Ultrasonic Hydrodistillation od Essential Oils
- Ekstraksi konvensional minyak esensial adalah mahal dan memakan waktu.
- ekstraksi ultrasonik memberikan hasil yang lebih tinggi dan kualitas ekstrak unggul.
- Ultrasonik dapat dilakukan sebagai metode ekstraksi-pelarut atau berbasis air. Atau, sonikasi dapat dikombinasikan dengan sistem ekstraksi tradisional untuk meningkatkan efisiensi dan kualitas.
Hidrodistilasi dari Botanical Ekstrak
Hidrodistilasi adalah varian dari distilasi uap. Untuk ekstraksi, destilasi air, bahan tanaman direndam selama beberapa waktu di dalam air setelah campuran adalah bahan dipanaskan dan mudah menguap terbawa dalam uap, kental dan dipisahkan. Ini adalah proses ekstraksi umum untuk memisahkan senyawa fitokimia dari bahan tanaman. Distilasi uap adalah teknik umum untuk mengisolasi minyak atsiri, misalnya untuk wewangian tersebut.
Karena banyak senyawa organik cenderung terurai pada suhu berkelanjutan tinggi, industri ini melangkah ke depan untuk menggunakan metode pengolahan ringan alternatif, yang memberikan hasil ekstraksi yang lebih baik (kualitas unggul, hasil yang lebih tinggi).
Masalah teknik ekstraksi tradisional seperti penyulingan uap terletak pada jumlah besar bahan tanaman, yang diperlukan untuk mengekstrak minyak esensial pada skala komersial. Untuk 1kg (2 1/4 lb) minyak esensial lavender kira-kira. 200kg (440lb) bunga lavender segar yang dibutuhkan, untuk 1 kg minyak mawar adalah antara 2,5 dan 5 metrik ton kelopak mawar yang dibutuhkan dan untuk 1kg minyak esensial lemon, bahan bakunya terdiri dari kira-kira. 3.000 lemon Karena itu minyak esensial sangat mahal harganya. Untuk mawar mutlak harganya sekitar 20.000 € (21.000 US $) per liter.
Untuk mendapatkan keuntungan mengenai profitabilitas dan daya saing, produsen minyak esensial harus menerapkan metode ekstraksi yang lebih efisien dan efektif. Teknik-teknik yang menguntungkan dari ekstraksi ultrasonik unggul metode ekstraksi tradisional dengan kondisi ekstraksi ringan, hasil yang tinggi dan kualitas ekstrak unggul. Sonication dapat dilakukan sebagai ekstraksi berbasis pelarut atau pelarut bebas. Atau, ekstraksi ultrasonik dapat menggabungkan dengan sistem ekstraksi umum, misalnya Ekstraksi Soxhlet, Ekstraksi Clevenger, superkritis CO2, Ohmik hidrodistilasi dll (Sono-soxhlet, I-Clevenger, I-SCCO2, Ultrasonik ohmik hidrodistilasi).
Ultrasonic Ekstraksi Minyak Atsiri
ekstraksi ultrasonik telah terbukti memberikan hasil ekstraksi yang lebih tinggi dan untuk mengurangi konsumsi energi. Prinsip kerja dari ekstraksi ultrasonik adalah ledakan gelembung yang dihasilkan oleh kavitasi ultrasonik. Gelembung ledakan menghasilkan mikro-jet yang menghancurkan kelenjar lemak dalam jaringan sel tanaman. Dengan demikian, perpindahan massa antara sel dan pelarut ditingkatkan dan minyak esensial dilepaskan. Keuntungan utama dari extractors ultrasonik modern saat ini adalah kontrol yang lebih tepat parameter operasi (misalnya ultrasonik intensitas, suhu, waktu perawatan, tekanan, waktu retensi dll). Peningkatan hasil minyak esensial serta degradasi termal rendah, kualitas tinggi dan rasa yang baik terbukti secara ilmiah (Porto et al 2009;.. Asfaw et al 2005). Sementara teknik ekstraksi modern lainnya hanya menawarkan kemampuan terbatas untuk skala-up untuk produksi industri, potensi untuk meningkatkan ekstraksi ultrasonik untuk tingkat industri sudah terbukti. Misalnya, hasil ekstraksi dari minyak esensial dari jeruk Jepang meningkat 44% dibandingkan dengan metode ekstraksi tradisional (Mason et al. 2011).
Ultrasonic Pretreatment untuk Ekstraksi Minyak Atsiri
Untuk ekstraksi ultrasonik minyak esensial dari bahan tanaman (misalnya Lavandin, sage, jeruk dll), sistem sonikasi probe-jenis seperti UIP2000hdT dapat digunakan untuk ekstraksi di bangku-top, pilot dan skala produksi. Sistem ekstraksi bisa diseting sebagai sistem batch atau inline.
Untuk ekstraksi batch ultrasonik, wadah dengan pemandian air dingin di sekitarnya dianjurkan. Pemandian air memungkinkan untuk menghindari kenaikan suhu yang tidak diinginkan dan degradasi yang dihasilkan. Untuk ekstraksi minyak esensial lavandin, bunga lavender diekstraksi dengan misalnya 2L air suling untuk waktu ekstraksi 30 menit. Amplitudo ultrasonik diatur ke 60%. Setelah pretreatment ultrasonik, bunga lavender dilepaskan, dan penyulingan uap konvensional dilakukan untuk mengekstrak minyak esensial.
Untuk setup ekstraksi inline, prosesor ultrasonik ist dilengkapi dengan sonotrode dan sel mengalir. Untuk pendinginan tujuan, reaktor sel aliran dilengkapi dengan jaket pendinginan. Untuk pra-pengobatan ultrasonik, bahan tanaman macerated dipompa melalui ruang reaksi di mana ia melewati langsung melalui zona cavitational. Manfaat lebih lanjut dari ekstraksi inline ultrasonik adalah kemungkinan pressurizing ruang reaksi untuk meningkatkan efek ekstraksi.
Ultrasonik pra-perawatan sebelum hidrodistilasi meningkatkan hasil minyak atsiri dan meningkatkan tingkat ekstraksi – mengakibatkan prosedur yang lebih efisien secara keseluruhan.
ultrasonik hidrodistilasi
Penyiapan ultrasonik yang disesuaikan untuk ekstraksi
Keuntungan dari Ultrasonic Ekstraksi
- Cepat & ekstraksi yang efisien
- Non-termal, proses ringan
- ekstrak kualitas tinggi
- hasil yang tinggi
- spektrum aroma penuh
- bahan baku Kurang
- Ekstraksi hijau
Ultrasonic Produksi nanoemulsions
Kepentingan dalam menggunakan nanoemulsions sebagai sistem pengiriman untuk bahan makanan lipofilik, sebagai pembawa senyawa aktif dalam obat-obatan dan kosmetik secara signifikan tumbuh karena kejelasan tinggi optik, stabilitas fisik yang baik, dan kemampuan untuk meningkatkan bioavailabilitas. ultrasonic emulsi mempersiapkan mikro stabil dan nano-emulsi yang menjamin hasil terbaik dalam produk akhir.
Klik di sini untuk mempelajari lebih lanjut tentang emulsi ultrasonik!
Berbagai Efek Ultrasonik
Efek ekstraksi ultrasonik didasarkan pada prinsip Kavitasi ultrasonik. Kavitasi dalam cairan menciptakan gaya geser yang tinggi, streaming yang cair dan microturbulences, yang murni efek mekanik.
Clevenger dengan UP200Ht
Gambar:. Pingret et al, 2014.
Sistem Ekstraksi Ultrasonik
sistem tenaga USG Hielscher ini tersedia untuk bangku-top, pabrik percontohan dan instalasi pabrik industri. prosesor ultrasonik kami adalah justru dikontrol dan dapat memberikan amplitudo sangat tinggi (sampai 200μm untuk ultrasonicators industri, amplitudo tinggi atas permintaan) untuk menghasilkan medan akustik yang intens. Semua perangkat ultrasonik kami – dari laboratorium ke sistem industri – dibangun untuk 24/7 operasi di bawah kondisi tugas berat.
extractors ultrasonik Hielscher ini dapat diuji di skala bangku-top untuk tes kelayakan dan optimasi proses. Setelah itu, semua hasil proses dapat linear ditingkatkan untuk produksi industri penuh. Pengalaman panjang kami dalam pengolahan ultrasonik memungkinkan kita untuk berkonsultasi dan membantu klien kami dari tes pertama dan proses optimasi untuk pelaksanaan operasi industri yang sangat efisien. Kunjungi lab technial kami dan pusat proses untuk mengeksplorasi kemampuan sistem ultrasonik Hielscher ini!
sistem ultrasonik yang kuat kami dapat digunakan untuk batch dan sonikasi inline. Sebuah perkuatan lini produksi yang ada dapat dengan mudah dilakukan, juga.
Hubungi Kami! / Tanya Kami!
Literatur/referensi
- Dent, M.; Dragović-Uzelac, V; Elez Garofulić, I.; Bosiljkov, T.; Ježek, D.; Brnčić, M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound-assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from Sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q., 29 (3), 2015. 475–484.
- Djenni, Z.; Pingret, D.; Mason, T.J.; Chemat, F. (2013): Sono–Soxhlet: In Situ Ultrasound-Assisted Extraction of Food Products. Food Anal. Methods 6, 2013. 1229-1233.
- Li, Y.; Fabiano-Tixier, A.-S.; Chemat, F. (2014): Essential Oils as Reagents in Green Chemistry, SpringerBriefs in Green Chemistry for Sustainability, 2014. p.9-20.
- Petigny, L.; Périno-Issartier, S.; Wajsman, J.; Chemat, F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). Int. J. Mol. Sci. 2013, 14, 5750-5764.
- Pingret, D.; Fabiano-Tixier, A.-S.; Chemat, F. (2014): An Improved Ultrasound Clevenger for Extraction of Essential Oils. Food Anal. Methods 7, 2014. 9–12.
- Sicaire, Anne-Gaëlle; Vian, Maryline Abert; Fine, Frédéric; Carré, Patrick; Tostain, Sylvain; Chemat, Farid (2016): Ultrasound induced green solvent extraction of oil from oleaginous seeds. Ultrasonics Sonochemistry (2016), Vol. 31. 319-329.
- Yoswathana, N.; Eshiaghi, M.N.; Jaturapornpanich, K. (2012): Enhancement of Essential Oil from Agarwood by Subcritical Water Extraction and Pretreatments on Hydrodistillation. International Journal of Chemical, Molecular, Nuclear, Materials and Metallurgical Engineering Vol:6, No:5, 2012. 453-459.
Fakta-fakta yang Patut Diketahui
Berhasil Diambil oleh Ultrasonics
bahan tanaman dan tanaman berikut jaringan terbukti bahwa ekstraksi ultrasonik mencapai hasil ekstraksi ditingkatkan. Ekstraksi ultrasonik memberikan hasil yang lebih tinggi, ekstrak kualitas tinggi dengan majemuk lengkap / profil aroma dan spektrum rasa penuh.
Rempah & daun: spearmint, mint, Stevia, ganja, Hop, basil, thyme, merica, oregano, sage, adas, peterseli, kayu putih, Zaitun, teh hijau, teh hitam, Boldo, Tembakau, peppermint, marjoram, dll
Bunga (attars): Rose, lavender, ylang-ylang, melati, nilam, tuberose, mimosa, dll
Buah-buahan: jeruk, jeruk, lemon, raspberry, tomat, apel, blueberry, bilberry, mandarin, anggur, Zaitun, Jujube, dll
rempah-rempah: kunyit, ketumbar, Jahe, Laurel, pala, kayu manis, kunyit, vanili, cengkeh, pala, fuli dll
Kayu & kulit: gaharu, oak, kayu cendana, kayu cedar, pinus, kulit kayu manis, dll
Ekstrak botani mengandung spektrum penuh senyawa aktif dan fitokimia sehingga minyak esensial mengandung lipid, terpenes dan terpenoid, fenol, alkaloid, flavonoid, senyawa carbonylic, antioksidan, vitamin, pigmen, enzim, dll
Contoh molekul diekstrak: monoterpen dan monoterpeneoids, seskuiterpen, limonene, carvone, a-pinene, limonene, 1,8-cineole, cis-ocimene, trans-ocimene, 3-octanone, beta-karoten, α-pinene, kapur barus, camphene , β-pinene, myrcene, para-cymene, limonene, γ-terpinene, linalool, myrtenol, myrtenal, carvone.
Minyak atsiri menunjukkan antioksidan dan efek antimikroba, yang membuat mereka selain aroma dan rasa mereka bahan bermanfaat untuk produk makanan dan medis, juga.
minyak esensial, misalnya dari lavender, peppermint, dan kayu putih, sebagian besar diproduksi dengan distilasi uap. bahan tanaman baku seperti bunga, daun, kayu, kulit kayu, akar, biji, dan kulit yang diambil oleh penyulingan air sementara direndam dan direbus dengan air dalam alat distilasi.
hidrodistilasi
Untuk destilasi air, dua bentuk dibedakan: destilasi air dan destilasi uap.
Untuk isolasi minyak esensial dengan penyulingan air, bahan tanaman ditempatkan di air untuk direbus. Untuk penyulingan uap, uap disuntikkan ke / melalui bahan tanaman. Karena pengaruh air panas dan uap, minyak esensial dilepaskan dari kelenjar lipid di jaringan tanaman. Uap air yang menguap mengeluarkan minyak dari bahan tanaman. Setelah itu, uap dikondensasikan dalam kondensor dengan pendinginan tidak langsung dengan air. Dari kondensor, ekstrak suling (essential oil) mengalir ke dalam separator, dimana minyak memisahkan secara otomatis dari air distilat.
Ekstraksi Pelarut
Karena efisiensi, minyak yang paling penting, misalnya untuk industri parfum dan wewangian, diproduksi oleh ekstraksi pelarut, menggunakan pelarut yang mudah menguap, misalnya heksana, di-metilen klorida, atau petroleum eter. Keuntungan utama dari ekstraksi pelarut lebih distilasi adalah bahwa suhu seragam (approx. 50 ° C) dapat dipertahankan selama proses. Sejak suhu yang lebih tinggi mengakibatkan degradasi senyawa minyak atsiri, minyak pelarut diekstrak ditandai dengan kelengkapan lebih tinggi dari senyawa volatil dan bau lebih alami.
superkritis CO2 terbukti pelarut organik sangat baik, juga dan karena itu adalah metode alternatif lain untuk ekstraksi minyak aromatik dari tumbuhan.
Pelarut ekstraksi
pelarut organik tradisional untuk ekstraksi termasuk benzena, toluena, heksana, dimetil eter, petroleum eter, di-metilen klorida, etil asetat, aseton, atau etanol.
Etanol digunakan untuk mengekstrak senyawa harum dari bahan tanaman kering, serta dari minyak tidak murni atau beton yang telah diproduksi terlebih dahulu dengan ekstraksi pelarut organik, ekspresi, atau enfluerage. ekstrak etanol dari bahan kering dikenal sebagai tincture. Tincture tidak harus bingung dengan mencuci etanol, yang dilakukan untuk memurnikan minyak dan beton untuk mendapatkan absolut.
Ketika air digunakan sebagai cairan ekstraksi, proses ini disebut ekstraksi pelarut bebas.
minyak esensial
Minyak atsiri yang dihasilkan oleh ekstraksi dari bahan tanaman. Sebagai bahan baku berbagai jenis bagian tanaman dapat digunakan, misalnya bunga (misalnya mawar, melati, anyelir, cengkeh, mimosa, rosemary, lavander), daun (misalnya mint, Ocimum spp., serai, jamrosa), daun dan batang (misalnya geranium, nilam, petitgrain, verbena, kayu manis), kulit ( misalnya kayu manis, cassia, Canella), kayu (misalnya cedar, sandal, pinus), akar (misalnya angelica, sassafras, vetiver, saussurea, valerian), biji (misalnya adas, ketumbar, jintan, dill, pala), buah-buahan (bergamot, jeruk, lemon, juniper), rimpang (misalnya jahe, Calamus, curcuma, orris) dan gusi atau exudations oleoresin (misalnya balsam Peru, Myroxylon balsamum, storax, mur, benzoin).
Beton dan Absolute
Beton adalah istilah untuk massa semi-padat yang diperoleh dengan ekstraksi pelarut bahan tanaman segar. Bahan tanaman segar kebanyakan diekstrak menggunakan pelarut nonpolar benzena tersebut, toluena, heksana, petroleum eter. Setelah proses ekstraksi, pelarut diuapkan, sehingga residu semi-padat dari minyak esensial, lilin, resin dan lipofilik (hidrofobik) fitokimia lainnya diperoleh. Ini adalah yang disebut beton.
Untuk mendapatkan mutlak dari beton, beton harus diperlakukan dengan alkohol yang kuat di mana konstituen tertentu dapat dibubarkan.