एसेंशियल ऑयल का अल्ट्रासोनिक जल-आसवन

एसेंशियल ऑयल का पारंपरिक निष्कर्षण महँगा और समय लेने वाला होता है। सोनिकेशन निष्कर्षण को तीव्र करता है, जिससे अधिक उपज और बेहतर गुणवत्ता वाले अर्क प्राप्त होते हैं। दक्षता और गुणवत्ता में सुधार के लिए Hielscher सोनिकेटरों को किसी भी पारंपरिक जल-आसवन प्रणाली में आसानी से एकीकृत किया जा सकता है।

वनस्पतियों से एसेंशियल ऑयल का जल-आसवन

जल-आसवन, भाप आसवन का एक प्रकार है जिसका उपयोग पादप सामग्री से पादप-रासायनिक यौगिकों के निष्कर्षण के लिए किया जाता है। इस प्रक्रिया में पादप सामग्री को एक निर्धारित अवधि तक पानी में भिगोया जाता है, जिसके बाद मिश्रण को गर्म किया जाता है। वाष्पशील यौगिक भाप के साथ बाहर निकलते हैं, फिर उन्हें संघनित करके अलग किया जाता है। भाप आसवन, जिससे यह तकनीक विकसित हुई है, आमतौर पर एसेंशियल ऑयल को पृथक करने के लिए उपयोग किया जाता है – उदाहरण के लिए, इत्र निर्माण में।
चूँकि कई कार्बनिक यौगिक लंबे समय तक उच्च तापमान पर रहने से विघटित होने लगते हैं, इसलिए उद्योग तेजी से ऐसी मृदु वैकल्पिक प्रसंस्करण विधियाँ अपना रहा है जो बेहतर परिणाम देती हैं (बेहतर गुणवत्ता और अधिक उपज)। अल्ट्रासोनिक जल-आसवन ऐसी ही एक तकनीक है – एक मृदु, फिर भी अत्यधिक दक्ष निष्कर्षण विधि, जिसका उपयोग उच्च गुणवत्ता वाले एसेंशियल ऑयल बनाने के लिए किया जाता है।

एसेंशियल ऑयल के पारंपरिक उत्पादन की चुनौतियाँ

भाप आसवन जैसी पारंपरिक निष्कर्षण तकनीकों की समस्या यह है कि व्यावसायिक पैमाने पर एसेंशियल ऑयल के निष्कर्षण के लिए बहुत बड़ी मात्रा में पादप सामग्री की आवश्यकता होती है। 1kg (2 1/4 lb) लैवेंडर एसेंशियल ऑयल के लिए लगभग 200kg (440lb) ताजे लैवेंडर फूलों की आवश्यकता होती है, 1kg गुलाब के तेल के लिए 2.5 से 5 मीट्रिक टन गुलाब की पंखुड़ियाँ चाहिए होती हैं, और 1kg नींबू के एसेंशियल ऑयल के लिए कच्चे माल के रूप में लगभग 3,000 नींबू लगते हैं। इसलिए एसेंशियल ऑयल बहुत महँगे होते हैं। रोज़ एब्सोल्यूट की कीमत लगभग 20,000€ (21,000US$) प्रति लीटर होती है।
लाभप्रदता और प्रतिस्पर्धात्मकता में बढ़त पाने के लिए एसेंशियल ऑयल के उत्पादकों को अधिक दक्ष और प्रभावी निष्कर्षण विधियाँ अपनानी चाहिए। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण की लाभकारी तकनीकें मृदु निष्कर्षण परिस्थितियों, अधिक उपज और बेहतर गुणवत्ता वाले अर्क के कारण पारंपरिक निष्कर्षण विधियों से श्रेष्ठ हैं। सोनिकेशन को विलायक-आधारित या विलायक-मुक्त निष्कर्षण के रूप में किया जा सकता है। वैकल्पिक रूप से, अल्ट्रासोनिक प्रोब-प्रकार निष्कर्षण को सामान्य निष्कर्षण प्रणालियों के साथ जोड़ा जा सकता है, जैसे Soxhlet निष्कर्षण, Clevenger निष्कर्षण, अतिक्रांतिक CO2, ओमिक जल-आसवन आदि (Sono-Soxhlet, Sono-Clevenger, Sono-scCO2, अल्ट्रासोनिक ओमिक जल-आसवन)।

अल्ट्रासोनिक प्रोब UP200S युक्त Sono-Clevenger: एसेंशियल ऑयल के अत्यधिक दक्ष पृथक्करण के लिए अल्ट्रासोनिक रूप से तीव्र किया गया जल-आसवन संयोजन।
(©Rasouli et al. 2021)

अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण और जल-आसवन को संयोजित करने के लाभ

अल्ट्रासाउंड-सहायित निष्कर्षण और जल-आसवन आज उच्च गुणवत्ता वाले एसेंशियल ऑयल के उत्पादन की एक स्थापित तकनीक है। एक गैर-तापीय निष्कर्षण तकनीक के रूप में, सोनिकेशन ताप-संवेदनशील यौगिकों के तापीय अपघटन से बचाता है। साथ ही, निष्कर्षण दक्षता और एसेंशियल ऑयल की उपज में उल्लेखनीय वृद्धि होती है। एसेंशियल ऑयल के अल्ट्रासोनिक उत्पादन के लाभ नीचे दिए गए हैं:

1. उच्च निष्कर्षण दक्षता: प्रोब-प्रकार अल्ट्रासोनिकेटर का उपयोग करके किया जाने वाला निष्कर्षण, भाप आसवन या विलायक निष्कर्षण जैसी पारंपरिक निष्कर्षण विधियों की तुलना में एसेंशियल ऑयल को अधिक दक्षता से पृथक करता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि ध्वनि तरंगें तरल में कैविटेशन उत्पन्न करती हैं, जो पादप सामग्री की कोशिका भित्तियों को तोड़ने और अधिक एसेंशियल ऑयल मुक्त करने में सहायता करता है।
2. कम निष्कर्षण समय: अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण द्वारा पारंपरिक निष्कर्षण विधियों की तुलना में बहुत कम समय में एसेंशियल ऑयल निकाले जा सकते हैं। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि अल्ट्रासोनिक प्रोब द्वारा उत्पन्न तीव्र ध्वनि तरंगें पादप सामग्री में अधिक गहराई तक प्रवेश कर सकती हैं, पादप कोशिका का अधिक दक्षता से विघटन कर सकती हैं और इस प्रकार एसेंशियल ऑयल को अधिक तेजी और प्रभावशीलता से निकाल सकती हैं।
3. एसेंशियल ऑयल की बेहतर गुणवत्ता: अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण एक गैर-तापीय उपचार है, इसलिए इससे पारंपरिक निष्कर्षण विधियों की तुलना में अधिक गुणवत्ता वाले एसेंशियल ऑयल प्राप्त किए जा सकते हैं। इसका कारण यह है कि अल्ट्रासाउंड तरंगें उन नाज़ुक सुगंधित यौगिकों को क्षति पहुँचाए बिना एसेंशियल ऑयल निकाल सकती हैं, जो तेल को उसकी सुगंध और चिकित्सीय गुण प्रदान करते हैं।
4. ऊर्जा-कुशल: अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण पारंपरिक विधियों की तुलना में ऊर्जा-कुशल निष्कर्षण विधि है। ऐसी पारंपरिक विधियों में भाप आसवन शामिल है, जिसमें भाप उत्पन्न 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 ऐसे विलायकों या रसायनों के उपयोग की आवश्यकता नहीं होती, जो पर्यावरण के लिए हानिकारक हो सकते हैं।

ये लाभ एसेंशियल ऑयल के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण को एक अत्यंत कुशल और किफ़ायती तकनीक बनाते हैं, जो पारंपरिक निष्कर्षण विधियों की तुलना में कई लाभ प्रदान करती है।

अतिक्रांतिक कार्बन डाइऑक्साइड (sCO₂), अल्ट्रासाउंड-सहायित निष्कर्षण (UAE), दाब परिवर्तन तकनीक के साथ संयुक्त अतिक्रांतिक कार्बन डाइऑक्साइड निष्कर्षण (SCE-PST) और Soxhlet निष्कर्षण की तुलना से पता चलता है कि UAE सबसे कुशल और सबसे तेज़ निष्कर्षण तकनीक है।

वैज्ञानिक अध्ययन: एसेंशियल ऑयल का अल्ट्रासोनिक जल-आसवन

• निष्कर्षण के लिए कच्चा माल: थाइम, सेज, लेमन बाम, लैवेंडर और ओरिगैनो की सूखी पत्तियाँ
• एसेंशियल ऑयल की बढ़ी हुई प्राप्ति: 29.58% तक अधिक EO
• कम प्रसंस्करण समय

Nenciu et al. (2026) के एक हालिया अध्ययन ने थाइम, सेज, लेमन बाम, लैवेंडर और ओरिगैनो से एसेंशियल ऑयल प्राप्त करने के लिए अल्ट्रासाउंड-सहायित जल-आसवन के लाभ प्रदर्शित किए। सूखी पादप सामग्री को पानी के साथ मिलाया गया, Hielscher UP400St प्रोब-प्रकार के सोनिकेटर का उपयोग करके उसका पूर्व-उपचार किया गया और उसके बाद भाप आसवन किया गया। ध्वनिक कैविटेशन पादप ऊतक और तेलयुक्त ग्रंथीय संरचनाओं को विघटित करता है, जिससे आसवन से पहले वाष्पशील यौगिकों का मुक्त होना सुगम होता है। अनुकूलित परिस्थितियों में – 1 cm के बायोमास कण, 150 W अल्ट्रासोनिक शक्ति और 85 मिनट का निष्कर्षण – एसेंशियल ऑयल की प्राप्ति 1.42 से बढ़कर 1.84% v/w हो गई, जो पारंपरिक 120 मिनट के जल-आसवन की तुलना में 29.58% तक का सुधार है। GC-MS विश्लेषण ने प्रत्येक तेल के विशिष्ट यौगिकों की पुष्टि की, जिनमें ओरिगैनो में कार्वाक्रॉल, थाइम में थाइमॉल, लेमन बाम में सिट्रल और जेरानियल, सेज में सिनेओल और कपूर, तथा लैवेंडर में लिनालूल और लिनालिल एसीटेट शामिल हैं। परिणाम दर्शाते हैं कि अल्ट्रासोनिक पूर्व-उपचार एसेंशियल ऑयल की प्राप्ति बढ़ा सकता है और जल-आसवन का समय कम कर सकता है, जिससे एसेंशियल ऑयल के उत्पादन की समग्र दक्षता में सुधार होता है।

अल्ट्रासाउंड-सहायित जल-आसवन (UAHD) व्यवस्था: (a) सोनिकेटर UP400St (b) जल-आसवन इकाई; (c) भाप संघनन + शीतलन प्रणाली
चित्र और अध्ययन: Nenciu et al., 2026

एसेंशियल ऑयल की अधिक प्राप्ति: जल-आसवन से पहले अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण

पादप सामग्री (जैसे लैवैंडिन, सेज, सिट्रस आदि) से एसेंशियल ऑयल के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के लिए, बेंच-टॉप, पायलट और उत्पादन पैमाने पर UIP2000hdT जैसी प्रोब-प्रकार की सोनिकेशन प्रणाली का उपयोग किया जा सकता है। निष्कर्षण प्रणाली को बैच या इनलाइन प्रणाली के रूप में स्थापित किया जा सकता है।
अल्ट्रासोनिक बैच निष्कर्षण के लिए, चारों ओर ठंडे पानी के स्नान से घिरे पात्र की अनुशंसा की जाती है। जल स्नान से तापमान में अवांछित वृद्धि और उसके परिणामस्वरूप होने वाले अपघटन से बचा जा सकता है। लैवैंडिन एसेंशियल ऑयल के निष्कर्षण के लिए, लैवेंडर के फूलों का निष्कर्षण, उदाहरण के लिए, 2L आसुत जल के साथ 30 min की निष्कर्षण अवधि तक किया जाता है। अल्ट्रासोनिक आयाम 60% पर सेट किया जाता है। अल्ट्रासोनिक पूर्व-उपचार के बाद, लैवेंडर के फूल हटा दिए जाते हैं और एसेंशियल ऑयल निकालने के लिए पारंपरिक भाप आसवन किया जाता है।
इनलाइन निष्कर्षण व्यवस्था में, अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर सोनोट्रोड और प्रवाह सेल से सुसज्जित होता है। शीतलन के लिए, प्रवाह सेल रिएक्टर पर एक शीतलन जैकेट लगी होती है। अल्ट्रासोनिक पूर्व-उपचार के लिए, भिगोकर नरम की गई पादप सामग्री को अभिक्रिया कक्ष से पंप किया जाता है, जहाँ वह सीधे कैविटेशन क्षेत्र से होकर गुजरती है। अल्ट्रासोनिक इनलाइन निष्कर्षण का एक अतिरिक्त लाभ निष्कर्षण प्रभाव बढ़ाने के लिए अभिक्रिया कक्ष को दबावयुक्त करने की संभावना है।
जल-आसवन से पहले अल्ट्रासोनिक पूर्व-उपचार निकाले गए एसेंशियल ऑयल की उपज बढ़ाता है और निष्कर्षण दर में सुधार करता है – जिससे समग्र प्रक्रिया अधिक कुशल हो जाती है।

केस अध्ययन: Satureja khuzistanica से एसेंशियल ऑयल का अल्ट्रासोनिक जल-आसवन

Rasouli et al. (2021) ने पारंपरिक जल-आसवन और अल्ट्रासोनिक रूप से तीव्र किए गए Clevenger (Sono-Clevenger) की तुलना करके औषधीय पौधे Satureja khuzistanica Jamzad से एसेंशियल ऑयल की निष्कर्षण दक्षता की जाँच की। उन्होंने प्राप्त एसेंशियल ऑयल के पृथक्करण समय, उपज और गुणवत्ता के संबंध में दोनों निष्कर्षण तकनीकों, जल-आसवन और अल्ट्रासोनिक Clevenger, की तुलना की। परिणाम दर्शाते हैं कि प्राप्त एसेंशियल ऑयल की रासायनिक संरचना और जैविक गुण, दोनों की गुणवत्ता तुलनीय रूप से उच्च है, जबकि अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण विधि एसेंशियल ऑयल के पृथक्करण की उपज दक्षता को 40% तक बढ़ाती है। उपचारित Satureja पत्तियों के स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ (SEM) चित्र अल्ट्रासोनिकेशन द्वारा पादप कोशिका भित्तियों का अधिक कुशल विघटन दर्शाते हैं। परिणामस्वरूप, पारंपरिक जल-आसवन पद्धति की तुलना में एसेंशियल ऑयल के निष्कर्षण में लगभग 40% की वृद्धि देखी गई।
यह अध्ययन कई अन्य रिपोर्टों के परिणामों की पुष्टि करता है, जिनमें जल-आसवन से पहले अल्ट्रासोनिक पूर्व-उपचार की जाँच की गई है और यह दिखाया गया है कि प्रोब-प्रकार का अल्ट्रासोनिकेशन पारंपरिक तकनीकों की तुलना में निष्कर्षण समय और ऊर्जा खपत को कम करते हुए एसेंशियल ऑयल की गुणवत्ता और मात्रा, दोनों को बढ़ाता है।
 

जल-आसवन और sono-clevenger विधि के लिए समय के फलन के रूप में निष्कर्षण उपज की तुलना: Sono-Clevenger से एसेंशियल ऑयल का अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण कम निष्कर्षण समय में एसेंशियल ऑयल की अधिक उपज देता है।
(©Rasouli et al. 2021)

Satureja पत्तियों के SEM चित्र: (A) 4 घंटे के जल-आसवन के बाद, और (B) 60 min के sono-clevenger उपचार के बाद। कम अवधि का Sono-Clevenger उपचार बेहतर कोशिका विघटन करता है और इस प्रकार एसेंशियल ऑयल की अधिक उपज देता है।
(©Rasouli et al. 2021)

एसेंशियल ऑयल के जल-आसवन के लिए अल्ट्रासोनिक निष्कर्षक

Hielscher के उच्च-शक्ति अल्ट्रासोनिक निष्कर्षक बेंच-टॉप, पायलट संयंत्र और औद्योगिक संयंत्र में स्थापना के लिए उपलब्ध हैं। हमारे अल्ट्रासोनिक प्रोसेसरों को सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है और वे तीव्र ध्वनिक क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए बहुत उच्च आयाम प्रदान कर सकते हैं (औद्योगिक अल्ट्रासोनिकेटरों के लिए 200µm तक, अनुरोध पर इससे अधिक आयाम)। प्रयोगशाला से लेकर औद्योगिक प्रणालियों तक, हमारे सभी अल्ट्रासोनिक उपकरण कठिन कार्य परिस्थितियों में 24/7 संचालन के लिए बनाए गए हैं।
व्यवहार्यता परीक्षणों और प्रक्रिया अनुकूलन के लिए Hielscher अल्ट्रासोनिक निष्कर्षकों का बेंच-टॉप पैमाने पर परीक्षण किया जा सकता है। इसके बाद, सभी प्रक्रिया परिणामों को रैखिक रूप से पूर्ण औद्योगिक उत्पादन के पैमाने तक बढ़ाया जा सकता है। अल्ट्रासोनिक प्रसंस्करण में हमारा लंबा अनुभव हमें प्रारंभिक परीक्षणों और प्रक्रिया अनुकूलन से लेकर अत्यधिक दक्ष औद्योगिक संचालन के कार्यान्वयन तक अपने ग्राहकों को परामर्श और सहायता देने में सक्षम बनाता है।
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हमारी मज़बूत अल्ट्रासोनिक प्रणालियों का उपयोग बैच और इनलाइन सोनिकेशन के लिए किया जा सकता है। आवश्यक तेल के उत्पादन के लिए, पारंपरिक जल-आसवन व्यवस्था में अल्ट्रासोनिक प्रोब स्थापित करके सहक्रियात्मक संयोजन प्राप्त किया जा सकता है। मौजूदा उत्पादन लाइनों में भी इसे आसानी से लगाया जा सकता है।

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

आवश्यक तेल के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण का कार्य सिद्धांत

अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण से अधिक निष्कर्षण उपज प्राप्त होना और ऊर्जा खपत कम होना प्रमाणित है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण का कार्य सिद्धांत अल्ट्रासोनिक कैविटेशन से उत्पन्न बुलबुलों का अंतःस्फोट है। अल्ट्रासोनिक / ध्वनिक कैविटेशन तरल के सूक्ष्म जेट उत्पन्न करता है, जो पादप ऊतक में लिपिड युक्त ग्रंथियों को नष्ट कर देते हैं। इससे कोशिका और विलायक के बीच द्रव्यमान अंतरण बेहतर होता है और आवश्यक तेल मुक्त हो जाता है। आज के आधुनिक अल्ट्रासोनिक निष्कर्षकों का एक प्रमुख लाभ संचालन मापदंडों (जैसे अल्ट्रासोनिक तीव्रता, तापमान, उपचार समय, दाब, अवधारण समय आदि) पर सटीक नियंत्रण है। आवश्यक तेलों की बढ़ी हुई उपज के साथ-साथ कम तापीय अपघटन, उच्च गुणवत्ता और अच्छी सुगंध एवं स्वाद प्रोफ़ाइल वैज्ञानिक रूप से प्रमाणित हैं (Porto et al. 2009; Asfaw et al. 2005).
जहाँ अन्य आधुनिक निष्कर्षण तकनीकें औद्योगिक उत्पादन के पैमाने तक विस्तार की केवल सीमित क्षमता प्रदान करती हैं, वहीं अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण को औद्योगिक स्तर तक बढ़ाने की क्षमता पहले ही प्रमाणित हो चुकी है। उदाहरण के लिए, पारंपरिक निष्कर्षण विधियों की तुलना में जापानी सिट्रस फलों से आवश्यक तेलों की निष्कर्षण उपज में 44% की वृद्धि हुई (Mason et al. 2011).

साहित्य / संदर्भ

• Nenciu, Florin, Ana-Maria Tăbărașu, Cristina Fătu, Nicolae-Valentin Vlăduț, Iulian Voicea, Sorina Dinu (2026): Ultrasound-Assisted Hydrodistillation of Essential Oils for Eco-Friendly Biocontrol of Botrytis cinerea in Grapevines. Horticulturae 12, no. 9: 1054. 2026
• Rasouli, Seyed Reza; Nejad, Ebrahimi Samad; Rezadoost, Hassan (2021): Simultaneous ultrasound-assisted hydrodistillation of essential oil from aerial parts of the Satureja khuzistanica Jamzad and its antibacterial activity. Journal Of Medicinal Plants, Vol. 20, no. 80; 2021. 47–59.
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