Tecnologia ad ultrasuoni Hielscher

Turbo estrazione di cannella con ultrasuoni

L'estrazione tradizionale della cannella richiede tempo e relativamente inefficiente. L'estrazione ad ultrasuoni è una tecnica di intensificazione del processo semplice ma altamente efficiente che riduce il tempo di estrazione a poche ore e aumenta contemporaneamente la resa in olio essenziale di cannella.

Estrazione di cannella migliorata con gli ultrasuoni

Cinnamon bark and powder for ultrasonic extraction of cinnamon essential oil.L'estrazione tradizionale dell'olio essenziale di cannella si ottiene mediante distillazione a vapore di corteccia e foglie di cannella. La tradizionale distillazione a vapore è molto lenta e richiede tempo. Maggiore è la resa mirata di olio di cannella, più lunga è la distillazione a vapore, il che significa che la distillazione a vapore di un bollitore di foglie di cannella può richiedere fino a 12 ore, mentre la distillazione a vapore della corteccia di cannella può richiedere più di 24 ore. L'estrazione ad ultrasuoni rompe le strutture cellulari della corteccia di cannella e lascia in modo che l'olio di cannella venga rilasciato rapidamente e completamente. L'estrazione ad ultrasuoni accelera notevolmente la distillazione a vapore, abbreviando il tempo di lavorazione da una giornata intera a poche ore aumentando la resa dell'olio essenziale di cannella.
L'estrazione ad ultrasuoni rilascia l'intero spettro dei composti aromatici della cannella, tra cui cinnamaldeide, linalolo, eugenolo e acido cinnamico. Dare un estratto a spettro completo di composti di oli essenziali di alta qualità è la ragione della qualità superiore degli oli di cannella estratti ad ultrasuoni. Soprattutto la cinnamaldeide, il principale composto organico, conferisce alla cannella il suo sapore e profumo caratteristici. Poiché la sonicazione è un trattamento non termico, i composti dell'olio essenziale sono prevenuti dalla degradazione termica. Pertanto, l'estrazione ad ultrasuoni produce oli essenziali dall'aroma intenso che soddisfano i più elevati standard di qualità.
L'estrazione ad ultrasuoni può essere applicata alla corteccia e alle foglie di cannella. L'olio di foglie di cannella ha un profumo più forte rispetto all'olio di corteccia. Le foglie di cannella contengono elevate quantità di eugenolo.

Vantaggi dell'estrazione ultrasonica della cannella

  • Rendimenti più elevati
  • Qualità superiore
  • Estrazione rapida
  • Temperatura più bassa
  • economica
Ultrasonic extraction gives superior cinnamon essential oil yields in a rapid process

Estrattore ad ultrasuoni UIP4000hdT per l'estrazione continua della cannella

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Perché l'estrazione ad ultrasuoni eccelle nella distillazione a vapore

Per produrre oli essenziali dalla cannella attraverso la distillazione a vapore, gli oli essenziali devono prima essere liberati dalla matrice della pianta (cioè le cellule vegetali nelle foglie di cannella o nella corteccia). Nella distillazione a vapore, il materiale vegetale della cannella viene fatto bollire fino a 24 ore in bollitori. Il calore da solo è relativamente inefficiente per rompere le strutture cellulari e rilasciare gli oli essenziali intrappolati. Generalmente, l'ebollizione non rilascia completamente gli oli essenziali intrappolati e si sprecano quantità maggiori di oli residui, poiché non sono stati estratti. Dopo il processo di estrazione con il calore, avviene la distillazione a vapore. Pertanto, una miscela di due liquidi immiscibili (cioè olio essenziale e acqua) viene fatta bollire. La miscela inizia a bollire quando la loro pressione di vapore combinata è pari a 760 mm Hg. Il punto di ebollizione di una miscela di acqua e olio essenziale sarà quindi inferiore al punto di ebollizione di uno dei due componenti separatamente. L'idrodistillazione tradizionale presenta notevoli inconvenienti: Il lungo processo di ebollizione e di vaporizzazione è molto dispendioso in termini di tempo e di energia.
L'estrazione ad ultrasuoni funziona per cavitazione acustica. La cavitazione acustica si verifica quando le onde ultrasoniche di potenza sono accoppiate in un liquido (ad esempio una sospensione composta da materiale botanico in un solvente o acqua). Le onde ultrasoniche viaggiano attraverso il liquido causando cicli alternati di alta pressione / bassa pressione. Durante i cicli di bassa pressione si creano minuscole bolle di vuoto (le cosiddette bolle di cavitazione) che crescono durante diversi cicli di pressione. Ad una certa dimensione, quando le bolle non possono assorbire più energia, implodono violentemente durante un ciclo di alta pressione. L'implosione delle bolle è caratterizzata da intense forze cavitazionali, incluse microturbolenze e flussi di liquidi con velocità fino a 100m/s. Questi effetti di taglio cavitazionale sono noti anche come effetti sonomeccanici. L'estrazione ad ultrasuoni di molecole bioattive è causata principalmente da effetti sonomeccanici: l'agitazione e le turbolenze disturbano le cellule e favoriscono il trasferimento di massa. Ciò significa che le molecole bioattive come oli essenziali, polifenoli, terpeni e cannabinoidi vengono rilasciate dalla matrice cellulare della pianta nel solvente.
Il vantaggio dell'estrazione ad ultrasuoni rispetto al tradizionale metodo di ebollizione e distillazione a vapore è l'estrazione relativamente più elevata di oli essenziali e altri composti organici in un tempo significativamente più breve. Le rese di estrazione più elevate evitano lo spreco di materia prima e rendono l'estrazione più redditizia. Il risparmio di tempo ed energia ottenuto dall'estrazione ad ultrasuoni è notevole. Come metodo non termico, l'estrazione ad ultrasuoni previene la degradazione indotta dal calore dei composti termosensibili.
Le temperature miti e il breve tempo di lavorazione sono i principali vantaggi dell'estrazione ad ultrasuoni poiché viene prevenuta una decomposizione termica degli estratti naturali. Ciò rende l'estrazione ad ultrasuoni altamente efficiente e, pertanto, la sonicazione fornisce oli essenziali di qualità superiore.

Casi di studio dell'estrazione di cannella ad ultrasuoni

La ricerca e l'industria hanno già adottato l'estrazione ad ultrasuoni per la produzione di oli essenziali di alta qualità da molti prodotti botanici tra cui foglie di cannella e corteccia.

Idrodistillazione ultrasonica della cannella

Chen et al. (2020) hanno studiato l'idrodistillazione promossa da ultrasuoni e hanno concluso che la sonicazione ha migliorato significativamente il processo di distillazione. La distillazione a vapore ad ultrasuoni ha fornito rese più elevate di olio di cannella in tempi di estrazione drasticamente ridotti. Utilizzando l'analisi GC-MS, hanno dimostrato che l'idrodistillazione assistita da ultrasuoni ha fornito un olio essenziale più prezioso con un alto contenuto del composto principale trans-cinnamaldeide rispetto all'idrodistillazione tradizionale. La micrografia elettronica a scansione (SEM) ha confermato l'efficienza della sonicazione per l'estrazione dell'olio di cannella. Inoltre, l'analisi del consumo elettrico e delle emissioni di CO2 mostra che il processo di idrodistillazione assistita da ultrasuoni è l'approccio più economico e rispettoso dell'ambiente. Pertanto, Chen et al. Riassumiamo che l'idrodistillazione assistita da ultrasuoni è una tecnologia efficiente e green per l'estrazione dell'olio essenziale di cannella, in grado di migliorare la quantità e la qualità degli oli di cannella.

Estrazione ultrasonica della cannella utilizzando solventi eutettici profondi

L'estrazione ad ultrasuoni utilizzando solventi eutettici profondi ha dimostrato di essere una tecnica superiore per estrarre rese elevate di trans-cinnamaldeide e cumarina dalla corteccia di cannella.
in condizioni ottimali ha dato un contenuto di trans-cinnamaldeide e cumarina superiore a quello ottenuto con metodi convenzionali (reflusso, soxhlet e macerazione) utilizzando solventi organici (96% etanolo). Le condizioni ottimali per l'estrazione ad ultrasuoni con solventi eutettici profondi naturali sono risultate essere l'acido cloruro-citrico di colina (ChCl-CA) con il 40% di aggiunta di acqua e un tempo di estrazione di 30 minuti per estrarre la trans-cinnamaldeide (9,24 ± 0,01 mg/g) e la cumarina (11,6 ± 0,11 mg/g) dalla corteccia di cannella (C. burmannii Blume). Ulteriori indagini dovrebbero essere effettuate per esplorare l'attività farmacologica della trans-cinnamaldeide e della cumarina dalla corteccia di cannella. (cfr. Aryati et al. 2020)

Ultrasonic extraction of essential oils from cinnamon results in exceptional high yields.

L'immagine della superficie della corteccia di cannella mediante microscopia elettronica a scansione ingrandimento 1000x; polvere essiccata (a); dopo l'estrazione per macerazione (b); dopo l'estrazione a riflusso (c); dopo l'estrazione di Soxhlet (d); dopo l'estrazione utilizzando NADES-UAE ChCl-CA (e).
studio e immagine di Aryati et al. 2020

Ultrasonic batch extraction of cinnamon essential oils

Gli UIP2000hdT è un potente ultrasuoni da 2kW per l'estrazione della cannella

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Estrattori ad ultrasuoni ad alte prestazioni

L'estrazione ad ultrasuoni è una tecnologia di lavorazione affidabile, che facilita e accelera la produzione di oli essenziali di alta qualità. Il portafoglio Hielscher Ultrasonics copre l'intera gamma dagli ultrasuoni da laboratorio compatti ai sistemi di estrazione industriale. In questo modo, noi di Hielscher possiamo offrirti l'ultrasuoni più adatto per la tua capacità di processo prevista. Il nostro personale esperto di lunga data ti assisterà dai test di fattibilità e dall'ottimizzazione del processo all'installazione del tuo sistema ad ultrasuoni a livello di produzione finale.
L'ingombro ridotto dei nostri estrattori a ultrasuoni e la loro versatilità nelle opzioni di installazione li rendono adatti anche a impianti di elaborazione in spazi ristretti. I processori ad ultrasuoni sono installati in tutto il mondo in impianti di produzione di alimenti, farmaci e integratori alimentari.

Ultrasuoni Hielscher – Sofisticate attrezzature per l'estrazione

Il portafoglio di prodotti Hielscher Ultrasonics copre l'intera gamma di estrattori ad ultrasuoni ad alte prestazioni, dalla piccola alla grande scala. Gli accessori aggiuntivi consentono di assemblare facilmente la configurazione di dispositivi ad ultrasuoni più adatta al vostro processo di estrazione. L'impostazione ottimale degli ultrasuoni dipende dalla capacità prevista, dal volume, dalla materia prima, dal lotto o dal processo in linea e dalla linea temporale.

Lotto e in linea

Gli ultrasuoni Hielscher possono essere utilizzati per l'elaborazione a flusso continuo e a batch. L'elaborazione a ultrasuoni in batch è ideale per il controllo del processo, l'ottimizzazione e la produzione di piccole e medie dimensioni. Per una produzione di grandi volumi di prodotti botanici (ad esempio, foglie di cannella e corteccia), l'elaborazione in linea potrebbe essere più vantaggiosa. Mentre il dosaggio richiede solo un'impostazione molto semplice, è più dispendioso in termini di tempo e di manodopera. Un processo di estrazione in linea continuo richiede un'impostazione sofisticata – che consiste in una pompa, tubi flessibili o tubazioni e serbatoi -, ma è più efficiente, più veloce e richiede molta meno manodopera. Hielscher Ultrasonics ha la configurazione di estrazione più adatta per il vostro volume di estrazione e gli obiettivi di processo.

Estrattori ad ultrasuoni per ogni capacità di prodotto

Cella di flusso UIP4000hdT per sonicazione in linea su scala industrialeLa gamma di prodotti Hielscher Ultrasonics copre l'intero spettro dei processori ad ultrasuoni, dai compatti ultrasuoni da laboratorio ai sistemi da banco e pilota fino ai processori ad ultrasuoni completamente industriali con la capacità di processare carichi di camion all'ora. L'intera gamma di prodotti ci permette di offrirvi l'estrattore a ultrasuoni più adatto alle vostre materie prime, alla capacità di processo e agli obiettivi di produzione.
I sistemi da banco a ultrasuoni sono ideali per le prove di fattibilità e l'ottimizzazione dei processi. Lo scale-up lineare basato su parametri di processo stabiliti rende molto semplice l'aumento delle capacità di lavorazione da lotti più piccoli a una produzione completamente commerciale. L'up-scaling può essere effettuato sia installando un'unità di estrazione ad ultrasuoni più potente sia raggruppando diversi ultrasuoni in parallelo. Con l'UIP16000, Hielscher offre l'estrattore ad ultrasuoni più potente al mondo.

Ampiezze precisamente controllabili per risultati ottimali

Tutti gli ultrasuoni Hielscher sono controllabili con precisione e quindi affidabili nella produzione. L'ampiezza è uno dei parametri di processo cruciali che influenzano l'efficienza e l'efficacia dell'estrazione a ultrasuoni degli oli essenziali dalla cannella.
Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.Tutti i prodotti Hielscher Ultrasonics’ I processori consentono di impostare con precisione l'ampiezza. I sonotrodi e le trombe di richiamo sono accessori che permettono di modificare l'ampiezza in una gamma ancora più ampia. I processori industriali ad ultrasuoni di Hielscher sono in grado di fornire ampiezze molto elevate e di fornire l'intensità ultrasonica richiesta per le applicazioni più esigenti. Ampiezze fino a 200 µm possono essere facilmente gestite in continuo 24 ore su 24, 7 giorni su 7.
Le impostazioni precise dell'ampiezza e il monitoraggio permanente dei parametri del processo a ultrasuoni tramite un software intelligente ti danno la possibilità di trattare le foglie e la corteccia di cannella con le condizioni ultrasoniche più efficaci. Sonicazione ottimale per i migliori risultati di estrazione!
La robustezza delle apparecchiature a ultrasuoni di Hielscher consente un funzionamento 24 ore su 24, 7 giorni su 7, in condizioni di lavoro gravose e in ambienti difficili. Questo rende l'apparecchiatura ad ultrasuoni di Hielscher uno strumento di lavoro affidabile che soddisfa le vostre esigenze di estrazione.

Test facili e senza rischi

I processi ultrasonici possono essere scalati completamente lineari. Ciò significa che ogni risultato ottenuto utilizzando un ultrasuoni da laboratorio o da banco può essere ridimensionato esattamente allo stesso output utilizzando esattamente gli stessi parametri di processo. Ciò rende l'ultrasonicazione ideale per test di fattibilità senza rischi, ottimizzazione dei processi e successiva implementazione nella produzione commerciale. Contattaci per scoprire come la sonicazione può aumentare la produzione di estratto di cannella.

Massima qualità – Progettato e prodotto in Germania

Come azienda a conduzione familiare e a conduzione familiare, Hielscher dà priorità ai più alti standard di qualità per i suoi processori ad ultrasuoni. Tutti gli ultrasonicatori sono progettati, fabbricati e accuratamente testati nella nostra sede centrale a Teltow vicino a Berlino, in Germania. Robustezza e affidabilità delle attrezzature ad ultrasuoni di Hielscher lo rendono un cavallo di battaglia nella vostra produzione. Funzionamento 24 ore su 24, 7 giorni su 7 e in ambienti esigenti è una caratteristica naturale dei miscelatori ad alte prestazioni di Hielscher.

La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasuoni:

Volume di batch Portata Dispositivi raccomandati
1 - 500mL 10 - 200mL/min UP100H
10 - 2000mL 20 - 400mL/min UP200Ht, UP400St
0,1 - 20L 0,2 - 4L/min UIP2000hdT
10 - 100L 2 - 10L/min UIP4000hdT
n.a. 10 - 100L/min UIP16000
n.a. più grande cluster di UIP16000

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Si prega di utilizzare il modulo sottostante per richiedere ulteriori informazioni sui processori ad ultrasuoni, le applicazioni e il prezzo. Saremo lieti di discutere il vostro processo con voi e di offrirvi un sistema ad ultrasuoni che soddisfi le vostre esigenze!









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Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori ad ultrasuoni ad alte prestazioni per applicazioni di miscelazione, dispersione, emulsificazione ed estrazione in laboratorio, pilota e su scala industriale.

Letteratura / Referenze



Particolarità / Cose da sapere

Cannella

La cannella di Ceylon, nota anche come "cannella vera", o cinnamomum zeylanicum è apprezzata per i suoi sapori intensi, che è rinominata simile alla cannella. La cannella di Ceylon proviene dalla corteccia interna friabile dell'albero cinnamomum zeylanicum e ha un sapore dolce e delicato. Il suo colore è marrone chiaro.
La cassia, o cinnamomum aromaticum ha un sapore più aspro, più prepotente con una dolcezza meno pronunciata e altri composti aromatici più intensi. Pertanto la cannella cassia è spesso utilizzata in prodotti da forno e ricette, che coinvolgono anche altre spezie. Il suo colore è più scuro, marrone più rosso. Gli aculei di Cassia sono piuttosto resistenti e legnosi. La cassia è più economica da produrre e ha un prezzo di mercato inferiore rispetto al ceylon.
Cannella di Saigon o cinnamomum loureiroi. La cannella di Saigon è il membro più pregiato della famiglia Cassia. Ha un sapore pieno e complesso con ancor meno dolcezza. La cannella di Saigon è generalmente piuttosto costosa.

Oli Essenziali

Gli oli essenziali sono composti aromatici volatili concentrati presenti nelle piante, che conferiscono alle piante i loro profumi unici. A differenza degli acidi grassi, gli oli essenziali sono sostanze oleose volatili e altamente concentrate, presenti in fiori, foglie, steli, radici, semi, cortecce, resina o bucce di frutta. Gli oli essenziali sono idrofobici, ma a differenza degli oli animali e vegetali, non sono costituiti da trigliceridi di acidi grassi (cioè acidi grassi saturi, monoinsaturi e polinsaturi). Ad esempio, i componenti principali degli oli essenziali sono i terpeni idrofobici, che differiscono dagli oli grassi, perché non contengono trigliceridi degli acidi grassi.