Fahéj turbó extrakciója ultrahanggal

A hagyományos fahéj extrakció időigényes és viszonylag nem hatékony. Az ultrahangos extrakció egy egyszerű, mégis rendkívül hatékony folyamatfokozó technika, amely csökkenti az extrakciós időt néhány órára, és egyidejűleg növeli a fahéj illóolaj hozamát.

Továbbfejlesztett fahéj extrakció ultrahanggal

A fahéj illóolaj hagyományos extrakcióját fahéjkéreg és levelek gőzdesztillációjával érik el. A hagyományos gőzdesztilláció nagyon lassú és időigényes. Minél nagyobb a fahéjolaj célzott hozama, annál hosszabb a gőzdesztilláció, ami azt jelenti, hogy a fahéjlevél vízforralójának gőzdesztillációja akár 12 órát is igénybe vehet, míg a fahéjkéreg gőzdesztillációja több mint 24 órát vehet igénybe. Az ultrahangos extrakció megszakítja a fahéj kéreg sejtszerkezetét, és elhagyja úgy, hogy a fahéjolaj gyorsan és teljesen felszabaduljon. Az ultrahangos extrakció jelentősen felgyorsítja a gőzdesztillációt, lerövidítve a feldolgozási időt egy teljes napról néhány órára, miközben növeli a fahéj illóolaj hozamát.
Az ultrahangos extrakció felszabadítja az aromás fahéjvegyületek teljes spektrumát, beleértve a cinnamaldehidet, a linaloolt, az eugenolt és a fahéjsavat. A kiváló minőségű illóolaj-vegyületek teljes spektrumú kivonatának megadása az oka az ultrahanggal extrahált fahéjolajok kiváló minőségének. Különösen a fahéj, a fő szerves vegyület adja a fahéj jellegzetes ízét és illatát. Mivel az szonikálás nem hőkezelés, az illóolajvegyületek megakadályozzák a termikus lebomlást. Ezért az ultrahangos extrakció aroma-intenzív illóolajokat állít elő, amelyek megfelelnek a legmagasabb minőségi előírásoknak.
Az ultrahangos extrakció fahéj kéregre és levelekre alkalmazható. A fahéjlevélolaj erősebb illatú, mint a kéregolaj. A fahéj levelek nagy mennyiségű eugenolt tartalmaznak.

Miért az ultrahangos extrakció kiváló gőzdesztillációt

Ahhoz, hogy fahéjból illóolajokat állítsunk elő gőzdesztillációval, az illóolajokat először fel kell szabadítani a növényi mátrixból (azaz a fahéj leveleiben vagy kéregében lévő növényi sejtekből). A gőzdesztilláció során a fahéj növényi anyagot legfeljebb 24 órán át forraljuk vízforralókban. A hő önmagában viszonylag nem hatékony a sejtstruktúrák megtörésében és a csapdába esett illóolajok felszabadításában. Általában a forralás nem szabadítja fel teljesen a csapdába esett illóolajokat, és nagyobb mennyiségű maradék olaj pazarolódik, mivel nem extrahálták őket. A hőelvonási folyamat után a gőzdesztilláció megtörténik. Ezért két nem elegyedő folyadék (azaz illóolaj és víz) keverékét forraljuk. A keverék akkor kezd forrni, amikor együttes gőznyomása 760 Hgmm. A víz és illóolaj keverékének forráspontja így alacsonyabb lesz, mint bármelyik komponens forráspontja külön-külön. A hagyományos hidrodesztillációnak jelentős hátrányai vannak: A hosszú forráspontú és gőzölési folyamat nagyon időigényes és energiaigényes.
Az ultrahangos extrakció akusztikus kavitációval működik. Akusztikus kavitáció történik, amikor az ultrahangos hullámok folyadékba kerülnek (pl. Növényi anyagból álló szuszpenzió oldószerben vagy vízben). Az ultrahangos hullámok áthaladnak a folyadékon, váltakozó nagynyomású / alacsony nyomású ciklusokat okozva. Az alacsony nyomású ciklusok során apró vákuumbuborékok (úgynevezett kavitációs buborékok) jönnek létre, amelyek több nyomásciklus alatt nőnek. Egy bizonyos méretben, amikor a buborékok nem tudnak több energiát elnyelni, hevesen összeomlanak egy nagynyomású ciklus során. A buborék implóziót intenzív kavitációs erők jellemzik, beleértve a mikroturbulenciákat és az akár 100 m/s sebességű folyadékáramokat. Ezeket a kavitációs nyíróhatásokat sonomechanical hatásoknak is nevezik. A bioaktív molekulák ultrahangos extrakcióját elsősorban a sonomechanical hatások okozzák: a keverés és a turbulenciák megzavarják a sejteket és elősegítik a tömegátadást. Ez azt jelenti, hogy a bioaktív molekulák, például illóolajok, polifenolok, terpének és kannabinoidok felszabadulnak a növényi sejtmátrixból az oldószerbe.
Az ultrahangos extrakció előnye a hagyományos forrásponti és gőzdesztillációs módszerrel szemben az illóolajok és más szerves vegyületek viszonylag nagyobb extrakciója lényegesen rövidebb idő alatt. A magasabb extrakciós hozamok elkerülik a nyersanyag pazarlását, és jövedelmezőbbé teszik a kitermelést. Az ultrahangos extrakcióval elért idő- és energiamegtakarítás jelentős. Nem termikus módszerként az ultrahangos extrakció megakadályozza a hőérzékeny vegyületek hő okozta lebomlását.
Az enyhe hőmérséklet és a rövid feldolgozási idő az ultrahangos extrakció fő előnyei, mivel megakadályozzák a természetes kivonatok termikus bomlását. Ez teszi az ultrahangos extrakciót rendkívül hatékonnyá, ezért az ultrahangos kezelés kiváló minőségű illóolajokat ad.

Esettanulmányok ultrahangos fahéj extrakció

A kutatás és az ipar már elfogadta az ultrahangos extrakciót számos botanikai anyagból származó kiváló minőségű illóolajok előállításához, beleértve a fahéjleveleket és a kéreget.

Fahéj ultrahangos hidrodesztillációja

Chen et al. (2020) megvizsgálta az ultrahanggal támogatott hidrodesztillációt, és arra a következtetésre jutott, hogy az szonikálás jelentősen javította a desztillációs folyamatot. Az ultrahangos gőzdesztilláció nagyobb fahéjolaj hozamot biztosított drasztikusan csökkentett extrakciós időn belül. A GC-MS elemzéssel kimutatták, hogy az ultrahanggal segített hidrodesztilláció értékesebb illóolajat biztosított, amely nagy mennyiségű fő vegyületet tartalmaz a transz-cinnamaldehid számára a hagyományos hidrodesztillációhoz képest. A pásztázó elektronmikroszkóp (SEM) megerősítette a fahéjolaj extrakciójának szonikálásának hatékonyságát. Ezenkívül az elektromos fogyasztás és a CO2-kibocsátás elemzése azt mutatja, hogy az ultrahanggal támogatott hidrodesztillációs folyamat a gazdaságosabb és környezetbarátabb megközelítés. Ezért Chen et al. összefoglalja, hogy az ultrahanggal segített hidrodesztilláció hatékony és zöld technológia a fahéj illóolaj kivonásához, amely javíthatja a fahéjolajok mennyiségét és minőségét.

Ultrahangos fahéj extrakció mély eutektikus oldószerekkel

A mély eutektikus oldószerekkel végzett ultrahangos extrakció kiváló technikának bizonyult a fahéjkéregből származó transz-fahéj-fahéj nagy hozamú transz-fahéj-fahéj kéregből történő kivonására.
módszer optimális körülmények között magasabb transz-fahéjaldehid- és kumarintartalmat eredményezett, mint a hagyományos módszerekkel (reflux, soxhlet és maceráció) kapott módszerek szerves oldószerek (96% etanol) felhasználásával. A természetes mély eutektikus oldószerekkel történő ultrahangos extrakció optimális feltételeit a kolin-klorid-citromsav (ChCl-CA) 40% -os víz hozzáadásával és 30 perces extrakciós idővel a transz-fahéjkéregből (9,24 ± 0,01 mg / g) és kumarinból (11,6 ± 0,11 mg / g) fahéjkéregből (C. burmannii Blume) extrahálták. További vizsgálatokat kell végezni a fahéjkéregből származó transz-fahéjaldehid és kumarin farmakológiai aktivitásának feltárására. (vö. Aryati et al. 2020)

A fahéjkéreg felszíni képe pásztázó elektronmikroszkóppal 1000x nagyítással; szárított por (a); macerációs extrakció után (b); reflux extrakció után (c); Soxhlet extrakció után (d); NADES-UAE ChCl-CA (e) használatával történő extrahálás után.
tanulmány és kép: Aryati et al. 2020

Nagy teljesítményű ultrahangos elszívók

Az ultrahangos extrakció megbízható feldolgozási technológia, amely megkönnyíti és felgyorsítja a kiváló minőségű illóolajok előállítását. A Hielscher Ultrasonics portfólió lefedi a teljes tartományt a kompakt laboratóriumi ultrahangos készülékektől az ipari extrakciós rendszerekig. Ezáltal mi a Hielscher-nél kínálhatjuk Önnek a legmegfelelőbb ultrahangos készüléket a tervezett folyamatkapacitáshoz. Hosszú ideje tapasztalt munkatársaink segítenek Önnek a megvalósíthatósági tesztektől és a folyamat optimalizálásától az ultrahangos rendszer végső gyártási szinten történő telepítéséig.
Ultrahangos elszívóink kis lábnyoma, valamint sokoldalúságuk a telepítési lehetőségekben még kis helyigényű feldolgozó létesítményekbe is illeszkedik. Az ultrahangos processzorokat világszerte telepítik az élelmiszer-, gyógyszeripari és táplálékkiegészítő gyártási létesítményekbe.

Hielscher Ultrasonics – Kifinomult elszívó berendezések

A Hielscher Ultrasonics termékportfóliója lefedi a nagy teljesítményű ultrahangos elszívók teljes skáláját a kis- és nagyméretekben. A kiegészítő tartozékok lehetővé teszik a legmegfelelőbb ultrahangos eszközkonfiguráció könnyű összeszerelését az extrakciós folyamathoz. Az optimális ultrahangos beállítás a tervezett kapacitástól, térfogattól, nyersanyagtól, kötegelt vagy inline folyamattól és idővonaltól függ.

Batch és Inline

A Hielscher ultrahangos készülékek kötegelt és folyamatos átfolyásos feldolgozásra használhatók. Az ultrahangos kötegelt feldolgozás ideális a folyamat teszteléséhez, optimalizálásához és kis és közepes méretű gyártási szinthez. Nagy mennyiségű növény (pl. fahéjlevél és kéreg) előállítása esetén előnyösebb lehet az inline feldolgozás. Míg a kötegelés csak egy nagyon egyszerű beállítást igényel, idő- és munkaigényesebb. A folyamatos gyártósori extrakciós folyamat kifinomult beállítást igényel – szivattyúból, tömlőkből vagy csövekből és tartályokból áll, de hatékonyabb, gyorsabb és lényegesen kevesebb munkaerőt igényel. A Hielscher Ultrasonics rendelkezik a legmegfelelőbb extrakciós beállítással az extrakciós mennyiséghez és a folyamat céljaihoz.

Ultrahangos elszívók minden termékkapacitáshoz

A Hielscher Ultrasonics termékcsalád lefedi az ultrahangos processzorok teljes spektrumát a kompakt laboratóriumi ultrahangos készülékektől a padon és a kísérleti rendszereken keresztül a teljesen ipari ultrahangos processzorokig, amelyek képesek óránként feldolgozni a teherautókat. A teljes termékválaszték lehetővé teszi számunkra, hogy a legmegfelelőbb ultrahangos elszívót kínáljuk Önnek a nyersanyaghoz, a folyamatkapacitáshoz és a termelési célokhoz.
Az ultrahangos asztali rendszerek ideálisak a megvalósíthatósági vizsgálatokhoz és a folyamat optimalizálásához. A meghatározott folyamatparamétereken alapuló lineáris méretnövelés nagyon egyszerűvé teszi a feldolgozási kapacitás növelését a kisebb tételekről a teljesen kereskedelmi termelésre. A méretezés egy erősebb ultrahangos elszívó egység telepítésével vagy több ultrahangos készülék párhuzamos csoportosításával történhet. A UIP16000, Hielscher kínál a legerősebb ultrahangos elszívó világszerte.

Pontosan szabályozható amplitúdók az optimális eredmények érdekében

Minden Hielscher ultrasonicators pontosan szabályozható és ezáltal megbízható munka lovak a termelésben. Az amplitúdó az egyik legfontosabb folyamatparaméter, amely befolyásolja az illóolajok fahéjból történő ultrahangos extrakciójának hatékonyságát és hatékonyságát.
Minden Hielscher Ultrasonics’ A processzorok lehetővé teszik az amplitúdó pontos beállítását. A sonotrodes és a booster szarvak olyan tartozékok, amelyek lehetővé teszik az amplitúdó még szélesebb tartományban történő módosítását. A Hielscher ipari ultrahangos processzorai nagyon nagy amplitúdókat tudnak szállítani, és biztosítják a szükséges ultrahangos intenzitást igényes alkalmazásokhoz. Akár 200 μm-es amplitúdók is könnyedén működtethetők folyamatosan 24/7 üzemben.
A pontos amplitúdóbeállítások és az ultrahangos folyamatparaméterek intelligens szoftverrel történő állandó ellenőrzése lehetőséget ad arra, hogy a fahéj leveleit és kéregét a leghatékonyabb ultrahangos körülmények között kezelje. Optimális szonikálás a legjobb extrakciós eredmények érdekében!
A Hielscher ultrahangos berendezésének robusztussága lehetővé teszi az 24/7 működést nagy teherbírású és igényes környezetben. Ez teszi a Hielscher ultrahangos berendezését megbízható munkaeszközré, amely megfelel az extrakciós követelményeknek.

Egyszerű, kockázatmentes tesztelés

Az ultrahangos folyamatok teljesen lineárisak lehetnek. Ez azt jelenti, hogy minden eredmény, amelyet laboratóriumi vagy asztali ultrahangos készülékkel ért el, pontosan ugyanarra a kimenetre méretezhető pontosan ugyanazokkal a folyamatparaméterekkel. Ez teszi az ultrahangos kezelést ideális a kockázatmentes megvalósíthatósági teszteléshez, a folyamat optimalizálásához és az azt követő kereskedelmi gyártásba történő bevezetéshez. Lépjen kapcsolatba velünk, hogy megtudja, hogyan növelheti az ultrahangos kezelés a fahéjkivonat termelését.

Legmagasabb minőség – Németországban tervezték és gyártották

Családi tulajdonban lévő és családi vállalkozásként a Hielscher az ultrahangos processzorok legmagasabb minőségi előírásait helyezi előtérbe. Minden ultrahangos készüléket terveztek, gyártottak és alaposan teszteltek székhelyünkön, Teltow-ban, Berlin közelében, Németországban. A Hielscher ultrahangos berendezésének robusztussága és megbízhatósága teszi azt a munka lóvá a termelésben. 24/7 működés teljes terhelés alatt és igényes környezetben a Hielscher nagy teljesítményű keverőinek természetes jellemzője.

Az alábbi táblázat jelzi ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitását: