Decaffeinizzazione senza solventi con Power-Ultrasound

  • Il processo convenzionale di decaffeinizzazione di caffè e tè richiede l'uso di solventi tossici.
  • La decaffeinizzazione a ultrasuoni è un efficiente metodo di intensificazione che consente di rimuovere la caffeina in una procedura di estrazione a base di acqua senza l'uso di solventi aggressivi.
  • La decaffeinizzazione ad ultrasuoni è un metodo economico, efficace e verde per produrre caffè decaffeinato di alta qualità, tè e prodotti a base di cacao.

Decaffeinizzazione con ultrasuoni

La caffeina è una sostanza solubile in acqua, per cui l'acqua può essere utilizzata per la rimozione della caffeina da caffè, tè e cacao. I processi di decaffeinizzazione convenzionali utilizzano una sostanza chimica come agente decaffeinizzante (come cloruro di metilene, CO2 o acetato di etile) per accelerare il processo. Utilizzando l'estrazione ad ultrasuoni a base di acqua in combinazione con il carbone attivo come agente decaffeinizzante, si prepara un prodotto di caffè, tè o cacao decaffeinato con un processo organico e rispettoso dell'ambiente.

Vantaggi della decaffeinizzazione ad ultrasuoni

  • Alta qualità (caffè premium)
  • senza solventi
  • Leggero, non termico
  • Risparmio energetico
  • Rapido
  • Adatto per prodotti certificati biologici
  • ROI veloce
  • facilità d'uso
  • Rispettoso dell'ambiente

Intensificato a ultrasuoni Swiss Water Decaffeination

La decaffeinizzazione assistita da ultrasuoni è un processo di intensificazione della cosiddetta Swiss water decaffeination .
Il processo di decaffeinizzazione ad acqua svizzero funziona sulla base della dissoluzione e dell'osmosi per rimuovere la caffeina dai chicchi di caffè, dalle foglie di tè e dai semi di cacao.
L'integrazione degli ultrasuoni a sonda nel processo di decaffeinizzazione dell'acqua svizzera comporta l'inserimento della sonicazione in fasi specifiche del processo per migliorare l'estrazione della caffeina. Il processo di decaffeinizzazione dell'acqua svizzera prevede quattro fasi principali. Sebbene l'implementazione degli ultrasuoni per una decaffeinizzazione più efficiente possa variare a seconda della configurazione e dell'apparecchiatura specifica, ecco una panoramica generale di come gli ultrasuoni a sonda vengono principalmente integrati per migliorare il processo:

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Estrattore a ultrasuoni installato su un reattore per la decaffeinizzazione di tè e caffè
 
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L'estrazione ad ultrasuoni è il metodo superiore per produrre caffè a freddo da caffè macinato. La sonicazione rilascia i composti aromatici e la caffeina in pochi secondi.

Estrazione ad ultrasuoni di caffeina e preparazione di caffè a freddo

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  1. Fase di ammollo: La fase iniziale del processo di decaffeinizzazione Swiss Water prevede l'immersione dei chicchi di caffè verde in acqua calda per creare una soluzione acquosa carica di aromi. Durante questa fase di ammollo, è possibile utilizzare un ultrasuonatore a sonda per applicare la sonicazione e facilitare l'estrazione della caffeina dai chicchi. Gli ultrasuoni sono noti per la loro capacità di intensificare i processi di estrazione di composti bioattivi come la caffeina dai materiali vegetali. Le forze meccaniche della cavitazione ultrasonica/acustica perforano e disgregano le cellule e favoriscono il trasferimento di massa. In questo modo, la caffeina viene rimossa dai chicchi e rilasciata in modo efficiente nell'acqua. Grazie a questi effetti, la sonicazione accelera notevolmente il processo di decaffeinizzazione. La caffeina estratta con gli ultrasuoni è un prezioso additivo per alimenti e bevande, ad esempio per le bevande energetiche.
  2. Fase di rimozione della caffeina: Dopo l'ammollo iniziale, l'acqua carica di aroma contenente caffeina viene separata dai chicchi di caffè. Quest'acqua viene in genere fatta passare attraverso filtri a carboni attivi per rimuovere la caffeina. La porosità del filtro è dimensionata in modo da catturare solo le molecole di caffeina più grandi, lasciando passare le molecole di olio e di aroma più piccole. In questo modo il filtro a carbone trattiene la caffeina, mentre l'acqua filtrata contiene tutte le sostanze bioattive più piccole, note per conferire al caffè, al tè e al cacao il loro aroma caratteristico e il loro valore nutrizionale.
  3. Fase di riassorbimento: I fagioli decaffeinati, che sono stati privati della caffeina e delle molecole aromatiche, vengono scartati. L'acqua arricchita di caffeina e polifenoli (nota anche come "Estratto di caffè verde") è molto preziosa e viene utilizzata per rimuovere la caffeina da un lotto fresco di chicchi di caffè ancora contenenti caffeina.
    Poiché l'acqua è satura di molecole di aroma e di altre sostanze bioattive, questi composti non possono dissolversi nella partita di caffè fresco. In questo modo, solo le molecole di caffeina vengono rilasciate dai chicchi di caffè nell'acqua e la decaffeinizzazione avviene senza rimuovere l'aroma e altre preziose sostanze fitochimiche. Una volta che l'acqua carica di aroma è priva di caffeina, viene riutilizzata per estrarre la caffeina da un nuovo lotto di chicchi di caffè verde. Anche questa fase di riassorbimento può beneficiare dell'uso di ultrasuoni a sonda. I chicchi verdi vengono immersi nell'acqua carica di aromi e viene applicata l'ultrasuonoterapia per facilitare l'estrazione della caffeina. La sonicazione aiuta a migliorare la penetrazione dell'acqua nei chicchi, migliorando l'efficienza dell'estrazione e riducendo il tempo di estrazione.
  4. Riassorbimento e asciugatura ripetuti: Le fasi di riassorbimento e sonicazione possono essere ripetute più volte fino a raggiungere il livello di decaffeinizzazione desiderato. Dopo il riassorbimento finale, i chicchi di caffè decaffeinato vengono in genere essiccati e l'acqua carica di aroma è pronta per essere riutilizzata nel lotto successivo.
La decaffeinizzazione ad ultrasuoni in acqua è una tecnica eccellente per la decaffeinizzazione di caffè e tè biologici prodotti consapevolmente.

 

L'estrazione botanica a ultrasuoni offre rese più elevate. L'omogeneizzatore Hielscher UIP2000hdT, da 2000 watt, è sufficientemente potente per estrarre facilmente lotti da 10 litri a 120 litri.

Estrazione a ultrasuoni di prodotti botanici - Lotto da 30 litri / 8 galloni

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Ultrasuonatore UIP6000hdT per la decaffeinizzazione industriale di caffè in grani, tè e cacao. Gli ultrasuoni facilitano e intensificano il processo di decaffeinizzazione con acqua svizzera.

Decaffeinizzazione dell'acqua svizzera intensificata con ultrasuoni: Ultrasuonatore industriale UIP6000hdT per la decaffeinizzazione continua

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Caso di studio sulla decaffeinizzazione a ultrasuoni dei chicchi di caffè

Sonda a ultrasuoni UP400St per l'estrazione efficiente della caffeina da chicchi di caffè, tè e cacao. Gli ultrasuoni intensificano e migliorano il processo di decaffeinizzazione con acqua svizzera.Lo studio di Huamaní-Meléndez e Darros-Barbosa (2018) mirava a indagare l'effetto dell'intensità, dell'impulso e della temperatura degli ultrasuoni sull'estrazione della caffeina dai chicchi di caffè Arabica utilizzando un mezzo acquoso. I ricercatori hanno utilizzato la sonda a ultrasuoni ad alta intensità UP400S di Hielscher (400 watt; si veda l'immagine a sinistra) e hanno eseguito esperimenti a diverse intensità, durate degli impulsi e temperature. Hanno scoperto che l'aumento dell'intensità degli ultrasuoni e della durata degli impulsi ha portato a un tasso di estrazione della caffeina più elevato, ma solo fino a un certo punto, dopo il quale ulteriori aumenti non hanno migliorato significativamente l'estrazione. Le condizioni ottimali per l'estrazione della caffeina sono risultate essere un'intensità di ultrasuoni di 75 W/cm2 , una durata dell'impulso di 5 secondi e una temperatura di 25°C. Lo studio fornisce un protocollo specifico per l'utilizzo degli ultrasuoni per estrarre la caffeina dai chicchi di caffè e suggerisce che questo metodo potrebbe essere un'alternativa efficace ed ecologica ai tradizionali processi di decaffeinizzazione.

Ultrasuonatori ad alte prestazioni per la decaffeinizzazione senza solventi

Hielscher Ultrasonics offre ultrasuoni ad alte prestazioni per processi di estrazione e decaffeinizzazione delicati ma altamente efficaci. Con una potenza di ultrasuoni da 50 a 16.000 watt per ultrasuonatore, la gamma di ultrasuonatori Hielscher ha l'ultrasuonatore ideale per il vostro processo di estrazione e decaffeinizzazione del caffè!
In qualità di produttore e consulente di lunga data per gli ultrasuoni ad alta potenza e le loro applicazioni, Hielscher è il vostro partner per i processi di estrazione assistiti da ultrasuoni. I processori a ultrasuoni Hielscher sono installati in tutto il mondo per applicazioni nel settore alimentare. & industria delle bevande, farmaceutica e chimica.
Non solo forniamo estrattori ad ultrasuoni ad alta potenza, ma assistiamo i nostri clienti anche con la nostra profonda conoscenza. Il nostro servizio clienti spazia dalla consulenza e studi di fattibilità, all'ottimizzazione dei processi e delle apparecchiature pilota fino all'installazione di sistemi ad ultrasuoni su scala industriale.
Offrendo un'ampia gamma di processori a ultrasuoni e di accessori (come sonotrodi, celle a flusso e reattori), possiamo consigliarvi il sistema più adatto a soddisfare i requisiti della vostra capacità e delle vostre condizioni di processo. L'installazione e il retrofit in linee di processo esistenti possono essere eseguiti facilmente, poiché i nostri estrattori a ultrasuoni possono essere integrati senza grandi modifiche.
Il nostro personale ben addestrato di consulenti di processo, chimici e ingegneri guida i nostri clienti verso un'installazione e un funzionamento di successo. L'attrezzatura Hielscher ha una robustezza eccezionale e richiede solo una manutenzione molto bassa. Per l'addestramento operativo, la prima messa in servizio e il servizio di manutenzione, abbiamo un team ben addestrato che assiste i nostri clienti.

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Il tè freddo viene preparato rapidamente per sonicazione. Il UP400St estrae dalle foglie di tè il sapore e i composti che promuovono la salute in pochi secondi senza applicare calore.

Estrazione a ultrasuoni del tè - Hielscher Ultrasonics (Tea Cold Brewing)

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Perché Hielscher Ultrasonics?

  • Qualità superiore
  • Prodotto in Germania
  • Funzionamento 24/7
  • Omologazione per impieghi gravosi
  • Semplice installazione e retrofitting
  • Funzionamento semplice e sicuro
  • Facile da pulire
  • Bassa manutenzione
  • Conoscenza e consulenza
  • Servizio clienti


Particolarità / Cose da sapere

Decaffeinizzazione

Durante il processo di decaffeinizzazione, la caffeina viene rimossa dai chicchi di caffè, dal cacao, dalle foglie di tè o da altro materiale contenente caffeina. Le bevande decaffeinate, come il caffè o il tè decaffeinato, sono sempre più richieste. Il processo di decaffeinizzazione assistito da ultrasuoni aiuta a produrre prodotti decaffeinati di alta qualità, biologici e salutari. L'assenza di prodotti chimici aggressivi è economica, in quanto non è più necessario il costo dei solventi e il loro recupero ad alta intensità energetica tramite evaporazione. Il prodotto decaffeinato preparato (caffè, tè, cacao) è più sano, poiché nei prodotti decaffeinati con solvente si possono trovare tracce di solvente dopo la sua rimozione. Ciò rende la decaffeinizzazione assistita da ultrasuoni ecologicamente e ambientalmente favorevole.

Letteratura/riferimenti


Ultrasuoni ad alte prestazioni! La gamma di prodotti Hielscher copre l'intero spettro, dagli ultrasuoni da laboratorio compatti alle unità da banco fino ai sistemi a ultrasuoni industriali completi.

Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori a ultrasuoni ad alte prestazioni da laboratorio a dimensione industriale.


Saremo lieti di discutere il vostro processo.

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