Oldószermentes koffeinmentesítés nagy teljesítményű ultrahanggal

• A kávé és a tea hagyományos koffeinmentesítési eljárása mérgező oldószerek használatát igényli.
• Az ultrahangos koffeinmentesítés hatékony intenzifikálási módszer, amely lehetővé teszi a koffein eltávolítását vízalapú extrakciós eljárással, agresszív oldószerek használata nélkül.
• Az ultrahangos koffeinmentesítés gazdaságos, hatékony és környezetbarát módszer kiváló minőségű koffeinmentes kávé-, tea- és kakaótermékek előállítására.

Koffeinmentesítés ultrahangos kezeléssel

A koffein vízoldható anyag, ezért víz használható a koffein eltávolítására a kávéból, a teából és a kakaóból. A hagyományos koffeinmentesítési eljárások vegyi anyagot alkalmaznak koffeinmentesítő szerként (például metilén-kloridot, CO2-t vagy etil-acetátot) a folyamat felgyorsítására. Az ultrahangos, vízalapú extrakció és a koffeinmentesítő szerként alkalmazott aktív szén kombinálásával a koffeinmentes kávé-, tea- vagy kakaótermék bio és környezetkímélő eljárással készül.

Ultrahanggal intenzifikált Swiss Water Decaffeination

Az ultrahanggal támogatott koffeinmentesítés az úgynevezett Swiss water decaffeination eljárás intenzifikálását jelenti.
A Swiss Water koffeinmentesítési eljárás oldódáson és ozmózison alapulva távolítja el a koffeint a kávébabokból, a tealevelekből és a kakaóbabokból.
A szondás ultrahangos készülékek integrálása a Swiss Water koffeinmentesítési eljárásba azt jelenti, hogy a koffein extrakciójának javítása érdekében a folyamat meghatározott szakaszaiban ultrahangos kezelést alkalmaznak. A Swiss Water koffeinmentesítési eljárás négy fő folyamatlépésből áll. Bár az ultrahang alkalmazása a hatékonyabb koffeinmentesítés érdekében az adott rendszerkialakítástól és berendezéstől függően változhat, az alábbiakban általános áttekintést adunk arról, hogyan integrálják jellemzően a szondás ultrahangos készülékeket a folyamat javítása érdekében:

1. Áztatási szakasz: A Swiss Water koffeinmentesítési eljárás első lépésében a zöld kávébabokat forró vízbe áztatják, hogy ízanyagokkal telített vizes oldatot hozzanak létre. Ebben az áztatási szakaszban szondás ultrahangos készülékkel végezhető ultrahangos kezelés a koffein kávébabokból történő extrakciójának elősegítésére. Az ultrahangos kezelés jól ismert arról, hogy képes intenzifikálni a bioaktív vegyületek, például a koffein növényi anyagokból történő extrakcióját. Az ultrahangos / akusztikus kavitáció mechanikai erői perforálják és roncsolják a sejteket, valamint elősegítik az anyagátadást. Ezáltal a koffein eltávolításra kerül a kávébabokból, és hatékonyan a vízbe jut. E hatásoknak köszönhetően az ultrahangos kezelés jelentősen felgyorsítja a koffeinmentesítési folyamatot. Az ultrahanggal extrahált koffein értékes adalékanyag élelmiszerekhez és italokhoz, például energiaitalokhoz.
2. Koffeineltávolítási szakasz: A kezdeti áztatás után az ízanyagokkal telített, koffeintartalmú vizet elválasztják a kávébaboktól. Ezt a vizet jellemzően aktívszén-szűrőkön vezetik át a koffein eltávolítása érdekében. A szűrő pórusméretét úgy választják meg, hogy csak a nagyobb koffeinmolekulákat fogja fel, miközben a kisebb olaj- és ízanyagmolekulákat átengedi. Ez azt jelenti, hogy a szénszűrő visszatartja a koffeint, míg a szűrt víz tartalmazza az összes kisebb bioaktív anyagot, amelyek köztudottan a kávé, a tea és a kakaó jellegzetes aromáját és tápértékét adják.
3. Újrafelszívódási szakasz: A koffeintől és az ízanyagmolekuláktól megfosztott, koffeinmentes kávébabokat kidobják. A koffeinmentes, ízanyagokban és polifenolokban dúsított víz (más néven „zöldkávé-kivonat”) rendkívül értékes, és egy újabb, még koffeintartalmú kávébabadag koffeinmentesítésére használják.
   Mivel ez a víz ízanyagmolekulákkal és más bioaktív anyagokkal telített, ezek a vegyületek nem tudnak feloldódni az új kávébabadagban. Ezáltal csak a koffeinmolekulák jutnak a kávébabokból a vízbe, és a koffeinmentesítés az aroma és más értékes fitokemikáliák eltávolítása nélkül történik. Amint az ízanyagokkal telített víz koffeinmentessé válik, újra felhasználják a koffein extrakciójára egy újabb adag zöld kávébabból. Ebben az újrafelszívódási szakaszban ismét előnyös lehet a szondás ultrahangos kezelés alkalmazása. A zöld kávébabokat az ízanyagokkal telített vízbe áztatják, és ultrahangos kezelést alkalmaznak a koffein extrakciójának elősegítésére. Az ultrahangos kezelés segíti a víz behatolását a kávébabokba, javítva az extrakció hatékonyságát és csökkentve az extrakciós időt.
4. Ismételt újrafelszívódás és szárítás: Az újrafelszívódási és ultrahangos kezelési lépések többször megismételhetők a kívánt koffeinmentesítési szint eléréséig. Az utolsó újrafelszívódás után a koffeinmentes kávébabokat jellemzően megszárítják, az ízanyagokkal telített víz pedig készen áll a következő adaghoz történő újrafelhasználásra.

Esettanulmány a kávébabok ultrahangos koffeinmentesítéséről

Huamaní-Meléndez és Darros-Barbosa (2018) tanulmányának célja az ultrahang intenzitásának, az impulzusnak és a hőmérsékletnek a vizsgálata volt az Arabica kávébabokból vizes közegben történő koffeinextrakció során. A kutatók a Hielscher UP400S nagy intenzitású ultrahangos szondáját használták (400 watt; lásd a bal oldali képet), és különböző intenzitásokkal, impulzusidőtartamokkal és hőmérsékleteken végeztek kísérleteket. Megállapították, hogy az ultrahang intenzitásának és az impulzus időtartamának növelése nagyobb koffeinextrakciós sebességet eredményezett, de csak egy bizonyos pontig, amelyen túl a további növelés nem javította jelentősen az extrakciót. A koffeinextrakció optimális feltételeinek a 75 W/cm2 ultrahang-intenzitást, az 5 sec impulzusidőtartamot és a 25°C hőmérsékletet találták. A tanulmány konkrét protokollt ad az ultrahang alkalmazására a koffein kávébabokból történő extrakciójához, és arra utal, hogy ez a módszer a hagyományos koffeinmentesítési eljárások hatékony és környezetbarát alternatívája lehet.

Nagy teljesítményű ultrahangos készülékek oldószermentes koffeinmentesítéshez

A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos készülékeket kínál a kíméletes, mégis rendkívül hatásos extrakciós és koffeinmentesítési folyamatokhoz. A készülékenként 50 és 16 000 watt közötti ultrahang-teljesítményt kínáló Hielscher ultrahangos készülékportfólióban megtalálja az ideális ultrahangos készüléket kávékészítési és koffeinmentesítési folyamatához!
A nagy teljesítményű ultrahangos készülékek és alkalmazásuk területén hosszú évek tapasztalatával rendelkező gyártóként és tanácsadóként a Hielscher az Ön partnere az ultrahanggal támogatott extrakciós folyamatokban. A Hielscher ultrahangos feldolgozóberendezéseit világszerte alkalmazzák az élelmiszer- és italiparban, a gyógyszeriparban és a vegyiparban.
Nemcsak nagy teljesítményű ultrahangos extraktorokat szállítunk, hanem alapos szaktudásunkkal is segítjük ügyfeleinket. Ügyfélszolgáltatásaink a tanácsadástól és a megvalósíthatósági tanulmányoktól a folyamatoptimalizáláson és a kísérleti üzemi berendezéseken át az ipari léptékű ultrahangos rendszerek telepítéséig terjednek.
Az ultrahangos feldolgozóberendezések és tartozékok (például szonotródák, átfolyó cellák és reaktorok) széles választékának köszönhetően a folyamatkapacitás és az üzemi körülmények követelményeinek leginkább megfelelő rendszert tudjuk ajánlani Önnek. A telepítés és a meglévő technológiai sorokba történő utólagos beépítés könnyen elvégezhető, mivel ultrahangos extraktoraink jelentős módosítások nélkül integrálhatók.
Jól képzett folyamattanácsadókból, vegyészekből és mérnökökből álló munkatársaink segítik ügyfeleinket a sikeres telepítésben és üzemeltetésben. A Hielscher berendezései kiemelkedően robusztusak, és csak nagyon csekély karbantartást igényelnek. Jól képzett csapatunk segíti ügyfeleinket a kezelői képzés, az első üzembe helyezés és a karbantartási szolgáltatások terén.