Dekofeinizacija bez otapala uz Power-Ultrasound

• Konvencionalni postupak dekofeinizacije kave i čaja zahtijeva upotrebu toksičnih otapala.
• Ultrazvučna dekofeinizacija učinkovita je metoda intenziviranja koja omogućuje uklanjanje kofeina u postupku ekstrakcije na bazi vode bez upotrebe jakih otapala.
• Ultrazvučna dekofeinizacija je ekonomična, učinkovita i zelena metoda za proizvodnju visokokvalitetnih proizvoda od kave, čaja i kakaa bez kofeina.

Dekofeinizacija ultrazvukom

Kofein je tvar topiva u vodi, tako da se voda može koristiti za uklanjanje kofeina iz kave, čaja i kakaa. Konvencionalni postupci dekofeinizacije koriste kemikaliju kao sredstvo za dekofeinizaciju (kao što je metilen klorid, CO2 ili etil acetat) za ubrzanje procesa. Korištenjem ultrazvučne ekstrakcije na bazi vode u kombinaciji s aktivnim ugljenom kao sredstvom za dekofeinizaciju, kava, čaj ili kakao bez kofeina se pripremaju u organskom i ekološki prihvatljivom procesu.

Ultrazvučno pojačan Swiss Water Decaffeination

Ultrazvučno potpomognuta dekofeinizacija je proces intenziviranja tzv Swiss water decaffeination .
Švicarski proces dekofeinizacije vode temelji se na otapanju i osmozi za uklanjanje kofeina iz zrna kave, listova čaja i zrna kakaovca.
Integracija ultrazvučnih uređaja tipa sonde u proces dekofeinizacije Swiss Water uključuje uključivanje sonikacije tijekom određenih faza procesa kako bi se poboljšala ekstrakcija kofeina. Švicarski proces dekofeinizacije vode uključuje četiri glavna procesna koraka. Iako se primjena ultrazvuka za učinkovitiju dekofeinizaciju može razlikovati ovisno o specifičnoj postavci i opremi, ovdje je opći pregled načina na koji su ultrazvučni uređaji tipa sonde uglavnom integrirani za poboljšanje procesa:

1. Faza namakanja: Početni korak u procesu dekofeinizacije Swiss Water uključuje namakanje zelenih zrna kave u vrućoj vodi kako bi se stvorila vodena otopina puna okusa. Tijekom ove faze namakanja, ultrazvučni uređaj tipa sonde može se koristiti za primjenu sonikacije kako bi se olakšala ekstrakcija kofeina iz zrna. Ultrasonication je dobro poznat po svojoj sposobnosti da intenzivira procese ekstrakcije iz bioaktivnih spojeva kao što je kofein iz biljnih materijala. Mehaničke sile ultrazvučne/akustične kavitacije perforiraju i ometaju stanice te potiču prijenos mase. Time se kofein uklanja iz zrna i učinkovito otpušta u vodu. Zbog ovih učinaka, sonikacija značajno ubrzava proces dekofeinizacije. Ultrazvučno ekstrahirani kofein vrijedan je dodatak hrani i pićima, npr. energetskim pićima.
2. Faza uklanjanja kofeina: Nakon početnog namakanja, voda puna okusa koja sadrži kofein odvaja se od zrna kave. Ta se voda obično propušta kroz filtre s aktivnim ugljenom kako bi se uklonio kofein. Poroznost ovog filtra je dimenzionirana tako da uhvati samo veće molekule kofeina, dok propušta manje molekule ulja i arome. To znači da filtar s ugljenom zadržava kofein, dok filtrirana voda sadrži sve manje bioaktivne tvari, za koje je poznato da kavi, čaju i kakau daju njihovu prepoznatljivu aromu i hranjivu vrijednost.
3. Stadij reapsorpcije: Zrna bez kofeina, koja su lišena kofeina i molekula okusa, se bacaju. Voda bez kofeina, obogaćena okusom i polifenolima (poznata i kao "ekstrakt zelene kave") vrlo je vrijedna i koristi se za uklanjanje kofeina iz svježe serije zrna kave koja još uvijek sadrže kofein.
   Budući da je ova voda zasićena molekulama okusa i drugim bioaktivnim tvarima, ti se spojevi ne mogu otopiti u svježoj količini zrna kave. Pritom se samo molekule kofeina otpuštaju iz zrna kave u vodu i dekofeiniziraju bez uklanjanja arome i drugih vrijednih fitokemikalija. Nakon što voda s okusom ne sadrži kofein, ponovno se koristi za ekstrakciju kofeina iz nove serije zelenih zrna kave. Ovaj stadij reapsorpcije može ponovno imati koristi od upotrebe ultrazvučne sonde. Zelene mahune se natapaju u vodu punog okusa, a primjenjuje se ultrazvučna obrada kako bi se olakšala ekstrakcija kofeina. Sonikacija pomaže poboljšati prodor vode u grah, poboljšavajući učinkovitost ekstrakcije i skraćujući vrijeme ekstrakcije.
4. Ponovljena reapsorpcija i sušenje: Koraci reapsorpcije i sonikacije mogu se ponavljati više puta dok se ne postigne željena razina dekofeinizacije. Nakon konačne reapsorpcije, zrna kave bez kofeina obično se suše, a voda s okusom spremna je za ponovnu upotrebu u sljedećoj seriji.

Studija slučaja ultrazvučne dekofeinizacije zrna kave

Studija koju su proveli Huamaní-Meléndez i Darros-Barbosa (2018.) imala je za cilj istražiti učinak intenziteta ultrazvuka, pulsa i temperature na ekstrakciju kofeina iz zrna Arabica kave pomoću vodenog medija. Istraživači su koristili Hielscher ultrazvučnu sondu visokog intenziteta UP400S (400 watta; vidi sliku lijevo) i izveli pokuse na različitim intenzitetima, trajanjima pulsa i temperaturama. Otkrili su da je povećanje intenziteta ultrazvuka i trajanja pulsa dovelo do veće stope ekstrakcije kofeina, ali samo do određene točke, nakon čega daljnja povećanja nisu značajno poboljšala ekstrakciju. Utvrđeno je da su optimalni uvjeti za ekstrakciju kofeina intenzitet ultrazvuka od 75 W/cm2, trajanje pulsa od 5 sekundi i temperatura od 25°C. Studija pruža poseban protokol za korištenje ultrazvuka za ekstrakciju kofeina iz zrna kave i sugerira da bi ova metoda mogla biti učinkovita i ekološki prihvatljiva alternativa tradicionalnim procesima dekofeinizacije.

Ultrazvučni uređaji visokih performansi za dekofeinizaciju bez otapala

Hielscher Ultrasonics nudi vam ultrazvučne uređaje visokih performansi za blage, ali vrlo učinkovite procese ekstrakcije i dekofeinizacije. Sa snagom ultrazvuka od 50 do 16.000 vata po ultrazvučnom uređaju, Hielscherov portfelj ultrazvučnih uređaja ima idealan ultrazvučni uređaj za kuhanje kave i proces dekofeinizacije!
Kao dugogodišnji iskusni proizvođač i konzultant za ultrazvučne uređaje velike snage i njihovu primjenu, Hielscher je vaš partner za ultrazvučno potpomognute procese ekstrakcije. Hielscher ultrazvučni procesori instalirani su diljem svijeta za primjenu u hrani & industrija pića, farmacija i kemijska industrija.
Ne isporučujemo samo ultrazvučne ekstraktore velike snage, već pomažemo našim klijentima i svojim dubokim znanjem. Naša korisnička služba seže od konzultacija i studija izvedivosti do optimizacije procesa i pilot opreme do instalacije ultrazvučnih sustava u industrijskim razmjerima.
Nudeći širok raspon ultrazvučnih procesora i pribora (kao što su sonotrode, protočne ćelije i reaktori), možemo vam preporučiti najprikladniji sustav koji ispunjava zahtjeve ako je vaš procesni kapacitet i uvjeti. Instalacija i naknadna ugradnja u postojeće procesne linije mogu se lako izvesti jer se naši ultrazvučni ekstraktori mogu integrirati bez velikih izmjena.
Naše dobro obučeno osoblje procesnih konzultanata, kemičara i inženjera vodi naše kupce prema uspješnoj instalaciji i radu. Hielscherova oprema ima izvanrednu robusnost i zahtijeva vrlo malo održavanja. Za operativnu obuku, prvo puštanje u rad i usluge održavanja, imamo dobro obučen tim koji pomaže našim klijentima.

Caution: Video "title" is missing