अल्ट्रासोनिक वेनिला निष्कर्षण – एक गैर-थर्मल विधि
- वेनिला अर्क इथेनॉल और पानी के घोल में वेनिला फली से निकाला गया एक स्वाद समाधान है।
- सुगंध, स्वाद और सुगंध घटक के रूप में उच्च गुणवत्ता वाले वैनिलिन का उत्पादन करने के लिए, अपघटन को रोकने के लिए एक कुशल, अभी तक हल्के निष्कर्षण तकनीक की आवश्यकता होती है।
- अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण एक हल्के यांत्रिक निष्कर्षण विधि है, जो बहुत कम निष्कर्षण समय में वैनिलिन की उच्च पैदावार देता है।
उच्च गुणवत्ता वाले वैनिलिन अर्क के लिए उच्च प्रदर्शन Ultrasonics
केसर के बाद दूसरे सबसे महंगे मसाले के रूप में, वेनिला उत्पादन के लिए एक कुशल निष्कर्षण विधि की आवश्यकता होती है, जो मूल्यवान आवश्यक तेलों के क्षरण को रोकती है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण अच्छी तरह से जाना जाता है और पौधे सामग्री से बायोएक्टिव यौगिकों को छोड़ने के लिए एक हल्के, गैर-थर्मल, अभी तक अत्यधिक कुशल विधि के रूप में स्थापित है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण ध्वनिक गुहिकायन की घटना पर आधारित है, जो एक विशुद्ध रूप से यांत्रिक उपचार है। यह सोनिकेशन को संवेदनशील बायोएक्टिव यौगिकों जैसे स्वाद यौगिकों और आवश्यक तेलों के अलगाव के लिए पसंदीदा तरीका बनाता है, जैसे वैनिलिन, पॉलीफेनोल, या वनस्पति से एंटीऑक्सिडेंट।
अल्ट्रासोनिक वेनिला निष्कर्षण के लाभ
- सुपीरियर उपज
- उच्च गति निष्कर्षण – मिनटों में
- उच्च गुणवत्ता वाले अर्क – हल्के, गैर-थर्मल
- ग्रीन सॉल्वैंट्स (जैसे पानी/इथेनॉल)
- लागत प्रभावी
- आसान और सुरक्षित संचालन
- कम निवेश और परिचालन लागत
- भारी शुल्क के तहत 24/7 ऑपरेशन
- ग्रीन, पर्यावरण के अनुकूल विधि
अल्ट्रासोनिक वेनिला निष्कर्षण – बैच या सतत प्रवाह मोड में
जत्था: अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण प्रक्रियाओं को सरल बैच प्रक्रियाओं या इनलाइन उपचार के रूप में संचालित किया जा सकता है, जहां माध्यम को लगातार अल्ट्रासोनिक प्रवाह-थ्रू रिएक्टर के माध्यम से खिलाया जाता है।
बैच प्रसंस्करण एक आसान प्रक्रिया है, जहां निष्कर्षण बहुत से किया जाता है। Hielscher Ultrasonics छोटे से बड़े बैचों के लिए अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर प्रदान करता है, यानी 1L से 120L।
5 से 10L के बैचों के प्रसंस्करण के लिए, हम अनुशंसा करते हैं UP400St (400W, नीचे वीडियो) सोनोट्रोड S24d22L2D के साथ।
लगभग 120L के बैचों के प्रसंस्करण के लिए, हम अनुशंसा करते हैं यूआईपी2000एचडीटी (2kW, तस्वीर शीर्ष पर दायां स्तंभ) सोनोट्रोड RS4d40L4 के साथ।

सोनिकेटर UIP2000hdT 120L बैच में वानस्पतिक निष्कर्षण के लिए

अल्ट्रासोनिकेटर UP400St के साथ वनस्पति विज्ञान के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण
लगभग 8L/मिनट की मात्रा के लिए, हम अनुशंसा करते हैं यूआईपी4000एचडीटी (4kW, तस्वीर दाएं) सोनोट्रोड RS4d40L3 और दबाव योग्य प्रवाह-सेल FC130L4-3G0 के साथ
अल्ट्रासोनिक वेनिला निष्कर्षण का केस स्टडी
जाधव एट अल (2009) ने अल्ट्रासोनिक रूप से सहायता प्राप्त निष्कर्षण (यूएई) और सोक्सलेट निष्कर्षण की तुलना की। शोध ने पुष्टि की कि अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण सॉक्सलेट निष्कर्षण की तुलना में वैनिलिन की रिहाई को काफी तेज करता है। सॉक्सलेट उपचार के लिए 95 °C के ऑपरेटिंग तापमान, विलायक: 66.67ml/g के विलेय अनुपात और 8hrs के निष्कर्षण समय के परिणामस्वरूप लगभग 180ppm वैनिलिन जारी किया गया। अल्ट्रासाउंड-असिस्टेड एक्सट्रैक्शन (यूएई) को लगभग 140ppm वैनिलिन जारी करने के लिए केवल 1hr की आवश्यकता होती है, एक ही विलायक का उपयोग करके: कमरे के तापमान पर विलेय अनुपात।
Rasoamandaryary एट अल (2013) एक 100W जांच-प्रकार अल्ट्रासोनिकेटर (उदा। यूपी100एच), एक अल्ट्रासोनिक स्नान, और एक गर्म पानी स्नान। शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि जांच-प्रकार अल्ट्रासोनिकेटर इसकी उच्च तीव्रता अल्ट्रासोनिक के कारण एक शक्तिशाली निष्कर्षण उपकरण है। इसलिए, जांच-प्रकार अल्ट्रासोनिकेटर ने काफी कम निष्कर्षण समय और कम विलायक (यानी इथेनॉल) खपत में निकाले गए वैनिलिन के समान/या उच्च पैदावार देकर वैकल्पिक निष्कर्षण विधियों को बेहतर प्रदर्शन किया।
तीन निष्कर्षण विधियों की तुलना – अल्ट्रासोनिक जांच, अल्ट्रासोनिक स्नान, गर्म पानी स्नान निष्कर्षण – दिखाया गया है कि वैनिलिन निष्कर्षण 30 डिग्री सेल्सियस के परिवेश के तापमान और 1 घंटे के निष्कर्षण समय पर 40% इथेनॉल (वी / वी) का उपयोग करके जांच-सोनिकेशन के लिए सबसे कुशलता से था। पानी के स्नान निष्कर्षण के लिए 15 घंटे के लिए 56 डिग्री सेल्सियस पर 50% इथेनॉल (वी / वी) एकाग्रता की आवश्यकता होती है।

यूआईपी4000एचडीटी – निरंतर इनलाइन उपचार के लिए 4kW अल्ट्रासोनिक चिमटा।
उच्च प्रदर्शन निष्कर्षण के लिए अल्ट्रासोनिक उपकरण
Hielscher Ultrasonics वनस्पति विज्ञान से उच्च गुणवत्ता वाले अर्क के उत्पादन के लिए उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर के निर्माण में विशेषज्ञता प्राप्त है।
Hielscher के व्यापक उत्पाद पोर्टफोलियो छोटे, शक्तिशाली प्रयोगशाला ultrasonicators मजबूत बेंच-टॉप और पूरी तरह से औद्योगिक प्रणालियों है, जो कुशल निष्कर्षण और bioactive पदार्थों के अलगाव के लिए उच्च तीव्रता अल्ट्रासाउंड प्रदान (उदा। क्वेरसेटिन, कैफ़ीन, करक्यूमिन, टेरपेन्स आदि)। से सभी अल्ट्रासोनिक उपकरण 200डब्ल्यू तक 16,000 डब्ल्यू डिजिटल नियंत्रण के लिए एक रंगीन डिस्प्ले, स्वचालित डेटा रिकॉर्डिंग, ब्राउज़र रिमोट कंट्रोल और कई और उपयोगकर्ता के अनुकूल सुविधाओं के लिए एक एकीकृत एसडी कार्ड की सुविधा है। सोनोरोड्स और प्रवाह कोशिकाओं (भागों, जो माध्यम के संपर्क में हैं) को आटोक्लेव किया जा सकता है और साफ करना आसान होता है। हमारे सभी अल्ट्रासोनिकेटर 24/7 ऑपरेशन के लिए बनाए गए हैं, कम रखरखाव की आवश्यकता होती है और संचालित करने में आसान और सुरक्षित होते हैं।
एक डिजिटल रंग डिस्प्ले अल्ट्रासोनिकेटर के उपयोगकर्ता के अनुकूल नियंत्रण की अनुमति देता है। हमारे सिस्टम कम से बहुत उच्च आयामों तक पहुंचाने में सक्षम हैं। पॉलीफेनोल्स और वैनिलिन जैसे अन्य बायोएक्टिव यौगिकों के निष्कर्षण के लिए, हम विशेष अल्ट्रासोनिक सोनोट्रोड्स (अल्ट्रासोनिक जांच या सींग के रूप में भी जाना जाता है) प्रदान करते हैं जो उच्च गुणवत्ता वाले सक्रिय पदार्थों के समझदार अलगाव के लिए अनुकूलित हैं। Hielscher के अल्ट्रासोनिक उपकरण की मजबूती भारी शुल्क पर और मांग वातावरण में 24/7 आपरेशन के लिए अनुमति देता है।
अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया मापदंडों का सटीक नियंत्रण प्रजनन क्षमता और प्रक्रिया मानकीकरण सुनिश्चित करता है।
नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकेटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
बैच वॉल्यूम | प्रवाह दर | अनुशंसित उपकरण |
---|---|---|
1 से 500mL | 10 से 200mL/मिनट | यूपी100एच |
10 से 2000mL | 20 से 400mL/मिनट | यूपी200एचटी, UP400St |
0.1 से 20L | 0.2 से 4L/मिनट | यूआईपी2000एचडीटी |
10 से 100L | 2 से 10 लीटर/मिनट | यूआईपी4000एचडीटी |
एन.ए. | 10 से 100 लीटर/मिनट | UIP16000 |
एन.ए. | बड़ा | का क्लस्टर UIP16000 |
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साहित्य/संदर्भ
- वेलेज़ सुज़ा, कैटालिना (2016): "प्राकृतिक वेनिला निकालने के लक्षण वर्णन के लिए उच्च प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी के आधार पर एक विश्लेषणात्मक दृष्टिकोण का अनुकूलन"। थीसिस, यूनिवर्सिटेरिया लासालिस्टा, 2016।
- एट अल (2009): वेनिला फली से वैनिलिन का निष्कर्षण: पारंपरिक सॉक्सलेट और अल्ट्रासाउंड सहायता प्राप्त निष्कर्षण का एक तुलनात्मक अध्ययन। जर्नल ऑफ़ फ़ूड इंजीनियरिंग 93, 2009: 421-426।
- Rasoamandrary N. et al. (2013): अल्ट्रासाउंड-असिस्टेड एक्सट्रैक्शन का उपयोग करके ठीक वेनिला बीन्स से वैनिलिन 4-हाइड्रॉक्सी-3-मेथॉक्सीबेन्ज़ाल्डिहाइड का बेहतर निष्कर्षण: अल्ट्रासाउंड-असिस्टेड और हॉट वाटर बाथ एक्सट्रैक्शन की तुलना।
- के. शिखा ओझा, रामोन अजनार, कोलम ओ'डॉनेल, बृजेश के. तिवारी (2020): पौधे, पशु और समुद्री स्रोतों से जैविक रूप से सक्रिय अणुओं के निष्कर्षण के लिए अल्ट्रासाउंड तकनीक। विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में टीआरएसी रुझान, खंड 122, 2020।
जानने के योग्य तथ्य
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण का कार्य सिद्धांत
एक तरल माध्यम में तीव्र अल्ट्रासाउंड तरंगों के आवेदन के परिणामस्वरूप गुहिकायन होता है। गुहिकायन की घटना स्थानीय रूप से अत्यधिक तापमान, दबाव, हीटिंग/शीतलन दर, दबाव अंतर और माध्यम में उच्च कतरनी बलों की ओर ले जाती है। जब कैविटेशन बुलबुले ठोस पदार्थों (जैसे कणों, पौधों की कोशिकाओं, ऊतकों आदि) की सतह पर फटना करते हैं, तो माइक्रो-जेट और इंटरपार्टिक्युलर टकराव सतह छीलने, कटाव और कण टूटने जैसे प्रभाव उत्पन्न करते हैं। इसके अतिरिक्त, तरल मीडिया में गुहिकायन बुलबुले की विविधता मैक्रो-अशांति और सूक्ष्म मिश्रण बनाती है।

चित्र 1: स्थिर और क्षणिक गुहिकायन बुलबुले का निर्माण।
(a) विस्थापन, (b) क्षणिक गुहिकायन, (c) स्थिर गुहिकायन, (d) दबाव
[सैंटोस एट अल 2009 से अनुकूलित]
पौधों की सामग्री का अल्ट्रासोनिक विघटन पौधों की कोशिकाओं के मैट्रिक्स को खंडित करता है और उसी के जलयोजन को बढ़ाता है। चेमैट एट अल (2015) ने निष्कर्ष निकाला है कि वनस्पति विज्ञान से बायोएक्टिव यौगिकों का अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण विखंडन, क्षरण, केशिका, डिटेक्स्चरेशन और सोनोपोरेशन सहित विभिन्न स्वतंत्र या संयुक्त तंत्र का परिणाम है। ये प्रभाव सेल की दीवार को बाधित करते हैं, सेल में विलायक को धक्का देकर बड़े पैमाने पर हस्तांतरण में सुधार करते हैं और फाइटो-कंपाउंड लोडेड विलायक को चूसते हैं, और सूक्ष्म मिश्रण द्वारा तरल आंदोलन सुनिश्चित करते हैं।

पौधों की कोशिकाओं से अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण: सूक्ष्म अनुप्रस्थ खंड (टीएस) कोशिकाओं से अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के दौरान क्रियाओं के तंत्र को दर्शाता है (आवर्धन 2000x) [संसाधन: विल्खू एट अल 2011]
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण यौगिकों का एक बहुत तेजी से अलगाव प्राप्त करता है - कम प्रक्रिया समय, उच्च उपज और कम तापमान पर पारंपरिक निष्कर्षण विधियों से बेहतर प्रदर्शन करता है। एक हल्के यांत्रिक उपचार के रूप में, अल्ट्रासाउंड की सहायता से निष्कर्षण बायोएक्टिव घटकों के थर्मल क्षरण से बचा जाता है और पारंपरिक विलायक निष्कर्षण जैसी अन्य तकनीकों की तुलना में उत्कृष्टता प्राप्त करता है, हाइड्रोडिस्टिलेशननहीं तो सॉक्सलेट निष्कर्षण, जो गर्मी के प्रति संवेदनशील अणुओं को नष्ट करने के लिए जाने जाते हैं। इन फायदों के कारण, अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण वनस्पति विज्ञान से तापमान के प्रति संवेदनशील बायोएक्टिव यौगिकों की रिहाई के लिए पसंदीदा तकनीक है।
वनीलिन
वेनिला एक मूल्यवान स्वाद है, जिसे जीनस वेनिला के ऑर्किड से निकाला जा सकता है, मुख्य रूप से मैक्सिकन प्रजातियों से, फ्लैट-लीव्ड वेनिला (वी। वेनिला ऑर्किड के विशिष्ट स्वाद वाले यौगिक इसके फल में पाए जाते हैं, जो फूल के परागण के परिणामस्वरूप होते हैं। ये बीज की फली लगभग 1/3 x 6 इंच की होती है, जिसमें पके होने पर भूरे लाल से काले रंग के होते हैं। इन फली के अंदर छोटे बीजों से भरा एक तैलीय तरल होता है। फली और बीज दोनों का उपयोग वैनिलीन के उत्पादन के लिए किया जाता है।
हालांकि वैनिलिन वैनिला के पौधे में स्वाद का प्राथमिक यौगिक है, शुद्ध वेनिला अर्क में कई सौ अतिरिक्त स्वाद यौगिक होते हैं, जो इसके जटिल, गहरे स्वाद में योगदान करते हैं।
वेनिला एसेंस दो रूपों में होता है, अर्थात् वेनिला सीडपॉड से वास्तविक वैनिलिन सार और औद्योगिक रूप से संश्लेषित वैनिलिन। असली सीडपॉड अर्क कई सौ विभिन्न यौगिकों का एक जटिल मिश्रण है। रासायनिक यौगिक वैनिलिन – 4-हाइड्रॉक्सी-3-मेथॉक्सीबेन्ज़ाल्डिहाइड – असली वेनिला के विशिष्ट स्वाद और सुगंध में प्रमुख योगदानकर्ता है और ठीक वेनिला बीन्स का मुख्य स्वाद घटक है। वैनिलिन के अलावा, एसीटैल्डिहाइड, एसिटिक एसिड, फरफुरल, हेक्सानोइक एसिड, 4-हाइड्रॉक्सीबेनज़ाल्डिहाइड, यूजेनॉल, मिथाइल सिनामेट और आइसोब्यूट्रिक एसिड जैसे अन्य रासायनिक यौगिक वेनिला की जटिल सुगंध में योगदान कर सकते हैं।
वेनिला कल्टीवर्स
बोर्बोन वेनिला या बॉर्बन-मेडागास्कर वेनिला का उत्पादन वी. प्लानिफोलिया पौधों से किया जाता है, जो हिंद महासागर के द्वीपों जैसे मेडागास्कर, कोमोरोस और रियूनियन पर उगते हैं, जिन्हें पहले इले बॉर्बन नाम दिया गया था। शब्द “बोर्बोन वेनिला” विशिष्ट वेनिला सुगंध का भी वर्णन करता है जो वी।
मैक्सिकन वेनिला, देशी से निकाला गया वी. प्लैनिफोलिया, बहुत कम मात्रा में उत्पादित होता है। मैक्सिकन वेनिला को इसकी उत्पत्ति की भूमि से वेनिला के रूप में जाना और विपणन किया जाता है, क्योंकि वी. प्लैनिफोलिया संयंत्र मेसोअमेरिका का मूल निवासी है।
ताहितियन वेनिला फ्रेंच पोलिनेशिया से आता है, जो वी। आनुवंशिक विश्लेषण से पता चलता है कि यह प्रजाति संभवतः एक संकर से एक कल्टीवेटर है वी।
वेस्ट इंडियन वैनिला वी. पोम्पोना से बनाई जाती है, जो कैरिबियन और मध्य और दक्षिण अमेरिका में उगाई जाती है।