מיצוי טורבו של קינמון עם אולטרסאונד

מיצוי קינמון מסורתי גוזל זמן ויחסית לא יעיל. מיצוי אולטראסוני הוא תהליך פשוט אך יעיל ביותר אשר מקצר את זמן המיצוי למספר שעות ומגדיל בו זמנית את תפוקת השמן האתרי קינמון.

מיצוי קינמון משופר עם אולטרסאונד

מיצוי מסורתי של שמן אתרי קינמון מושגת על ידי זיקוק קיטור של קליפת קינמון ועלים. זיקוק הקיטור המסורתי איטי מאוד וגוזל זמן. ככל שהתשואה הממוקדת של שמן קינמון גבוהה יותר, כך זיקוק הקיטור ארוך יותר, מה שאומר שזיקוק בקיטור של קומקום עלי קינמון יכול להימשך עד 12 שעות, בעוד שזיקוק בקיטור של קליפת קינמון יכול להימשך יותר מ -24 שעות. מיצוי קולי לשבור את מבני התאים של קליפת קינמון ועלים כך שמן קינמון משתחרר במהירות ולחלוטין. מיצוי קולי מאיץ את זיקוק הקיטור באופן משמעותי, מקצר את זמן העיבוד מיום שלם למספר שעות תוך הגדלת התשואה של שמן אתרי קינמון.
מיצוי על-קולי משחרר את הספקטרום המלא של תרכובות קינמון ארומטיות, כולל קינמאלדהיד, לינאלול, יוג'נול וחומצה קינמית. מתן תמצית ספקטרום מלא של תרכובות שמנים אתריים באיכות גבוהה היא הסיבה לאיכות המעולה של שמני קינמון המופקים באולטרסאונד. במיוחד cinnamaldehyde, התרכובת האורגנית העיקרית מעניקה לקינמון את הטעם והריח הייחודיים שלו. מכיוון שסוניקציה היא טיפול לא תרמי, תרכובות השמן האתרי מונעות פירוק תרמי. לכן, מיצוי אולטראסוני מייצר שמנים אתריים עתירי ארומה העומדים בתקני האיכות הגבוהים ביותר.
מיצוי קולי יכול להיות מיושם על קליפת קינמון ועלים. לשמן עלי קינמון יש ניחוח חזק יותר בהשוואה לשמן קליפת עץ. עלי קינמון מכילים כמויות גבוהות של אאוגנול.

מדוע מיצוי קולי מצטיין זיקוק בקיטור

כדי לייצר שמנים אתריים מקינמון באמצעות זיקוק בקיטור, השמנים האתריים חייבים להשתחרר תחילה מהמטריצה הצמחית (כלומר, תאי צמחים בעלי הקינמון או קליפתו). בזיקוק בקיטור, החומר הצמחי קינמון מבושל עד 24 שעות בקומקומים. חום לבדו אינו יעיל יחסית בשבירת מבני התא ובשחרור השמנים האתריים הכלואים. בדרך כלל, הרתחה אינה משחררת את השמנים האתריים הכלואים לחלוטין וכמויות גדולות יותר של שמנים שיוריים מתבזבזים, מכיוון שהם לא הופקו. לאחר תהליך מיצוי החום, יתבצע זיקוק הקיטור. לכן, תערובת של שני נוזלים בלתי ניתנים לערבוב (כלומר שמן אתרי ומים) מבושלת. התערובת מתחילה לרתוח כאשר לחץ האדים המשולב שלהם שווה ל 760 מ"מ כספית. נקודת הרתיחה של תערובת מים ושמן אתרי תהיה אפוא נמוכה מנקודת הרתיחה של כל אחד מהרכיבים בנפרד. לזיקוק ההידרודיסטיק המסורתי יש חסרונות משמעותיים: תהליך ההרתחה והאידוי הארוך גוזל זמן רב ואנרגיה.
מיצוי קולי עובד על ידי cavitation אקוסטי. קוויטציה אקוסטית מתרחשת, כאשר גלי אולטרסאונד כוח הם זוגות לתוך נוזל (למשל תרחיף המורכב מחומר בוטני בממס או מים). הגלים העל-קוליים עוברים דרך הנוזל וגורמים לסירוגין למחזורי לחץ גבוה / לחץ נמוך. במהלך מחזורי לחץ נמוך, נוצרות בועות ואקום זעירות (הנקראות בועות קוויטציה), אשר גדלות על פני מספר מחזורי לחץ. בגודל מסוים, כאשר הבועות אינן יכולות לספוג יותר אנרגיה, הן מתפוצצות באלימות במהלך מחזור לחץ גבוה. קריסת הבועה מאופיינת בכוחות קוויטציוניים חזקים, כולל מיקרו-מערבולות וזרמי נוזל במהירות של עד 100 מטר לשנייה. השפעות גזירה קוויטציוניות אלה ידועות גם בשם אפקטים סונומכניים. מיצוי קולי של מולקולות ביו-אקטיביות נגרם בעיקר על ידי השפעות סונומכניות: התסיסה והמערבולות משבשות תאים ומקדמות העברת מסה. משמעות הדבר היא שהמולקולות הביו-אקטיביות כגון שמנים אתריים, פוליפנולים, טרפנים וקנבינואידים משתחררות ממטריצת תאי הצמח אל הממס.
היתרון של מיצוי קולי על פני שיטת הרתיחה והזיקוק בקיטור המסורתית הוא מיצוי גבוה יחסית של שמנים אתריים ותרכובת אורגנית אחרת בזמן קצר משמעותית. תפוקת המיצוי הגבוהה יותר מונעת בזבוז של חומר גלם והופכת את המיצוי למשתלם יותר. חיסכון בזמן ובאנרגיה המושג על ידי מיצוי קולי הם משמעותיים. כשיטה לא תרמית, מיצוי קולי מונע את התרכובות הרגישות לחום מהתפרקות הנגרמת על ידי חום.
הטמפרטורות המתונות וזמן העיבוד הקצר הם היתרונות העיקריים של מיצוי קולי מכיוון שנמנע פירוק תרמי של התמציות הטבעיות. זה עושה מיצוי קולי יעיל מאוד ולכן, סוניקציה נותן שמנים אתריים באיכות מעולה.

מקרי בוחן של מיצוי קינמון קולי

המחקר והתעשייה כבר אימצו מיצוי קולי לייצור שמנים אתריים באיכות גבוהה מצמחים רבים, כולל עלי קינמון וקליפה.

הידרודיזיקציה קולית של קינמון

Chen et al. (2020) חקרו את הזיקוק ההידרו-סוני המקודם באולטרה-סאונד והגיעו למסקנה כי סוניקציה שיפרה את תהליך הזיקוק באופן משמעותי. זיקוק קיטור על-קולי סיפק יבולים גבוהים יותר של שמן קינמון בתוך זמן מיצוי מופחת באופן דרסטי. באמצעות ניתוח GC-MS, הם הראו כי זיקוק הידרודיסטיקציה בסיוע אולטרה-סאונד סיפק שמן אתרי יקר יותר עם תוכן גבוה של התרכובת העיקרית trans-cinnamaldehyde בהשוואה לזיקוק הידרודיסטיקציה מסורתי. סריקת מיקרוגרף אלקטרונים (SEM) אישרה את יעילות הסוניקציה למיצוי שמן קינמון. בנוסף, ניתוח צריכת החשמל ופליטת CO2 מראה כי תהליך הזיקוק בסיוע אולטרה-סאונד הוא הגישה הכלכלית והידידותית יותר לסביבה. לכן, חן ואחרים מסכמים כי זיקוק הידרודיסטיקציה בסיוע אולטרה-סאונד היא טכנולוגיה יעילה וירוקה למיצוי שמן אתרי קינמון, אשר יכולה לשפר את כמות ואיכות שמני הקינמון.

מיצוי קינמון אולטרסוני באמצעות ממיסים אאוטקטיים עמוקים

מיצוי על-קולי באמצעות ממיסים אאוטקטיים עמוקים הוכח כטכניקה מעולה למיצוי יבולים גבוהים של טרנס-צינמלדהיד וקומרין מקליפת קינמון.
שיטה בתנאים אופטימליים נתנה תכולת טרנס-צינמלדהיד וקומרין גבוהה יותר מאלו שהתקבלו בשיטות קונבנציונליות (ריפלוקס, סוקסלט ומקרציה) באמצעות ממסים אורגניים (96% אתנול). התנאים האופטימליים למיצוי על-קולי באמצעות ממיסים אאוטקטיים עמוקים טבעיים נמצאו כולין כלוריד-חומצת לימון (ChCl-CA) עם תוספת של 40% מים וזמן מיצוי של 30 דקות למיצוי טרנס-צינמלדהיד (9.24 ± 0.01 מ"ג/גרם) וקומרין (11.6 ± 0.11 מ"ג/גרם) מקליפת קינמון (C. burmannii Blume). חקירה נוספת צריכה להיעשות כדי לחקור את הפעילות הפרמקולוגית של trans-cinnamaldehyde ו coumarin מקליפת קינמון. (ראה: Aryati et al. 2020)

תמונת פני השטח של קליפת קינמון באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים סורק הגדלה פי 1000; אבקה יבשה (א); לאחר מיצוי מקרציה (ב); לאחר מיצוי ריפלוקס (C); לאחר מיצוי סוקסלט (ד); לאחר חילוץ באמצעות NADES-UAE ChCl-CA (e).
מחקר ותמונה מאת Aryati et al. 2020

קולטי אדים על-קוליים בעלי ביצועים גבוהים

מיצוי קולי הוא טכנולוגיית עיבוד אמינה, המאפשרת ומאיצה את הייצור של שמנים אתריים באיכות גבוהה. תיק Hielscher Ultrasonics מכסה את כל הטווח מ ultrasonicators מעבדה קומפקטית למערכות מיצוי תעשייתי. בכך, אנו ב Hielscher יכול להציע לך את ultrasonicator המתאים ביותר עבור יכולת התהליך החזוי שלך. הצוות הוותיק והמנוסה שלנו יסייע לכם החל מבדיקות היתכנות ואופטימיזציה של תהליכים ועד להתקנת המערכת האולטרסונית שלכם ברמת הייצור הסופי.
טביעת הרגל הקטנה של קולטי האדים העל-קוליים שלנו, כמו גם הרבגוניות שלהם באפשרויות ההתקנה, הופכים אותם למתאימים אפילו למתקני עיבוד בחלל קטן. מעבדים קוליים מותקנים ברחבי העולם במתקני ייצור מזון, פארמה ותוספי תזונה.

Hielscher Ultrasonics – ציוד חילוץ מתוחכם

תיק המוצרים של Hielscher Ultrasonics מכסה את כל מגוון המחלצים האולטרסוניים בעלי הביצועים הגבוהים בקנה מידה קטן עד גדול. אביזרים נוספים מאפשרים הרכבה קלה של תצורת המכשיר האולטרסוני המתאימה ביותר לתהליך החילוץ שלך. ההתקנה הקולית האופטימלית תלויה בקיבולת החזויה, נפח, חומר גלם, תהליך אצווה או מוטבע וציר זמן.

אצווה ומוטבע

Hielscher ultrasonicators ניתן להשתמש עבור אצווה ועיבוד זרימה מתמשכת. עיבוד אצווה על-קולי אידיאלי לבדיקת תהליכים, אופטימיזציה ורמת ייצור קטנה עד בינונית. עבור ייצור כמויות גדולות של תמציות צמחיות (למשל עלי קינמון וקליפה), עיבוד בתוך השורה עשוי להיות מועיל יותר. בעוד אצווה דורשת רק התקנה פשוטה מאוד, זה יותר זמן ועבודה אינטנסיבית. תהליך חילוץ מוטבע רציף דורש התקנה מתוחכמת – מורכב במשאבה, צינורות או צינורות ומיכלים -, אבל זה יעיל יותר, מהיר יותר ודורש הרבה פחות עבודה. Hielscher Ultrasonics יש את ההתקנה מיצוי המתאים ביותר עבור נפח החילוץ שלך ואת מטרות התהליך.

קולטי אדים על-קוליים לכל קיבולת מוצר

טווח המוצרים של Hielscher Ultrasonics מכסה את הספקטרום המלא של מעבדים קוליים, החל מאולטרסוניקטורים מעבדה קומפקטיים מעל מערכות ספסל ופיילוט ועד מעבדים קוליים תעשייתיים לחלוטין עם היכולת לעבד מטענים לשעה. מגוון המוצרים המלא מאפשר לנו להציע לכם את הקולט הקולי המתאים ביותר לחומר הגלם, קיבולת התהליך ויעדי הייצור שלכם.
מערכות ספסל אולטראסוניות אידיאליות לבדיקות היתכנות ואופטימיזציה של תהליכים. סקייל-אפ ליניארי המבוסס על פרמטרים של תהליך מבוסס מקל מאוד על הגדלת יכולות העיבוד ממגרשים קטנים יותר לייצור מסחרי מלא. שדרוג קנה המידה יכול להיעשות על ידי התקנת יחידת חילוץ קולי חזק יותר או קיבוץ מספר ultrasonicators במקביל. עם UIP16000, Hielscher מציעה את המחלץ קולי החזק ביותר בעולם.

אמפליטודות ניתנות לשליטה מדויקת לקבלת תוצאות מיטביות

כל Ultrasonicators Hielscher הם נשלטים במדויק ובכך סוסי עבודה אמין בייצור. המשרעת היא אחד הפרמטרים המכריעים בתהליך המשפיעים על היעילות והיעילות של מיצוי קולי של שמנים אתריים מקינמון.
כל Hielscher Ultrasonics’ מעבדים מאפשרים הגדרה מדויקת של המשרעת. סונוטרודים וקרניים מאיצים הם אביזרים המאפשרים לשנות את המשרעת בטווח רחב עוד יותר. המעבדים האולטרסוניים התעשייתיים של Hielscher יכולים לספק אמפליטודות גבוהות מאוד ולספק את העוצמה הקולית הנדרשת עבור יישומים תובעניים. אמפליטודות של עד 200μm ניתנות להפעלה רציפה בקלות בפעולה 24/7.
הגדרות משרעת מדויקות וניטור קבוע של פרמטרי התהליך העל-קולי באמצעות תוכנה חכמה מעניקים לך את האפשרות לטפל בעלי הקינמון וקליפת העץ שלך בתנאים האולטרסוניים היעילים ביותר. סוניקציה אופטימלית לתוצאות החילוץ הטובות ביותר!
החוסן של הציוד הקולי של Hielscher מאפשר פעולה 24/7 בחובה כבדה ובסביבות תובעניות. זה עושה את הציוד קולי של Hielscher כלי עבודה אמין הממלא את דרישות החילוץ שלך.

בדיקה קלה ונטולת סיכונים

תהליכים קוליים יכולים להיות בקנה מידה ליניארי לחלוטין. משמעות הדבר היא שכל תוצאה שהשגתם באמצעות מעבדה או אולטרסאונד עליון, ניתן לשנות את קנה המידה לאותה תפוקה בדיוק באמצעות אותם פרמטרים של תהליך. זה הופך את האולטרסוניקציה לאידיאלית לבדיקת היתכנות ללא סיכון, אופטימיזציה של תהליכים ויישום לאחר מכן בייצור מסחרי. צרו איתנו קשר כדי ללמוד כיצד סוניקציה יכולה להגביר את ייצור תמצית הקינמון שלכם.

האיכות הגבוהה ביותר – עוצב ויוצר בגרמניה

כעסק בבעלות משפחתית ומשפחתית, Hielscher מתעדף את תקני האיכות הגבוהים ביותר עבור המעבדים העל-קוליים שלה. כל האולטרה-סוניקטורים מתוכננים, מיוצרים ונבדקים ביסודיות במטה שלנו בטלטאו ליד ברלין, גרמניה. חוסן ואמינות של ציוד קולי של Hielscher להפוך אותו סוס עבודה הייצור שלך. פעולה 24/7 תחת עומס מלא ובסביבות תובעניות היא מאפיין טבעי של המיקסרים בעלי הביצועים הגבוהים של Hielscher.

הטבלה הבאה נותנת לך אינדיקציה ליכולת העיבוד המשוערת של האולטרסאונד שלנו: