Teknologi ultrasound Hielscher

Ultrasonic ekstraksi kafein

Ultrasonik adalah metode yang efektif yang digunakan untuk ekstraksi kafein dan senyawa-senyawa aktif lain dari kopi. Perangkat ultrasonik yang kuat membantu proses ekstraksi serta memaksimalkan hasil dan memperpendek waktu pengolahan.
Kopi – dibuat dari biji kopi yang di panggang – adalah minuman yang sangat populer yang dikonsumsi di seluruh dunia. Selain untuk dampak vitalitas jika dikonsumsi sebagai minuman stimulan, senyawa kopi juga menarik untuk makanan, farmasi (misalnya untuk penghilang rasa sakit) dan Industri Kosmetik seperti yang digunakan sebagai aditif yang berharga dalam berbagai produk. Hal ini berlaku terutama untuk kafein (1,3,7-trimethylxanthine) dan antioksidan, yang dikenal untuk efek positif pada kesehatan manusia. Kopi berisi, antara lain, fenolik diterpenes seperti cafestol dan kahweol, dan asam askorbat, yang dikenal untuk aktivitas antioxidative. Studi epidemiologi menyarankan bahwa bahan coffee mungkin memiliki efek pencegahan pada beberapa penyakit kronis, termasuk diabetes mellitus tipe 2, penyakit Alzheimer, Parkinson's disease, dan penyakit hati seperti sirosis dan karsinoma hepatoseluler.
Ultrasonics adalah alat yang terkenal dan terbukti untuk berbagai aplikasi dalam berbagai industri. Sebuah aplikasi yang sangat sukses adalah ekstraksi Extraction / Ekstraksi. Dengan demikian, efekk avitasi ultrasonik pada sel bahan menyebabkan sel gangguan dan melepaskan bagian intraseluler.
Oleh sonication, kafein dan senyawa kopi yang lain dapat diekstraksi dengan sangat efisien.

Struktur kimia dari kafein

Ultrasound dengan Kekuatan Besar

Untuk memastikan pemahaman yang lebih mudah dari ultrasound membantu prosedur ekstraksi , efek ultrasound didalam cairan harus dijelaskan.
Ultrasound – dipertemukan pada cairan – menyebabkan efek lokal yang sangat ekstrim. Ketika mengsonikasi cairan dengan intensitas yang tinggi, gelombang suara yang merambat ke dalam media cair mengakibatkan tekanan balik yang tinggi (kompresi) dan siklus bertekanan rendah (penjernihan), dengan tingkat tergantung pada frekuensi. Selama siklus bertekanan rendah, intensitas gelombang ultrasonik yang tinggi membuat gelembung-gelembung vakum kecil atau void dalam cairan. Ketika gelembung mencapai volume di mana mereka tak dapat lagi menyerap energi, mereka runtuh keras selama siklus bertekanan tinggi. Fenomena ini disebut Kavitasi. Selama ledakan suhu yang sangat tinggi (approx. 5, 000K) dan tekanan (kira-kira 2, 000atm) yang dapat dicapai secara lokal. Ledakan gelembung kavitasi juga mengakibatkan kecepatan cairan jet sampai 280 m/sn. [Suslick 1998] Oleh kekuatan-kekuatan ekstrim ini sonolysis terjadi, dinding sel terganggu, dan bahan intraseluler diekstrak.

Ultrasonically kavitasi dihasilkan pada horn UIP1500hd - 1.5kw perangkat ultrasonik. Untuk visibilitas yang lebih baik, cairan diterangi dengan cahaya biru dari dasar kolom kaca.

Ultrasonik kavitasi dalam cairan

Ultrasonikasi membantu ekstraksi yang merupakan alternatif yang murah, sederhana dan efisien dibandingkan dengan teknik ekstraksi konvensional. Keuntungan utama dari ultrasound dalam ekstraksi solid–liquid adalah termasuk peningkatan hasil ekstraksi dan kinetika lebih cepat. Ultrasonik ekstraksi adalah teknik yang sering digunakan untuk ekstraksi bahan tanaman menggunakan pelarut cair dan terbukti untuk proses ekstraksi lebih cepat dan lebih lengkap dibandingkan dengan metode tradisional karena luas permukaan antara fase padat dan cair secara signifikan lebih besar diseñaban oleh cell disruption dan dispersi partikel.
Dengan penggunaan sonication operasi temperatur juga dapat dikurangi, memungkinkan ekstraksi komponen pada suhu-sensitif. Dibandingkan dengan teknik ekstraksi lainnya seperti ekstraksi dengan mikrowave, peralatan ultrasound lebih murah dan mudah digunakan. Selanjutnya, proses ekstraksi ultrasonically dibantu dapat digunakan dengan pelarut apapun, seperti ekstraksi Soxhlet, untuk mengeluarkan berbagai macam senyawa alami. [Wang et al. 2006] Jika perlu, ledakan-bukti sistem untuk proses industri kapasitas tersedia.
Keuntungan besar dari ultrasonics adalah pengaruh pada proses parameter utama: amplitudo, waktu, suhu, tekanan, dan viskositas. Dengan demikian, proses ekstraksi dapat dioptimalkan untuk memastikan bahwa struktur ekstrak tidak menjadi rusak.

Ekstraksi Senyawa Kopi dengan Ultrasonik

Ultrasound membantu ekstraksi yang merupakan metode umum dan digunakan untuk mengisolasi bahan bioaktif dari material tanaman [Dong et al. 2010]. Mengenai biji kopi, kafein dan antioksidan fenolik kemungkinan senyawa yang paling berharga untuk ekstraksi karena berbagai aplikasi dalam industri farmasi dan makanan. Tetapi juga flavonoid, asam klorogenat dan asam protocatechuic ekstrak yang digunakan sebagai aditif.
Menggunakan metode ekstraksi tradisional seperti ekstraksi cairan dalam pelarut, pada umumnya efisiensi ekstraksi meningkat dengan meningkatnya suhu ekstraksi. Hal ini menyebabkan seringnya kerusakan dan kehilangan kualitas ekstraksi sebagaimana suhu mempengaruhi stabilitas senyawa fenolik.
Ultrasound membantu ekstrasi caira-padat telah terbukti sebagai metode ekstraksi efektif dan hemat waktu. Kekuatan ultrasonik yang sangat kuat memberi energi yang diperlukan untuk ekstraksi, sehingga membutuhkan seikit atu tidak banyak pelarut. Suhu dapat dikontrol baik untuk sonikasi batch atau flow cell reaktor dapat dengan efisien didinginkan (atau dipanaskan jika diperlukan). Untuk proses ekstraksi dengan pelarut, Hielscher Ultrasonics dilengkapi juga dengan ATEX dan FM dents sertifikat ultrasonik sistem tahan ledakan.
Karena kekuatan ekstraksi ultrasound yang intens, juga kopi yang sudah habis (sisa dari kopi) masih menjadi bahan baku yang kaya dengan senyawa yang dapat diekstrak. Karena bahan limbah kopi murah dan tersedia dalam jumlah banyak, ini adalah bahan baku yang ideal untuk ekstraksi sisa senyawa aktif. Meski kandungan kafein dan komponen lainnya dalam limbah kopi lebih rendah daripada bubuk kopi yang tidak digunakan, masih banyak yang tersisa dan bisa diekstrak. Untuk melepaskan senyawa ini dari bubuk kopi, pengaruh penuh pada parameter pemrosesan menjadi sangat penting. Ultrasound berdaya tinggi mampu mengekstrak senyawa aktif dalam jumlah tinggi dalam waktu pemrosesan yang singkat.

Ultrasonikasi adalah teknik sukses untuk mengekstrak senyawa aktif, rasa dan komponen lainnya dalam intraseluler dari sel-sel sayuran.

Ultrasonik inline prosesor UIP1500hd

Permintaan Informasi




Perhatikan Kebijakan pribadi.


Ekstraksi Kafein

Kafein dapat dikatakan sebagai minuman yang paling sering dikonsumsi. Karena kafein tidak hanya dikonsumsi sebagai kopi yang diseduh, ekstraksi kafein digunakan di industri untuk mengolah produk lain dengan kafein sebagai aditif. Dengan demikian, memungkinkan untuk membuat kopi yang lebih kuat atau untuk merumuskan membuat minuman ringan (misalnya cola), minuman energi atau makarna lainnya (misalnya coklat).
Tapi kafein tidak hanya digunakan sebagai aditif di Makanan makan, namun madalah senyawa yang penting di dalam farmasi. Aplikasi umum dari ekstraksi kafein adalah misalnya untuk pencampuran obat untuk sakit kepala dan migren atau penghilang rasa sakit.
Untuk mengekstrak kafein, alkaloid utama dalam kopi, ultrasonikasi adalah metode yang cocok. Wang dan rekan-rekannya [Wang et al. 2011] menemukan bahwa hanya waktu singkat ekstraksi yang dibutuhkan untuk mencapai keadaan jenuh, jika menggunakan ultrasonik. Ini berarti bahwa teknik ultrasound memberikan penghematan yang sangat efisien dan waktu untuk memperoleh kafein.

Ekstraksi ultrasonik adalah metode unggul untuk menghasilkan kopi dingin-minuman dari tanah kopi. Sonication melepaskan senyawa rasa dan kafein dalam hitungan detik.

Ultrasonic ekstraksi kafein dan menyeduh kopi dingin-Brew

Senyawa Aromatik dan Rasa

Senyawa volatil kopi adalah bagian paling berharga dari biji kopi panggang dan memberikan rasa kopi dan aroma yang unik. Kualitas kopi yang larut dapat ditingkatkan secara substansial dengan menambahkan minyak untuk menyerap aroma bubuk kopi.
Sebuah studi perbandingan, menguji ekstraksi senyawa fenolik dari stroberi, menunjukkan bahwa ekstraksi ultrasonik menyebabkan kurangnya degradasi phenolic dan proses ekstraksi lebih cepat dibandingkan dengan metode ekstraksi lainnya termasuk air cair-padat, subkritis dan metode mikrowave. [Herrera et al. 2005]
Studi dari Wang dan rekan-rekannya [Wang et al. 2011] menunjukkan bahwa frekuensi rendah, daya tinggi ultrasound lebih efisien untuk ekstraksi rasa kopi. Terutama untuk 4-Tridecanone dan 2-Methoxy-3-Methylpyrazine, mereka menemukan teknik ekstraksi ultrasonik lebih mudah dan efisien memperoleh hasil ekstraksi sangat tinggi. Selanjutnya, ditunjukkan bahwa suhu harus dikendalikan sebagai komponen untuk sebab rasa kopi sangat mudah menguap pada suhu tinggi. Mereka mencapai hasil ekstraksi baik dalam kisaran suhu antara 35 ~ 65 ° C di bawah iradiasi ultrasonik waktu yang watt yang relatif singkat.

Ekstraksi teh

Hasil yang dicapai dengan ekstraksi yang dibantu ultrasonik juga sesuai untuk ekstraksi senyawa teh (misalnya daun teh hijau). Sebuah studi oleh Xia et al. Menunjukkan kandungan polifenol teh yang jauh lebih tinggi, asam amino dan kafein dalam infus teh secara ultrasonik dibandingkan dengan yang diperoleh dengan ekstraksi konvensional. Hal ini menghasilkan hasil yang lebih baik selama evaluasi organoleptik yang ternyata: kualitas sensorik infus teh dengan ekstraksi ultrasonik dibantu lebih baik daripada infus teh dengan ekstraksi konvensional. [Xia et al. 2005]

Ultrasonikator Hielscher, misalnya UP200S (dalam gambar), sangat berhasil untuk ekstraksi materi intra seluler.

Ultrasonik ekstraksi dari tumbuh-tumbuhan

Kesimpulan

Ultrasonikas membantu Extraction / Ekstraksi merupakan metode yang efisien, dapat menghemat waktu dan dikendalikan untuk ekstraksi senyawa aktif dari kopi. Senyawa yang paling menarik dan berharga adalah kafein dan antioksidan seperti fenolik diterpenes (cafestol, kahweol), dan asam askorbat. Keuntungan utama dari ekstraksi dengan bantuan ultrasound didasrakan oleh pengaruh dan kontrol atas parameter ekstraksi ultrasonik.

Literatur / Referensi

  • Cao, Chuanhai; Wang, Li; Lin, Xiaoyang; Mamcarz, Malgorzata; Zhang, Chi; Bai, Ge; Nong, Jasson; Sussman, Sam; Arendash, Gary (2011): Kafein bersinergi dengan komponen kopi lain untuk Meningkatkan GCSF Plasma: Keterkaitan dengan Manfaat Kognitif di Mice Alzheimer. Journal of Alzheimer Disease 25/2, 2011. 323-335.
  • Dong, Juane; Liu, Yuanbai; Liang, Zongsuo; Wang, Weiling (2010): Investigasi pada ekstraksi USG-dibantu dari salvianolic asam B dari Salvia miltiorrhiza root. Ultrasonics Sonochemistry 17/1, 2010. 61-65.
  • Herrera, M.C .; Luque de Castro, gelar M.D. (2005): USG-dibantu ekstraksi senyawa fenolik dari stroberi sebelum pemisahan kromatografi cair dan deteksi ultraviolet fotodioda larik. Journal of Chromatoraphy A, 1100, 2005. 1-7.
  • Higdon, Jane V .; Frei, Balz (2006): Kopi dan Kesehatan: Sebuah Tinjauan Penelitian Manusia Terbaru. Kritis Ulasan di Ilmu Pangan dan Gizi, 46/2, 2006. 101-123.
  • Mussato, Solange saya .; Ballesteros, Lina F .; Martins, Silvia; Teixeira, José A (2011): Ekstraksi senyawa fenolik antioksidan dari bubuk kopi menghabiskan. Pemisahan dan Pemurnian Teknologi 83 / 2011. 173-179.
  • Sheu, Shane-Rong; Wang, Cheng-Chi; Chang, Sheng-Yu; Yang, Li-Chen, Jang, Ming-Jyi; Cheng, Po-Jen (2009): Pengaruh Proses Ekstraksi Manufaktur pada Kafein Konsentrasi. Dalam: Prosiding Internasional MultiConference of Engineers dan Komputer Ilmuwan 2009 Vol II, IMECS 2009, Maret 18 – 20, 2009, Hong Kong.
  • Sulick, K.S .: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. 4th ed. J. Wiley & Putra: New York; 26, 1998. 517-541.
  • Wang, Cheng-Chi; Sheu, Shane-Rong; Chou, Ya-Yen; Jang, Ming-Jyi; Yang, Li-Chen (2011): Sebuah novel dioptimalkan proses ekstraksi hemat energi pada kopi. Thermal Ilmu 15/1, 2011. 53-59.
  • Wang, Lijun; Weller, Curtis L. (2006): Kemajuan terbaru dalam ekstraksi nutraceuticals dari tanaman. Tren di Ilmu Pangan & Teknologi 17, 2006. 300-312.
  • Xia, Tao; Shi, Siquan; Wan, Xiaochun (2006): Dampak ultrasonik yang dibantu ekstraksi pada kimia dan kualitas sensorik dari infus teh. Journal of Food Teknik 74/4, 2006. 557-560.

Hubungi kami / informasi lebih lanjut

Hubungi kami mengenai kebutuhan pengolahan Anda. Kami akan merekomendasikan parameter setup dan pengolahan yang paling cocok untuk proyek Anda.





Harap dicatat bahwa Kebijakan pribadi.