आवश्यक तेलों के अल्ट्रासोनिक हाइड्रोडिस्टिलेशन

महत्वपूर्ण तेलों का पारंपरिक निष्कर्षण महंगा और समय लेने वाला होता है। सोनिकेशन निष्कर्षण को तीव्र करता है, जिससे उच्च उत्पादन और उत्तम निष्कर्ष गुणवत्ता प्राप्त होती है। Hielscher सोनिकेटर को किसी भी पारंपरिक हाइड्रोडिस्टिलेशन सिस्टम में आसानी से एकीकृत किया जा सकता है ताकि दक्षता और गुणवत्ता में सुधार हो सके।

वनस्पतियों से आवश्यक तेलों का हाइड्रोडिस्टिलेशन

हाइड्रोडिस्टिलेशन स्टीम डिस्टिलेशन का एक प्रकार है जिसका उपयोग पौधों की सामग्री से फाइटोकेमिकल यौगिकों को निकालने के लिए किया जाता है। इस प्रक्रिया में, पौधों की सामग्री को निर्दिष्ट अवधि के लिए पानी में भिगोया जाता है, उसके बाद मिश्रण को गर्म किया जाता है। वाष्पशील यौगिकों को भाप में ले जाया जाता है, फिर संघनित किया जाता है और अलग किया जाता है। स्टीम डिस्टिलेशन, इसकी मूल तकनीक, आम तौर पर आवश्यक तेलों को अलग करने के लिए उपयोग की जाती है – उदाहरण के लिए, इत्र बनाने में।
चूंकि कई कार्बनिक यौगिक उच्च लगातार तापमान पर क्षय होने की प्रवृत्ति रखते हैं, इसलिए उद्योग धीरे-धीरे बेहतर परिणाम देने (उच्च गुणवत्ता और उच्च उत्पादकता) वाले सौम्य वैकल्पिक प्रसंस्करण विधियों को अपना रहा है। अल्ट्रासोनिक हाइड्रोडिस्टिलेशन ऐसी एक तकनीक है। – उच्च गुणवत्ता वाले आवश्यक तेल बनाने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली एक सौम्य फिर भी अत्यंत प्रभावी निष्कर्षण विधि।

पारंपरिक आवश्यक तेल उत्पादन की चुनौतियां

भाप आसवन जैसी पारंपरिक निष्कर्षण तकनीकों की समस्याएं पौधों की सामग्री की भारी मात्रा में निहित हैं, जिन्हें वाणिज्यिक पैमाने पर आवश्यक तेलों को निकालने की आवश्यकता होती है। 1 किग्रा (2 1/4 पौंड) लैवेंडर आवश्यक तेल के लिए लगभग 200 किग्रा (440lb) ताजे लैवेंडर फूलों की आवश्यकता होती है, 1 किग्रा गुलाब के तेल के लिए 2.5 से 5 मीट्रिक टन गुलाब की पंखुड़ियों की आवश्यकता होती है और 1 किग्रा नींबू आवश्यक तेल के लिए कच्चे माल में लगभग 3,000 नींबू होते हैं। इसलिए आवश्यक तेल बहुत महंगे हैं। गुलाब निरपेक्ष के लिए कीमत लगभग 20.000 € (21,000US$) प्रति लीटर है।
लाभप्रदता और प्रतिस्पर्धात्मकता के संबंध में लाभ प्राप्त करने के लिए, आवश्यक तेलों के उत्पादकों को अधिक कुशल और प्रभावी निष्कर्षण विधियों को लागू करना चाहिए। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण की अनुकूल तकनीक हल्के निष्कर्षण की स्थिति, उच्च पैदावार और बेहतर निकालने की गुणवत्ता द्वारा पारंपरिक निष्कर्षण विधियों को उत्कृष्टता प्रदान करती है। सोनिकेशन को विलायक-आधारित या विलायक-मुक्त निष्कर्षण के रूप में किया जा सकता है। वैकल्पिक रूप से, अल्ट्रासोनिक जांच-प्रकार निष्कर्षण को सामान्य निष्कर्षण प्रणालियों के साथ जोड़ा जा सकता है, उदा। सोक्सलेट निष्कर्षण, क्लेवेंजर निष्कर्षण, सुपरक्रिटिकल सीओ 2, ओमिक हाइड्रोडिस्टिलेशन आदि (सोनो-सॉक्सलेट, सोनो-क्लेवेंजर, सोनो-एससीसीओ 2, अल्ट्रासोनिक ओमिक हाइड्रोडिस्टिलेशन)।

अल्ट्रासोनिक जांच UP200S के साथ सोनो-क्लेवेंजर: अत्यधिक कुशल आवश्यक तेल अलगाव के लिए एक अल्ट्रासोनिक रूप से तीव्र हाइड्रोडिस्टिलेशन सेटअप।
(©रसौली एवं अन्य 2021)

अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण और हाइड्रोडिस्टिलेशन को संयोजित करने के फायदे

अल्ट्रासाउंड-सहायता प्राप्त निष्कर्षण और हाइड्रोडिस्टिलेशन आजकल उच्च गुणवत्ता वाले आवश्यक तेलों के उत्पादन के लिए एक स्थापित तकनीक है। गैर-थर्मल निष्कर्षण तकनीक के रूप में, सोनिकेशन गर्मी-संवेदनशील यौगिकों के थर्मल क्षरण से बचा जाता है। इसी समय, निष्कर्षण दक्षता और आवश्यक तेल की पैदावार में काफी वृद्धि हुई है। नीचे अल्ट्रासोनिक आवश्यक तेल उत्पादन के लाभ खोजें:

1. उच्च निष्कर्षण दक्षता: एक जांच-प्रकार अल्ट्रासोनिकेटर का उपयोग करके निष्कर्षण पारंपरिक निष्कर्षण विधियों, जैसे भाप आसवन या विलायक निष्कर्षण की तुलना में आवश्यक तेलों को अधिक कुशलता से अलग करता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि ध्वनि तरंगें तरल में गुहिकायन का कारण बनती हैं, जो पौधे की सामग्री की कोशिका दीवारों को तोड़ने और आवश्यक तेल को अधिक छोड़ने में मदद करती है।
2. कम निष्कर्षण समय: अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण पारंपरिक निष्कर्षण विधियों की तुलना में बहुत कम समय में आवश्यक तेलों को निकाल सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि अल्ट्रासोनिक जांच द्वारा उत्पन्न तीव्र ध्वनि तरंगें पौधे की सामग्री में अधिक गहराई से प्रवेश कर सकती हैं, बेहतर दक्षता के साथ प्लांट सेल को बाधित कर सकती हैं और इसलिए आवश्यक तेल को अधिक तेज़ी से और प्रभावी ढंग से निकाल सकती हैं।
3. आवश्यक तेल की बेहतर गुणवत्ता: चूंकि अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण एक गैर-थर्मल उपचार है, यह पारंपरिक निष्कर्षण विधियों की तुलना में उच्च गुणवत्ता वाले आवश्यक तेलों का उत्पादन कर सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि अल्ट्रासाउंड तरंगें नाजुक सुगंधित यौगिकों को नुकसान पहुंचाए बिना आवश्यक तेल निकाल सकती हैं जो तेल को इसकी सुगंध और चिकित्सीय गुण देती हैं।
4. ऊर्जा कुशल: अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण पारंपरिक तरीकों की तुलना में निष्कर्षण की एक ऊर्जा-कुशल विधि है, जैसे भाप आसवन, जिसमें भाप का उत्पादन करने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
5. पर्यावरण के अनुकूल: अल्ट्रासोनिकेशन निष्कर्षण की एक स्वच्छ और पर्यावरण के अनुकूल तकनीक है, क्योंकि इसमें सॉल्वैंट्स या रसायनों के उपयोग की आवश्यकता नहीं होती है, जो पर्यावरण के लिए हानिकारक हो सकती है।

ये लाभ अल्ट्रासोनिक आवश्यक तेल निष्कर्षण को एक अत्यधिक कुशल और किफायती तकनीक में बदल देते हैं जो पारंपरिक निष्कर्षण विधियों पर कई फायदे प्रदान करता है।

सुपरक्रिटिकल कार्बन डाइऑक्साइड (एससीओ ) की तुलना₂), अल्ट्रासाउंड-असिस्टेड एक्सट्रैक्शन (यूएई), सुपरक्रिटिकल कार्बन डाइऑक्साइड एक्सट्रैक्शन प्रेशर स्विंग तकनीक (एससीई-पीएसटी) और सॉक्सलेट एक्सट्रैक्शन के साथ संयुक्त रूप से पता चलता है कि यूएई सबसे कुशल और तेजी से निष्कर्षण तकनीक है।

वैज्ञानिक अध्ययन: आवश्यक तेलों का अल्ट्रासोनिक हाइड्रोडिस्टिलेशन

• निष्कर्षण कच्चा माल: अजवायन के फूल, ऋषि, नींबू बाम, लैवेंडर और अजवायन से सूखे पत्ते
• आवश्यक तेलों की उपज में वृद्धि: 29.58% तक अधिक ईओ
• कम प्रसंस्करण समय

नेन्सिउ एट अल द्वारा एक हालिया अध्ययन। (2026) ने थाइम, सेज, लेमन बाम, लैवेंडर और अजवायन के आवश्यक तेलों के लिए अल्ट्रासाउंड-सहायता प्राप्त हाइड्रोडिस्टिलेशन के लाभों का प्रदर्शन किया। सूखे पौधे की सामग्री को पानी के साथ मिलाया गया, हिल्स्चर UP400St जांच-प्रकार के सोनिकेटर का उपयोग करके पूर्व-उपचार किया गया और बाद में भाप-आसुत किया गया। ध्वनिक गुहिकायन पौधे के ऊतकों और तेल धारण करने वाली ग्रंथियों की संरचनाओं को बाधित करता है, जिससे आसवन से पहले अस्थिर यौगिकों की रिहाई में सुविधा होती है। अनुकूलित परिस्थितियों में – 1 सेमी बायोमास कण, 150 डब्ल्यू अल्ट्रासोनिक शक्ति और 85 मिनट का निष्कर्षण – आवश्यक तेल की पैदावार 1.42 से बढ़कर 1.84% v/w हो गई, जो पारंपरिक 120 मिनट के हाइड्रोडिस्टिलेशन की तुलना में 29.58% तक का सुधार है। जीसी-एमएस विश्लेषण ने प्रत्येक तेल के विशिष्ट यौगिकों की पुष्टि की, जिसमें अजवायन की पत्ती में कार्वाक्रोल, थाइम में थाइमोल, नींबू बाम में सिट्रल और जेरानियाल, ऋषि में सिनेओल और कपूर, और लैवेंडर में लिनालूल और लिनालिल एसीटेट शामिल हैं। नतीजे बताते हैं कि अल्ट्रासोनिक प्रीट्रीटमेंट से आवश्यक तेल की पैदावार बढ़ सकती है और हाइड्रोडिस्टीलेशन का समय कम हो सकता है, जिससे आवश्यक तेल उत्पादन की समग्र दक्षता में सुधार हो सकता है।

अल्ट्रासाउंड-सहायता प्राप्त हाइड्रोडिस्टिलेशन (यूएएचडी) सेटअप: (ए) सोनिकेटर UP400St (बी) हाइड्रोडिस्टिलेशन इकाई; (सी) भाप संघनन + शीतलन प्रणाली
छवि और अध्ययन: नेन्सिउ एट अल., 2026

उच्च आवश्यक तेल उपज: हाइड्रोडिस्टिलेशन से पहले अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण

संयंत्र सामग्री (जैसे लैवंडिन, ऋषि, साइट्रस आदि) से आवश्यक तेल के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के लिए, UIP2000hdT जैसे जांच-प्रकार सोनीशन सिस्टम का उपयोग बेंच-टॉप, पायलट और उत्पादन पैमाने पर निष्कर्षण के लिए किया जा सकता है। निष्कर्षण प्रणाली को बैच या इनलाइन सिस्टम के रूप में सेटअप किया जा सकता है।
अल्ट्रासोनिक बैच निष्कर्षण के लिए, आसपास के ठंडे पानी के स्नान के साथ एक कंटेनर की सिफारिश की जाती है। पानी का स्नान एक अवांछित तापमान वृद्धि और परिणामी गिरावट से बचने की अनुमति देता है। लैवैंडिन आवश्यक तेल निष्कर्षण के लिए, लैवेंडर फूलों को 30 मिनट के निष्कर्षण समय के लिए आसुत जल के 2 एल के साथ निकाला जाता है। अल्ट्रासोनिक आयाम 60% पर सेट है। अल्ट्रासोनिक प्रीट्रीटमेंट के बाद, लैवेंडर फूल को हटा दिया जाता है, और आवश्यक तेल निकालने के लिए पारंपरिक भाप आसवन किया जाता है।
इनलाइन निष्कर्षण सेटअप के लिए, अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर सोनोट्रोड और फ्लो सेल से लैस है। शीतलन उद्देश्य के लिए, प्रवाह सेल रिएक्टर एक शीतलन जैकेट से सुसज्जित है। अल्ट्रासोनिक पूर्व उपचार के लिए, macerated संयंत्र सामग्री प्रतिक्रिया कक्ष के माध्यम से पंप किया जाता है जहां यह सीधे cavitational क्षेत्र के माध्यम से गुजरता है। अल्ट्रासोनिक इनलाइन निष्कर्षण का एक और लाभ निष्कर्षण प्रभाव को बढ़ाने के लिए प्रतिक्रिया कक्ष पर दबाव डालने की संभावना है।
हाइड्रोडिस्टिलेशन से पहले अल्ट्रासोनिक प्री-ट्रीटमेंट निकाले गए आवश्यक तेलों की उपज को बढ़ाता है और निष्कर्षण दर में सुधार करता है – जिसके परिणामस्वरूप समग्र रूप से अधिक कुशल प्रक्रिया होती है।

केस स्टडी: सतुरेजा खुज़िस्तानिका से आवश्यक तेल का अल्ट्रासोनिक हाइड्रोडिस्टिलेशन

रसौली एट अल (2021) ने हर्बल प्लांट सतुरेजा खुज़िस्तानिका जामज़ाद से आवश्यक तेलों के लिए निष्कर्षण दक्षता की जांच की, पारंपरिक हाइड्रोडिस्टिलेशन और अल्ट्रासोनिक रूप से तीव्र क्लेवेंजर (सोनो-क्लेवेंजर) की तुलना की। उन्होंने निष्कर्षण तकनीक, हाइड्रोडिस्टिलेशन और अल्ट्रासोनिक क्लेवेंजर दोनों की तुलना की, अलगाव समय, उपज और प्राप्त आवश्यक तेलों की गुणवत्ता के बारे में। परिणाम बताते हैं कि जबकि प्राप्त आवश्यक तेल रासायनिक प्रोफ़ाइल और जैविक गुण दोनों तुलनीय उच्च गुणवत्ता के हैं, अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण विधि आवश्यक तेल अलगाव उपज दक्षता को 40% तक बढ़ाती है। उपचारित सतुरेजा पत्तियों की स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ (एसईएम) छवियां अल्ट्रासोनिकेशन द्वारा प्लांट सेल की दीवारों के अधिक कुशल व्यवधान को प्रकट करती हैं। नतीजतन, पारंपरिक हाइड्रोडिस्टिलेशन पद्धति की तुलना में आवश्यक तेल निष्कर्षण में लगभग 40% की वृद्धि देखी गई।
यह अध्ययन कई अन्य रिपोर्टों के परिणामों को रेखांकित करता है, जिसमें हाइड्रोडिस्टिलेशन से पहले अल्ट्रासोनिक प्रीट्रीटमेंट की जांच की गई है और दिखाया गया है कि जांच-प्रकार अल्ट्रासोनिकेशन आवश्यक तेल की गुणवत्ता और मात्रा दोनों को बढ़ाता है जबकि निष्कर्षण समय और ऊर्जा खपत को कम करता है पारंपरिक तकनीकों की तुलना में।
 

हाइड्रोडिस्टिलेशन और सोनो-क्लेवेंजर विधि के लिए समय के एक समारोह के रूप में निष्कर्षण उपज की तुलना: सोनो-क्लेवेंजर के साथ अल्ट्रासोनिक आवश्यक तेल निष्कर्षण कम निष्कर्षण समय के भीतर आवश्यक तेल की उच्च पैदावार देता है।
(©रसौली एवं अन्य 2021)

सतुरेजा पत्तियों का एसईएम: (ए) 4 घंटे के लिए हाइड्रोडिस्टिलेशन के बाद, और (बी) 60 मिनट के लिए सोनो-क्लेवेंजर उपचार के बाद। छोटा सोनो-क्लेवेंजर उपचार एक बेहतर सेल व्यवधान देता है और इस तरह उच्च आवश्यक तेल की पैदावार देता है।
(©रसौली एवं अन्य 2021)

आवश्यक तेल हाइड्रोडिस्टिलेशन के लिए अल्ट्रासोनिक एक्सट्रैक्टर्स

Hielscher पावर अल्ट्रासाउंड एक्सट्रैक्टर्स बेंच-टॉप, पायलट प्लांट और औद्योगिक प्लांट इंस्टॉलेशन के लिए उपलब्ध हैं। हमारे अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर ठीक नियंत्रणीय हैं और एक तीव्र ध्वनिक क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए बहुत उच्च आयाम (औद्योगिक अल्ट्रासोनिकेटर के लिए 200μm तक, अनुरोध पर उच्च आयाम) प्रदान कर सकते हैं। हमारे सभी अल्ट्रासोनिक उपकरण, प्रयोगशाला से औद्योगिक प्रणालियों तक, भारी शुल्क स्थितियों के तहत 24/7 ऑपरेशन के लिए बनाए गए हैं।
Hielscher अल्ट्रासोनिक चिमटा व्यवहार्यता परीक्षण और प्रक्रिया अनुकूलन के लिए बेंच-टॉप पैमाने पर परीक्षण किया जा सकता है। बाद में, सभी प्रक्रिया परिणामों को पूर्ण औद्योगिक उत्पादन के लिए रैखिक रूप से बढ़ाया जा सकता है। अल्ट्रासोनिक प्रसंस्करण में हमारा लंबा अनुभव हमें अपने ग्राहकों को पहले परीक्षणों और प्रक्रिया अनुकूलन से लेकर अत्यधिक कुशल औद्योगिक संचालन के कार्यान्वयन तक परामर्श और सहायता करने में सक्षम बनाता है।
Hielscher अल्ट्रासोनिक सिस्टम की क्षमताओं का पता लगाने के लिए हमारी तकनीकी प्रयोगशाला और प्रक्रिया केंद्र पर जाएँ!
हमारे मजबूत अल्ट्रासोनिक सिस्टम का उपयोग बैच और इनलाइन सोनीशन के लिए किया जा सकता है। आवश्यक तेल उत्पादन के लिए, एक पारंपरिक हाइड्रोडिस्टिलेशन सेटअप में अल्ट्रासोनिक जांच स्थापित करके एक सहक्रियात्मक संयोजन प्राप्त किया जा सकता है। मौजूदा उत्पादन लाइनों की रेट्रोफिटिंग भी आसानी से की जा सकती है।

नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकेटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:

अल्ट्रासोनिक आवश्यक तेल निष्कर्षण का कार्य सिद्धांत

अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण उच्च निष्कर्षण पैदावार देने और ऊर्जा की खपत को कम करने के लिए सिद्ध हुआ है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण का कार्य सिद्धांत अल्ट्रासोनिक कैविटेशन द्वारा उत्पन्न बुलबुला प्रत्यारोपण है। ध्वनिक कैविटेशन तरल माइक्रो-जेट उत्पन्न करता है जो पौधे के ऊतकों में लिपिड युक्त ग्रंथियों को नष्ट कर देता है। इस प्रकार, सेल और विलायक के बीच बड़े पैमाने पर हस्तांतरण में सुधार होता है और आवश्यक तेल जारी किया जाता है। आज के आधुनिक अल्ट्रासोनिक एक्सट्रैक्टर्स का एक प्रमुख लाभ ऑपरेटिंग मापदंडों (जैसे अल्ट्रासोनिक तीव्रता, तापमान, उपचार समय, दबाव, प्रतिधारण समय आदि) पर सटीक नियंत्रण है। आवश्यक तेलों की बढ़ी हुई उपज के साथ-साथ कम थर्मल गिरावट, उच्च गुणवत्ता और एक अच्छी सुगंध और स्वाद प्रोफ़ाइल वैज्ञानिक रूप से सिद्ध हैं (पोर्टो एट अल। असफॉ एट अल 2005).
जबकि अन्य आधुनिक निष्कर्षण तकनीकें औद्योगिक उत्पादन के लिए स्केल-अप के लिए केवल सीमित क्षमता प्रदान करती हैं, अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण को औद्योगिक स्तर तक बढ़ाने की शक्ति पहले से ही साबित हो चुकी है। उदाहरण के लिए, पारंपरिक निष्कर्षण विधियों की तुलना में जापानी साइट्रस से आवश्यक तेलों की निष्कर्षण उपज में 44% की वृद्धि हुई थी (मेसन एट अल 2011).

साहित्य/सन्दर्भ