matière végétale. En raison de l'influence de l'eau chaude et de la vapeur, l'huile essentielle est libérée par les glandes de lipides dans le tissu végétal. La vapeur d'eau d'évaporation transporte l'huile hors de la matière végétale. Ensuite, la vapeur est condensée dans un condenseur par refroidissement indirect avec de l'eau. Dans le condenseur, l'extrait distillé (huile essentielle) circule dans un séparateur, où l'huile se sépare automatiquement de l'eau distillé.

extraction par solvant

En raison de l'efficacité, les huiles les plus essentielles, par exemple pour l'industrie des parfums et des parfums, sont produits par extraction par solvant, en utilisant des solvants volatils, par exemple l'hexane, le chlorure de di-méthylène ou l'éther de pétrole. Les principaux avantages de l'extraction par solvant est au-dessus de distillation qu'une température uniforme (env. 50 ° C) peut être maintenue pendant le processus. Etant donné que des températures plus élevées conduisent à la dégradation de composés d'huiles essentielles, des huiles extraites aux solvants sont caractérisés par une exhaustivité plus élevé de leurs composés volatils et une odeur plus naturelle.
CO supercritiques2 est avéré être un excellent solvant organique, et est donc aussi une autre variante de procédé pour l'extraction des huiles aromatiques à partir de plantes.

Les solvants d'extraction

Des solvants organiques classiques d'extraction comprennent le benzène, le toluène, l'hexane, l'éther de diméthyle, l'éther de pétrole, le méthylène-di-chlorure, l'acétate d'éthyle, l'acétone, ou de l'éthanol.
L'éthanol est utilisé pour extraire les composés aromatiques à partir de matières végétales sèches, ainsi que des huiles ou des bétons impures qui ont été produites d'une part par extraction par solvant organique, expression, ou enfluerage. extraits d'éthanol à partir de matières sèches sont connus sous le nom Teintures. Teintures ne doivent pas être confondus avec des lavages à l'éthanol, qui sont effectués pour purifier les huiles et Bétons pour obtenir des absolus.
Lorsque l'eau est utilisée comme fluide d'extraction, le procédé est appelé une extraction sans solvant.

huiles essentielles

Les huiles essentielles sont produites par extraction de la matière végétale. Comme matière première différents types de parties de la plante peut être utilisée, par exemple, des fleurs (par exemple, rose, jasmin, Carnation, clou de girofle, le mimosa, le romarin, lavandes), les feuilles (par exemple la menthe, Ocimum spp., lemongrass, jamrosa), les feuilles et les tiges (par exemple Géranium, patchouli, petitgrain, verveine, cannelle), l'écorce ( par exemple, la cannelle, cassia, canella), le bois (par exemple, de cèdre, de santal, de pin), les racines (par exemple, l'angélique, de sassafras, de vétiver, saussurea, valériane), les graines (par exemple, le fenouil, la coriandre, le carvi, aneth, la muscade), les fruits (bergamote, orange, citron, genièvre), rhizome (par exemple, le gingembre, Calamus, curcuma, orris) et les gencives ou oléorésines exsudats (par exemple, le baume du Pérou, Myroxylon balsamum, styrax, myrrhe, benjoin).

Béton et absolu

Le béton est le terme pour la masse semi-solide qui est obtenu par extraction par solvant de la matière végétale fraîche. Le matériau de plante fraîche est principalement soumis à une extraction en utilisant des solvants non polaires tels le benzène, le toluène, l'hexane, l'éther de pétrole. Après le processus d'extraction, le solvant est évaporé, de telle sorte qu'un résidu semi-solide d'huiles essentielles, les cires, les résines et autres produits phytochimiques lipophiles (hydrophobes) sont obtenus. Ceci est le béton que l'on appelle.
Pour obtenir une absolue de béton, le béton doit être traité avec un alcool fort dans lequel certains constituants peuvent être dissous.