Tradicionalno vađenje cimeta je dugotrajno i relativno neučinkovito. Ultrazvučna ekstrakcija je jednostavan, ali vrlo učinkovit proces intenziviranje tehnika wich smanjuje vrijeme ekstrakcije na nekoliko sati i povećava istovremeno prinos eteričnog ulja cimeta.

Poboljšana ekstrakcija cimeta s ultrazvukom

Tradicionalno vađenje eteričnog ulja cimeta postiže se parnom destilacijom kore i lišća cimeta. Tradicionalna destilacija pare je vrlo spora i dugotrajna. Što je veći ciljani prinos ulja cimeta, to je dulja destilacija pare, što znači da parna destilacija kotlića lišća cimeta može potrajati i do 12 sati, dok parna destilacija kore cimeta može potrajati i više od 24 sata. Ultrazvučna ekstrakcija razbija stanične strukture kore cimeta i ostavlja gore tako da se ulje cimeta brzo i potpuno oslobađa. Ultrazvučna ekstrakcija značajno ubrzava destilaciju pare, skraćujući vrijeme prerade s cjelodnevnog na nekoliko sati, istovremeno povećavajući prinos eteričnog ulja cimeta.
Ultrazvučna ekstrakcija oslobađa cijeli spektar aromatičnih spojeva cimeta, uključujući cinnamaldehid, linalool, eugenol i cinnamičnu kiselinu. Davanje ekstrakta punog spektra visokokvalitetnih spojeva eteričnog ulja razlog je vrhunske kvalitete ultrazvučno ekstrahidijskog ulja cimeta. Posebno cinnamaldehid, glavni organski spoj daje cimetu okus i miris. Budući da je sonikacija ne-termička obrada, spojevi eteričnog ulja spriječeni su od toplinske degradacije. Stoga ultrazvučna ekstrakcija proizvodi aroma-intenzivna eterična ulja koja ispunjavaju najviše standarde kvalitete.
Ultrazvučna ekstrakcija može se primijeniti na koru cimeta i lišće. Ulje lista cimeta ima jači miris u usporedbi s uljem kore. Listovi cimeta sadrže velike količine eugenola.

Zašto ultrazvučna ekstrakcija excelsa parnu destilaciju

Za proizvodnju eteričnih ulja iz cimeta putem parne destilacije, eterična ulja prvo moraju biti puštena iz biljne matrice (tj. biljne stanice u listovima cimeta ili kori). U parnoj destilaciji, biljni materijal cimeta kuha se do 24 sata u kotlićima. Sama toplina je relativno neučinkovita u razbijanju staničnih struktura i objavljivanju eteričnih ulja zarobljenih. Općenito, kuhanje ne oslobađa u potpunosti zarobljena eterična ulja i veće količine preostalih ulja se protraćuju, jer nisu izvađena. Nakon procesa ekstrakcije topline, doći će do destilacije pare. Stoga se prokuha mješavina dviju nesanim tekućinama (odnosno eteričnim uljem i vodom). Smjesa počinje ključati kada je njihov kombinirani tlak pare jednak 760 mm Hg. Točka vrenja mješavine vode i eteričnog ulja tako će biti niža od točke vrenja bilo koje komponente zasebno. Tradicionalna hidrodistilacija ima velike nedostatke: Dugi proces vrenja i parenja vrlo je dugotrajan i troši energiju.
Ultrazvučna ekstrakcija djeluje akustičnom karitacijom. Akustična karitacija nastaje, kada su ultrazvučni valovi snage parovi u tekućinu (npr. ovjes koji se sastoji od botaničkog materijala u otapalu ili vodi). Ultrazvučni valovi putuju kroz tekućinu uzrokujući naizmjenične cikluse visokog tlaka / niskog tlaka. Tijekom ciklusa niskog tlaka stvaraju se minutni vakuumski mjehurići (takozvani mjehurići karitacije), koji rastu tijekom nekoliko ciklusa tlaka. U određenoj veličini, kada mjehurići ne mogu apsorbirati više energije, oni nasilno implodiraju tijekom ciklusa visokog tlaka. Imploziju mjehurića karakteriziraju intenzivne kavitacijske sile, uključujući mikro-turbulencije i tekuće potoke brzine do 100 m/s. Ovi kabitacijski smicanje efekti su također poznati kao sonomehanički učinci. Ultrazvučna ekstrakcija bioaktivnih molekula uglavnom je uzrokovana sonomehaničkim učincima: uznemirenost i turbulencije ometaju stanice i potiču prijenos mase. To znači da se bioaktivne molekule kao što su eterična ulja, polifenoli, terpeni i kanabinoidi oslobađaju iz matrice biljnih stanica u otapalo.
Prednost ultrazvučne ekstrakcije u odnosu na tradicionalnu metodu kuhanja i destilacije pare je relativno veća ekstrakcija eteričnih ulja i drugih organskih spojeva u znatno kraćem vremenu. Veći prinosi ekstrakcije izbjegavaju guljenje sirovine i čine ekstrakciju unosnijim. Uštede vremena i energije postignute ultrazvučnim vađenjem su znatne. Kao ne-termička metoda, ultrazvučna ekstrakcija sprječava termo-osjetljive spojeve od razgradnje izazvane toplinom.
Blage temperature i kratko vrijeme obrade glavne su prednosti ultrazvučnog ekstrakcije jer je spriječena toplinska razgradnja prirodnih ekstrakata. To čini ultrazvučnu ekstrakciju vrlo učinkovitom i stoga sonikacija daje eterična ulja vrhunske kvalitete.

Studije slučaja ekstrakcije ultrazvučnog cimeta

Istraživanje i industrija već su usvojili ultrazvučnu ekstrakciju za proizvodnju visokokvalitetnih eteričnih ulja iz mnogih botaničkih proizvoda, uključujući lišće cimeta i koru.

Ultrazvučna hidrodistilacija cimeta

Chen et al. (2020) istraživao je ultrazvučno promoviranu hidrodistilaciju i zaključio da je sonikacija značajno poboljšala proces destilacije. Ultrazvučna destilacija pare osigurala je veće prinose ulja cimeta unutar drastično smanjenog vremena ekstrakcije. Koristeći GC-MS analizu, pokazali su da ultrazvučno potpomognuta hidrodistilacija pruža vrijednije eterično ulje s visokim sadržajem glavnog spoja trans-cinnamaldehida u usporedbi s tradicionalnom hidrodistilacijom. Skeniranje elektronskog mikrografa (SEM) potvrdilo je učinkovitost sonikacije za ekstrakciju ulja cimeta. Osim toga, analiza potrošnje električne energije i emisije CO2 pokazuje da je ultrazvučano potpomognut proces hidrodistilacije ekonomski i ekološki prihvatljiviji pristup. Stoga Chen et al. sažima da je ultrazvučna potpomognuta hidrodistilacija učinkovita i zelena tehnologija za ekstrakciju eteričnog ulja cimeta, što može poboljšati količinu i kvalitetu ulja cimeta.

Ultrazvučna ekstrakcija cimeta pomoću dubokih eutektičkih otapala

Pokazalo se da je ultrazvučna ekstrakcija pomoću dubokih eutektičkih otapala superiorna tehnika za izdvajanje visokih prinosa trans-cinnamaldehida i coumarina iz kore cimeta.
metoda u optimalnim uvjetima dala je veći trans-cinnamaldehid i coumarin sadržaj od onih dobivenih konvencionalnim metodama (refluks, soxhlet i maceracija) pomoću organskih otapala (96% etanola). Optimalni uvjeti za ultrazvučnu ekstrakciju pomoću prirodnih dubokih eutektičkih otapala su kolin klorid-limunska kiselina (ChCl-CA) s dodatkom vode od 40% i 30-minutnim vremenom ekstrakcije za izdvajanje trans-cinnemaldehid (9,24 ± 0,01 mg/g) i coumarin (11,6 ± 0,11 mg/g) iz kore cimeta (C. burmannii Blume). Trebalo bi istražiti daljnja istraživanja farmakološke aktivnosti trans-cinnamaldehida i coumarina iz kore cimeta. (cf. Aryati et al. 2020.)

Površinska slika kore cimeta pomoću skeniranja elektronske mikroskopije 1000x uvećanja; sušeni prah (a); nakon ekstrakcije maceracije (b); nakon ekstrakcije refluksa (c); nakon ekstrakcije Soxhleta (d); nakon ekstrakcije pomoću NADES-UAE ChCl-CA (e).
studija i slika Aryati et al. 2020

High-Performance ultrazvučni Ekstraktori

Ultrazvučna ekstrakcija je pouzdana tehnologija prerade, koja olakšava i ubrzava proizvodnju visokokvalitetnih eteričnih ulja. Hielscher Ultrasonics portfelj pokriva cijeli raspon od kompaktnih laboratorijskih ultrazvuka do industrijskih sustava ekstrakcije. Time vam mi u Hielscheru možemo ponuditi najprikladniji ultrazvuk za predviđeni kapacitet procesa. Naše dugogodišnje iskusno osoblje pomoći će vam od testova izvedivosti i optimizacije procesa do ugradnje vašeg ultrazvučnog sustava na konačnoj razini proizvodnje.
Mali otisak stopala naših ultrazvučnih ekstraktora, kao i njihova svestranost u mogućnostima instalacije čine ih uklapajući se čak i u postrojenja za obradu malih prostora. Ultrazvučni procesori instalirani su širom svijeta u proizvodnim pogonima hrane, farmacije i dodataka prehrani.

Hielscher Ultrasonics – Sofisticirana oprema za ekstrakciju

Hielscher Ultrasonics portfelj proizvoda pokriva cijeli niz ultrazvučnih ekstraktora visokih performansi od malih do velikih razmjera. Dodatni dodaci omogućuju jednostavan sklop najprikladnije konfiguracije ultrazvučnog uređaja za proces ekstrakcije. Optimalna ultrazvučna postava ovisi o predviđenom kapacitetu, volumenu, sirovinama, seriji ili linijskom postupku i vremenskoj crti.

Serije i inline

Hielscher ultrasonikatori mogu se koristiti za seriju i kontinuiranu obradu protoka. Ultrazvučna obrada serija idealna je za testiranje procesa, optimizaciju i malu do srednju razinu proizvodnje. Za proizvodnju velike količine botanike (npr. lišća cimeta i kore), obrada linije može biti više povoljna. Dok batching zahtijeva samo vrlo jednostavnu postavu, to je više vremena- i radno intenzivna. Kontinuirani proces inline ekstrakcije zahtijeva sofisticirano postavljanje – koji se sastoji u pumpi, crijevima ili cijevima i spremnicima -, ali je učinkovitiji, brži i zahtijeva znatno manje radne snage. Hielscher Ultrasonics ima najprikladniji postava ekstrakcije za vaš volumen ekstrakcije i proces ciljeva.

Ultrazvučni ekstraktori za svaki proizvod kapacitet

Hielscher Ultrasonics asortiman proizvoda pokriva puni spektar ultrazvučnih procesora od kompaktnih lab ultrazvučnikatora preko klupa-top i pilot sustava do potpuno-industrijskih ultrazvučnih procesora s kapacitetom za obradu tereta kamiona na sat. Cijeli asortiman proizvoda omogućuje nam da vam ponudimo najprikladniji ultrazvučni ekstraktor za vašu sirovinu, kapacitet procesa i proizvodne ciljeve.
Ultrazvučni sustavi klupe idealni su za testove izvedivosti i optimizaciju procesa. Linearna skala-up na temelju utvrđenih parametara procesa čini vrlo lako povećati kapacitete obrade od manjih lotova do potpuno komercijalne proizvodnje. Up-skaliranje može biti učinjeno ili instaliranjem snažnije ultrazvučne ekstraktorske jedinice ili nakupljanja nekoliko ultrazvučnikatora paralelno. Uz UIP16000, Hielscher nudi najmoćniji ultrazvučni ekstraktor diljem svijeta.

Precizno Controllable Amplitudes za Optimum Rezultate

Svi Hielscherovi ultrazvuci su precizno kontrolirani i time pouzdani radni konji u proizvodnji. Amplitude je jedan od ključnih procesnih parametara koji utječu na učinkovitost i učinkovitost ultrazvučnog vađenja eteričnih ulja iz cimeta.
Svi Hielscher Ultrasonics’ procesori omogućuju precizno postavljanje amplitude. Sonotrodes i booster rogovi su pribor koji omogućuju izmjenu amplitude u još širem rasponu. Hielscher je industrijski ultrazvučni procesori mogu isporučiti vrlo visoke amplitude i isporučiti potreban ultrazvučni intenzitet za zahtjevne aplikacije. Amplitude do 200μm mogu se lako kontinuirano izvoditi u 24/7 operaciji.
Precizne postavke amplitude i trajno praćenje ultrazvučnih parametara procesa putem pametnog softvera daju vam mogućnost liječenja listova cimeta i kore s najučinkovitijim ultrazvučnim uvjetima. Optimalna sonikacija za najbolje rezultate ekstrakcije!
Robusnost Hielscherove ultrazvučne opreme omogućuje 24/7 rad na teškim dužnostima i u zahtjevnim okruženjima. To čini Hielscher ultrazvučnu opremu pouzdanim radnih alat koji ispunjava vaše zahtjeve vađenja.

Jednostavno, Testiranje bez rizika

Ultrazvučni procesi mogu biti potpuno linearni. To znači da svaki rezultat koji ste postigli pomoću laboratorija ili ultrazvuka na vrhu klupe, može se skalirati na potpuno isti izlaz koristeći potpuno iste parametre procesa. To čini ultrazvukciju idealnom za testiranje izvedivosti bez rizika, optimizaciju procesa i naknadnu implementaciju u komercijalnu proizvodnju. Obratite nam se kako biste saznali kako sonikacija može povećati proizvodnju ekstrakta cimeta.

Najviša kvaliteta – Dizajniran i proizveden u Njemačkoj

Kao obiteljski i obiteljski posao, Hielscher daje prednost najvišim standardima kvalitete za svoje ultrazvučne procesore. Svi ultrasonicators su dizajnirani, proizvedeni i temeljito testirani u našem sjedištu u Teltow u blizini Berlina, Njemačka. Robusnost i pouzdanost Hielscherove ultrazvučne opreme čine ga radnim konjem u vašoj proizvodnji. 24/7 rad pod punim opterećenjem i u zahtjevnim okruženjima prirodna je karakteristika Hielscherovih miješalica visokih performansi.

Tablica u nastavku daje vam pokazatelj približne mogućnosti obrade naših ultrazvučnih uređaja: