Hielscher अल्ट्रासाउंड प्रौद्योगिकी

कैफीन की अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण

ultrasonics का उपयोग कैफीन और कॉफी से अन्य सक्रिय यौगिकों की निकासी के लिए एक प्रभावी तरीका है। शक्तिशाली अल्ट्रासोनिक उपकरण निकासी की प्रक्रिया उपज को अधिकतम करने और प्रसंस्करण समय को छोटा करने, जबकि सहायता करते हैं।
कॉफी - भुना हुआ कॉफी बीन्स से बने – एक बहुत ही लोकप्रिय पेय है कि दुनिया भर में सेवन किया जाता है है। इसके vitalizing प्रभाव अगर एक उत्तेजक पेय के रूप में सेवन किया करने के लिए इसके अलावा, कॉफी के यौगिकों (दर्द relievers में उदा) भोजन, दवा के लिए ब्याज की हैं और कॉस्मेटिक उद्योग के रूप में विभिन्न उत्पादों में मूल्यवान additives के रूप में इस्तेमाल किया। यह विशेष रूप से कैफीन (1,3,7-trimethylxanthine) और एंटीऑक्सीडेंट है, जो मानव स्वास्थ्य पर उनके सकारात्मक प्रभाव के लिए जाना जाता के लिए लागू होता है। कॉफी ऐसी cafestol और kahweol, और एस्कॉर्बिक एसिड होता है, जो उनके antioxidative गतिविधि के लिए जाना जाता है के रूप में दूसरों, phenolic diterpenes बीच, शामिल हैं। महामारी विज्ञान के अध्ययन का सुझाव कॉफी की सामग्री, सहित टाइप 2 मधुमेह अल्जाइमर रोग, पार्किंसंस रोग, और सिरोसिस और हेपैटोसेलुलर कार्सिनोमा के रूप में इस तरह के यकृत रोग कई पुराने रोगों, पर एक निवारक प्रभाव हो सकता है।
Ultrasonics विभिन्न उद्योगों में कई अलग अलग अनुप्रयोगों के लिए एक अच्छी तरह से जाना जाता है और साबित उपकरण है। एक बहुत ही सफल आवेदन अल्ट्रासोनिक है निष्कर्षण। इस प्रकार, सेल सामग्री पर अल्ट्रासोनिक गुहिकायन प्रभाव सेल व्यवधान और intracellular बात की रिहाई के कारण।
sonication, कैफीन और अन्य कॉफी यौगिकों तक बहुत कुशलता से निकाला जा सकता है।

कैफीन की रासायनिक संरचना

हाई पावर अल्ट्रासाउंड

अल्ट्रासाउंड सहायता प्रदान की निष्कर्षण प्रक्रिया का एक और अधिक आसान समझ सुनिश्चित करने के लिए तरल पदार्थ में अल्ट्रासाउंड के प्रभाव के बारे में बताया जाना चाहिए।
अल्ट्रासाउंड – तरल पदार्थ में पेश – स्थानीय रूप से बहुत चरम प्रभाव का कारण बनता है। जब उच्च तीव्रता पर तरल पदार्थ का sonicating, ध्वनि तरंगों तरल मीडिया में फैलता है परिणामस्वरूप उच्च दबाव (संपीड़न) और कम दबाव (दुर्लभ प्रतिक्रिया) चक्र, आवृत्ति के आधार पर दरों के साथ। कम दबाव चक्र के दौरान, उच्च तीव्रता अल्ट्रासोनिक तरंगें तरल में छोटे वैक्यूम बुलबुले या voids बनाते हैं। जब बुलबुले एक मात्रा प्राप्त करते हैं जिस पर वे अब ऊर्जा को अवशोषित नहीं कर सकते हैं, तो वे उच्च दबाव वाले चक्र के दौरान हिंसक रूप से गिर जाते हैं। इस घटना को कहा जाता है गुहिकायन। विविधता बहुत उच्च तापमान (लगभग। 5,000K) और दबाव के दौरान (लगभग। 2,000atm) स्थानीय स्तर पर पहुंचा जा सकता है। गुहिकायन बुलबुले की विविधता भी अप करने के लिए 280m / s वेग का तरल जेट विमानों में परिणाम है। [Suslick 1998] इन चरम बलों sonolysis होता करके, सेल दीवारों बाधित कर रहे हैं, और intracellular सामग्री निकाला जाता है।

एक 1.5kW अल्ट्रासोनिक उपकरण - Ultrasonically गुहिकायन UIP1500hd के सींग पर उत्पन्न। बेहतर दृश्यता के लिए, तरल कांच स्तंभ के नीचे से नीले प्रकाश के द्वारा प्रकाशित किया गया है।

तरल में अल्ट्रासोनिक गुहिकायन

अल्ट्रासोनिक सहायता प्राप्त निष्कर्षण परंपरागत निष्कर्षण तकनीकों की तुलना में एक सस्ता, सरल और कुशल विकल्प है। ठोस तरल निष्कर्षण में अल्ट्रासाउंड के मुख्य फायदे में निष्कर्षण उपज और तेज गतिशीलता में वृद्धि शामिल है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण तरल सॉल्वैंट्स का उपयोग करके पौधों की सामग्री के निष्कर्षण के लिए अक्सर उपयोग की जाने वाली तकनीक है और परंपरागत तरीकों की तुलना में तेज़ और अधिक पूर्ण निष्कर्षण प्रक्रिया के लिए साबित होता है क्योंकि ठोस और तरल चरण के बीच सतह क्षेत्र सेल व्यवधान के कारण काफी बड़ा होता है और कण फैलाव।
Sonication के उपयोग से भी तापमान-संवेदनशील घटकों के निष्कर्षण की अनुमति, ऑपरेटिंग तापमान को कम किया जा सकता है। माइक्रोवेव-सहायता निष्कर्षण जैसे अन्य उपन्यास निष्कर्षण तकनीकों की तुलना में, अल्ट्रासाउंड उपकरण सस्ता है और इसका संचालन आसान है। इसके अलावा, अल्ट्रासोनिक रूप से सहायक निष्कर्षण का उपयोग प्राकृतिक यौगिकों की एक विस्तृत विविधता निकालने के लिए सॉक्सलेट निष्कर्षण जैसे किसी विलायक के साथ किया जा सकता है। [वांग एट अल। 2006] यदि आवश्यक हो, तो औद्योगिक प्रक्रिया क्षमताओं के लिए विस्फोट-सबूत सिस्टम उपलब्ध हैं।
आयाम, समय, तापमान, दबाव, और चिपचिपापन: ultrasonics का एक बड़ा लाभ यह है सबसे महत्वपूर्ण प्रसंस्करण मानकों पर प्रभाव है। इस प्रकार, निकासी की प्रक्रिया सुनिश्चित करना है कि अर्क की संरचना क्षतिग्रस्त हो जाते हैं नहीं है अनुकूलित किया जा सकता है।

कॉफी यौगिकों की अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण

अल्ट्रासाउंड की मदद से निष्कर्षण एक आम तरीका संयंत्र सामग्री [दांग एट अल से जैवसक्रिय पदार्थों को अलग करने के लिए उपयोग किया है। 2010]। कॉफी की फलियों के बारे में, कैफीन और एंटीऑक्सीडेंट फेनिलक यौगिकों फार्मा और खाद्य उद्योग में उनके व्यापक अनुप्रयोगों के कारण निष्कर्षण के लिए सबसे अधिक मूल्यवान यौगिकों हो सकता है। लेकिन भी flavonoids, chlorogenic एसिड और protocatechuic एसिड अर्क जो additives के रूप में इस्तेमाल कर रहे हैं।
सॉल्वैंट्स में तरल-तरल निष्कर्षण जैसे परंपरागत निष्कर्षण विधियों का उपयोग करना, आमतौर पर निकासी दक्षता बढ़ते निष्कर्षण तापमान के साथ बढ़ जाती है। यह अक्सर नुकसान और गुणवत्ता की हानि का कारण बनता है क्योंकि तापमान फेनोलिक यौगिकों की स्थिरता को प्रभावित करता है।
अल्ट्रासाउंड-समर्थित ठोस-तरल निष्कर्षण को एक प्रभावी और समय बचाने वाली निष्कर्षण विधि के रूप में दिखाया गया है। अत्यधिक शक्तिशाली अल्ट्रासोनिक बल निष्कर्षण के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करते हैं, ताकि कम या यहां तक ​​कि कोई भी सॉल्वैंट्स की आवश्यकता न हो। तापमान को अच्छी तरह से नियंत्रित किया जा सकता है क्योंकि sonicated बैच या प्रवाह सेल रिएक्टर कुशलतापूर्वक ठंडा किया जा सकता है (या यदि आवश्यक हो तो गरम किया जाता है)। सॉल्वैंट्स के साथ निष्कर्षण प्रक्रियाओं के लिए, Hielscher Ultrasonics एटीईएक्स और एफएम प्रमाणित विस्फोट-सबूत अल्ट्रासोनिक सिस्टम भी प्रदान करता है।
अल्ट्रासाउंड की तीव्र निष्कर्षण बलों के कारण, पहले से ही खर्च की गई कॉफी ग्राउंड (कॉफी कचरा) अभी भी निकालने योग्य यौगिकों में समृद्ध कच्ची सामग्री है। चूंकि कॉफी अपशिष्ट सामग्री सस्ता है और बड़ी मात्रा में उपलब्ध है, यह शेष सक्रिय यौगिकों के निष्कर्षण के लिए एक आदर्श कच्ची सामग्री है। हालांकि कॉफी कचरे में कैफीन और अन्य घटकों की सामग्री अप्रयुक्त कॉफी पाउडर की तुलना में कम है, फिर भी एक बड़ी राशि बनी हुई है और निकालने योग्य है। कॉफी ग्राउंड से इन यौगिकों को मुक्त करने के लिए, प्रसंस्करण पैरामीटर पर पूर्ण प्रभाव विशेष रूप से महत्वपूर्ण हो जाता है। हाई-पावर अल्ट्रासाउंड एक छोटी प्रोसेसिंग समय के भीतर सक्रिय यौगिक की उच्च मात्रा निकालने में सक्षम है।

Ultrasonication एक सफल तकनीक वनस्पति कोशिकाओं से सक्रिय यौगिकों, जायके और अन्य intracellular घटकों को निकालने के लिए है।

अल्ट्रासोनिक इनलाइन प्रोसेसर UIP1500hd

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कैफीन निष्कर्षण

कैफीन सबसे अधिक सेवन किया उत्तेजक दावा किया जा सकता है। के रूप में कैफीन केवल पीसा कॉफी पीने की लत से भस्म नहीं है, कैफीन निकालने योज्य के रूप में कैफीन के साथ अन्य उत्पाद के इलाज के लिए उद्योग में प्रयोग किया जाता है। जिससे यह संभव हो जाता है मजबूत कॉफी बनाने के लिए या शीतल पेय (जैसे कोला), ऊर्जा पेय या अन्य खाद्य (जैसे चॉकलेट) तैयार करने के लिए।
लेकिन कैफीन केवल में योज्य के रूप में इस्तेमाल नहीं किया है भोजन उत्पादन, यह दवाइयों में एक महत्वपूर्ण सक्रिय यौगिक के रूप में अच्छी तरह से है। कैफीन निकालने का एक आम आवेदन उदाहरण है सिरदर्द और माइग्रेन के लिए या दर्द में दवाओं में मिश्रण।
कैफीन निकालने के लिए, मुख्य उपक्षार कॉफी में, ultrasonication एक उपयुक्त तरीका है। वांग और उनके सहयोगियों [वांग एट अल। 2011] में पाया गया कि केवल एक छोटी निष्कर्षण समय यदि ultrasonication प्रयोग किया जाता है, एक संतृप्त राज्य तक पहुँचने के लिए की जरूरत है। यह कि अल्ट्रासाउंड एक बहुत ही कुशल और समय कैफीन पाने के लिए तकनीक की बचत का मतलब है।

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सुगंधित और स्वाद यौगिकों

अस्थिर कॉफी यौगिकों भुना हुआ कॉफी की फलियों के सबसे मूल्यवान अंश हैं और कॉफी इसका अद्वितीय स्वाद और खुशबू प्रदान करता है। घुलनशील कॉफी की गुणवत्ता काफी हद तक कॉफी पाउडर के लिए सुगंध अवशोषित कॉफी तेलों के अलावा द्वारा सुधार किया जा सकता है।
एक तुलना अध्ययन, स्ट्रॉबेरी से फेनोलिक यौगिकों के निष्कर्षण की जांच से पता चला है कि अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण फिनोलिक्स के कम गिरावट का कारण बनता है और ठोस निष्कर्षण, उपक्रियात्मक पानी और माइक्रोवेव-सहायता विधि सहित अन्य निष्कर्षण विधियों की तुलना में एक बहुत तेज़ निष्कर्षण प्रक्रिया है। [हेरेरा एट अल। 2005]
वांग और उनके सहयोगियों [वांग एट अल का अध्ययन। 2011] से पता चलता है कि कम आवृत्ति, उच्च शक्ति अल्ट्रासाउंड कॉफी जायके की निकासी के लिए और अधिक कुशल है। विशेष रूप से 4-Tridecanone और 2-methoxy-3-Methylpyrazine के लिए, वे अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण अधिक आसान और कुशल तकनीक बहुत ही उच्च निष्कर्षण पैदावार प्राप्त करने के पाया। इसके अलावा, यह दिखाया गया है कि तापमान कॉफी स्वाद घटकों के रूप में नियंत्रित किया जाना चाहिए उच्च तापमान पर बहुत अस्थिर कर रहे हैं। वे अपेक्षाकृत कम समय अल्ट्रासोनिक विकिरण के तहत 35 ~ 65 डिग्री सेल्सियस के बीच तापमान रेंज में अच्छा निष्कर्षण परिणाम पाया।

चाय निष्कर्षण

ultrasonically सहायता प्रदान की निष्कर्षण द्वारा प्राप्त परिणाम भी चाय यौगिकों (जैसे हरी चाय लीफ़्स) की निकासी के लिए उपयुक्त हैं। ज़िया एट अल द्वारा एक अध्ययन में। काफी अधिक पारंपरिक निष्कर्षण द्वारा प्राप्त उन में से ultrasonically इलाज किया चाय गये अर्क का चाय polyphenols, एमिनो एसिड और कैफीन की सामग्री से पता चला है। यह एक organoleptic मूल्यांकन के दौरान पता चला कि बेहतर परिणामों में परिणाम: अल्ट्रासोनिक की मदद से निकासी के साथ चाय जलसेक के संवेदी गुणवत्ता पारंपरिक निष्कर्षण के साथ चाय जलसेक की तुलना में बेहतर था। [ज़िया एट अल। 2005]

Hielscher की ultrasonicators, उदा UP200S (तस्वीर में), इंट्रा-सेलुलर बात की निकासी के लिए बहुत सफल रहे हैं।

जड़ी बूटियों से अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण

निष्कर्ष

ultrasonically सहायता प्रदान की निष्कर्षण एक कुशल, समय की बचत और कॉफी से सक्रिय यौगिकों की निकासी के लिए चलाया जाता है। सबसे दिलचस्प और मूल्यवान यौगिकों कैफीन हैं, और एंटीऑक्सीडेंट phenolic diterpenes (cafestol, kahweol), और एस्कॉर्बिक एसिड के रूप में इस तरह के। अल्ट्रासाउंड की मदद से निकासी के मुख्य लाभ प्रभाव और अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण मापदंडों पर नियंत्रण पर आधारित हैं।

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