Tecnologia ad ultrasuoni Hielscher

Idrodistillazione ad ultrasuoni di oli essenziali

  • L'estrazione convenzionale di oli essenziali è costosa e richiede molto tempo.
  • L'estrazione ad ultrasuoni offre rendimenti più elevati e una qualità superiore dell'estratto.
  • Gli ultrasuoni possono essere effettuati come metodo di estrazione a base di solvente o acqua. In alternativa, la sonicazione può essere combinata con i tradizionali sistemi di estrazione per migliorare l'efficienza e la qualità.

 

Idrodistillazione di estratti botanici

L'idrodistillazione è una variante della distillazione a vapore. Per l'estrazione dell'idrodistillazione, il materiale vegetale viene immerso per un certo tempo in acqua, dopodiché la miscela viene riscaldata e i materiali volatili vengono portati via nel vapore, condensati e separati. Si tratta di un processo di estrazione comune per separare i composti fitochimici dal materiale vegetale. La distillazione a vapore è una tecnica comune per isolare gli oli essenziali, ad esempio per la profumeria.
Poiché molti composti organici tendono a decomporsi a temperature elevate e sostenute, l'industria sta facendo un passo avanti per utilizzare metodi alternativi di lavorazione delicati, che danno migliori risultati di estrazione (qualità superiore, rese più elevate).

Estrazione ultrasonica del luppolo

I problemi delle tecniche di estrazione tradizionali, come la distillazione a vapore, risiedono nelle enormi quantità di materiale vegetale necessario per estrarre gli oli essenziali su scala commerciale. Per 1 kg di olio essenziale di lavanda sono necessari circa 200 kg di fiori freschi di lavanda, per 1 kg di olio di rosa sono necessarie tra 2,5 e 5 tonnellate di petali di rosa e per 1 kg di olio essenziale di limone la materia prima è costituita da circa 3.000 limoni. Pertanto gli oli essenziali sono molto costosi. Per un aumento assoluto il prezzo è di circa 20.000€ (21.000US$) al litro.
Per ottenere vantaggi in termini di redditività e competitività, i produttori di oli essenziali devono applicare metodi di estrazione più efficienti ed efficaci. Le favorevoli tecniche di estrazione ad ultrasuoni eccelle i metodi di estrazione tradizionali grazie a condizioni di estrazione miti, rese elevate e qualità superiore dell'estratto. L'sonicazione può essere eseguita come estrazione a base di solventi o senza solventi. In alternativa, l'estrazione a ultrasuoni può essere combinata con i comuni sistemi di estrazione, ad es. Estrazione Soxhletestrazione di Clevenger, emissioni supercritiche di CO2, idrodistillazione ohmica ecc. (Sono-Soxhlet, Sono-Clevenger, Sono-scCO2(idrodistillazione ohmica ad ultrasuoni).

Estrazione ad ultrasuoni di oli essenziali

È stato dimostrato che l'estrazione ad ultrasuoni consente di ottenere rendimenti di estrazione più elevati e di ridurre il consumo energetico. Il principio di funzionamento dell'estrazione ad ultrasuoni è l'implosione della bolla generata dalla cavitazione ad ultrasuoni. L'implosione della bolla genera micro getti che distruggono le ghiandole lipidiche nel tessuto cellulare della pianta. In questo modo, il trasferimento di massa tra cellula e solvente viene migliorato e l'olio essenziale viene rilasciato. Uno dei principali vantaggi dei moderni estrattori ad ultrasuoni di oggi è il controllo preciso dei parametri operativi (ad es. intensità ultrasonica, temperatura, tempo di trattamento, pressione, tempo di ritenzione, ecc.) L'aumento della resa di oli essenziali, la minore degradazione termica, l'alta qualità e il buon sapore sono scientificamente provati. (Porto et al. 2009; Asfaw et al. 2005). Mentre altre tecniche di estrazione moderne offrono solo una limitata capacità di scale-up alla produzione industriale, la potenza di scalare l'estrazione a ultrasuoni a livello industriale è già dimostrata. Ad esempio, la resa di estrazione di oli essenziali dagli agrumi giapponesi è stata aumentata del 44% rispetto ai metodi di estrazione tradizionali. (Mason et al. 2011).

Pretrattamento ad ultrasuoni per l'estrazione di oli essenziali

Per l'estrazione ad ultrasuoni di olio essenziale da materiale vegetale (ad es. lavandina, salvia, agrumi, ecc.), un sistema di sonicazione a sonda come l'UIP2000hdT può essere utilizzato per l'estrazione su scala da banco, pilota e di produzione. Il sistema di estrazione può essere configurato come sistema a lotti o in linea.
Per l'estrazione a ultrasuoni a batch, si raccomanda un contenitore con un bagno d'acqua fredda circostante. Il bagno d'acqua permette di evitare un aumento indesiderato della temperatura e la conseguente degradazione. Per l'estrazione dell'olio essenziale di lavandina, i fiori di lavanda vengono estratti ad esempio con 2 litri di acqua distillata per un tempo di estrazione di 30 min. L'ampiezza degli ultrasuoni è impostata al 60%. Dopo il pretrattamento ad ultrasuoni, il fiore di lavanda viene rimosso e viene effettuata la tradizionale distillazione a vapore per estrarre l'olio essenziale.
Per l'impostazione dell'estrazione in linea, il processore ad ultrasuoni è dotato di sonotrodo e cella di flusso. Per il raffreddamento, il reattore della cella a flusso è dotato di una camicia di raffreddamento. Per il pretrattamento ad ultrasuoni, il materiale vegetale macerato viene pompato attraverso la camera di reazione, dove passa direttamente attraverso la zona cavitazionale. Un ulteriore vantaggio dell'estrazione ad ultrasuoni in linea è la possibilità di pressurizzare la camera di reazione per aumentare l'effetto di estrazione.
Il pretrattamento ad ultrasuoni prima dell'idrodistillazione aumenta la resa degli oli essenziali estratti e migliora la velocità di estrazione. – che si traduce in una procedura globale più efficiente.

Processo batch ad ultrasuoni per il pretrattamento di idrodistillazione come l'estrazione di erbe

Idrodistillazione ad ultrasuoni

Richiesta informazioni





Sistema ad ultrasuoni per l'estrazione in batch (Clicca per ingrandire!)

Configurazione a ultrasuoni personalizzata per l'estrazione

Vantaggi dell'estrazione ad ultrasuoni

  • Veloce & estrazione efficiente
  • Processo non termico, delicato
  • Estratti di alta qualità
  • alto rendimento
  • Spettro aromatico completo
  • Materia prima in meno
  • Estrazione verde

Gli oli essenziali possono essere estratti efficacemente tramite sonicazione! www.hielscher.com www.hielscher.com

Produzione ad ultrasuoni di nanoemulsioni

L'interesse nell'utilizzo delle nanoemulsioni come sistemi di somministrazione di ingredienti alimentari lipofili, come vettori di composti attivi in prodotti farmaceutici e cosmetici sta crescendo significativamente grazie alla loro elevata chiarezza ottica, alla buona stabilità fisica e alla capacità di aumentare la biodisponibilità. Ultrasuoni emulsificazione prepara micro e nanoemulsioni stabili che garantiscono i migliori risultati nel prodotto finale.
Clicca qui per saperne di più sull'emulsificazione ad ultrasuoni!

Effetti ad ultrasuoni

Gli effetti dell'estrazione ad ultrasuoni si basano sul principio di Cavitazione ad ultrasuoni. La cavitazione nei liquidi crea elevate forze di taglio, flusso di liquidi e microturbolenze, che sono effetti puramente meccanici.

Richiesta informazioni





Sono-Clevenger per l'estrazione di oli essenziali. Immagine da Pingret et al., 2014.

Clevenger con UP200Ht
Immagine: Pingret et al., 2014.

Sistemi di Estrazione ad Ultrasuoni

I sistemi ad ultrasuoni di potenza di Hielscher sono disponibili per installazioni da banco, impianti pilota e impianti industriali. I nostri processori ad ultrasuoni sono controllabili con precisione e possono fornire ampiezze molto elevate (fino a 200 µm per gli ultrasuoni industriali, ampiezze maggiori su richiesta) per generare un intenso campo acustico. Tutti i nostri dispositivi a ultrasuoni – dal laboratorio agli impianti industriali – sono costruiti per funzionare 24 ore su 24, 7 giorni su 7 in condizioni gravose.
Gli estrattori ad ultrasuoni Hielscher possono essere testati su scala da banco per prove di fattibilità e ottimizzazione del processo. In seguito, tutti i risultati del processo possono essere scalati linearmente fino alla produzione industriale completa. La nostra lunga esperienza nella lavorazione ad ultrasuoni ci permette di consultare e assistere i nostri clienti dai primi test e dall'ottimizzazione dei processi fino alla realizzazione di un'operazione industriale altamente efficiente. Visita il nostro laboratorio tecnico e centro di processo per esplorare le capacità dei sistemi ad ultrasuoni Hielscher!
I nostri robusti sistemi a ultrasuoni possono essere utilizzati per la sonicazione a batch e in linea. Anche il retrofitting di linee di produzione esistenti può essere fatto facilmente.

Contattaci! / Chiedi a noi!

Richiedi maggiori informazioni

Si prega di utilizzare il modulo sottostante, se si desidera richiedere ulteriori informazioni sull'omogeneizzazione ad ultrasuoni. Saremo lieti di offrirvi un sistema ad ultrasuoni che soddisfi le vostre esigenze.









Si prega di notare il nostro informativa sulla privacy.


Letteratura/riferimenti



Particolarità / Cose da sapere

Estratto con successo da Ultrasonics

È dimostrato che l'estrazione ad ultrasuoni consente di ottenere migliori risultati di estrazione dei seguenti materiali e tessuti vegetali. L'estrazione ad ultrasuoni offre rese più elevate, estratti di alta qualità con un profilo composto / aromatico completo e uno spettro aromatico completo.
Erbe & foglie: menta, menta, menta, stevia, cannabisluppolo, basilico, timo, pepe, origano, salvia, finocchio, prezzemolo, prezzemolo, eucalipto, L'oliva, tè verde, tè nero, boldotabacco, tabacco, menta piperita, maggiorana, ecc.
Fiori (attars): Rosa, lavanda, ylang-ylang, gelsomino, patchouli, tuberosa, mimosa, ecc.
Frutta: arancia, agrumi, limone, lampone, pomodoro, mela, mirtillo, mirtillo, mirtilli, mandarino, viti, L'oliva, giuggiola, ecc.
Spezie: zafferano, coriandolo, zenzeroalloro, noce moscata, cannella, curcuma, curcuma, vaniglia, chiodi di garofano, noce moscata, macis, ecc.
Legno & corteccia: agarwood, quercia, sandalo, legno di cedro, pino, corteccia di cannella, ecc.

Gli estratti botanici contengono l'intero spettro dei composti attivi e fitochimici, per cui l'olio essenziale contiene lipidi, terpeni e terpenoidi, fenoli, alcaloidi, flavonoidi, flavonoidi, composti carbonilici, antiossidanti, vitamine, pigmenti, enzimi, ecc.
Esempi di molecole estratte: monoterpeni e monoterpeneoidi, sesquiterpeni, limonene, carvone, a-pinene, limonene, 1,8-cineolo, cis-ocimene, trans-ocimene, 3-ottanone, beta-carotene, α-pinene, canfora, canfora, canfene, β-pinene, mircene, paracimene, limonene, γ-terpinene, linalolo, mirtenolo, mirtolo, mirtolo, mirto.
Gli oli essenziali hanno effetti antiossidanti e antimicrobici, il che li rende, oltre al loro aroma e sapore, un ingrediente benefico anche per gli alimenti e i prodotti medici.
Gli oli essenziali, ad esempio di lavanda, menta piperita ed eucalipto, sono prodotti principalmente mediante distillazione a vapore. Materie prime vegetali come fiori, foglie, legno, corteccia, radici, semi e bucce vengono estratte per distillazione ad acqua mentre vengono messe a bagno e bollite con acqua in un impianto di distillazione.

idrodistillazione

Per l'idrodistillazione si distinguono due forme: la distillazione in acqua e la distillazione a vapore.
Per l'isolamento degli oli essenziali mediante distillazione in acqua, il materiale vegetale viene posto in acqua da bollire. Per la distillazione a vapore, il vapore viene iniettato nel/attraverso il materiale vegetale. A causa dell'influenza dell'acqua calda e del vapore, l'olio essenziale viene rilasciato dalle ghiandole lipidiche del tessuto vegetale. Il vapore acqueo in evaporazione trasporta l'olio dal materiale vegetale. Successivamente, il vapore viene condensato in un condensatore mediante raffreddamento indiretto con acqua. Dal condensatore, l'estratto distillato (olio essenziale) confluisce in un separatore, dove l'olio si separa automaticamente dall'acqua distillata.

estrazione con solvente

Grazie all'efficienza, la maggior parte degli oli essenziali, ad esempio per l'industria dei profumi e dei profumi, sono prodotti mediante estrazione con solventi, utilizzando solventi volatili, ad esempio esano, di metilene-cloruro o etere di petrolio. Il vantaggio principale dell'estrazione con solvente rispetto alla distillazione è che durante il processo è possibile mantenere una temperatura uniforme (circa 50°C). Poiché le temperature più elevate provocano la degradazione dei composti di oli essenziali, gli oli estratti con solventi sono caratterizzati da una maggiore completezza dei loro composti volatili e da un odore più naturale.
Le emissioni supercritiche di CO2 si è dimostrato essere un ottimo solvente organico ed è quindi un altro metodo alternativo per l'estrazione di oli aromatici da piante.

Solventi di estrazione

I solventi organici tradizionali per l'estrazione includono benzene, toluene, esano, etere dimetilico, etere di petrolio, cloruro di metilene, acetato di etile, acetone o etanolo.
L'etanolo è utilizzato per estrarre composti profumati da materiali vegetali secchi, così come da oli impuri o calcestruzzi che sono stati prodotti in primo luogo da estrazione, espressione o enfluerage di solventi organici. Gli estratti di etanolo da materiali secchi sono noti come tinture. Le tinture non vanno confuse con i lavaggi all'etanolo, che vengono effettuati per purificare oli e calcestruzzi per ottenere degli assoluti.
Quando l'acqua viene utilizzata come fluido di estrazione, il processo viene chiamato estrazione senza solventi.

Oli Essenziali

Gli oli essenziali sono prodotti per estrazione da materiale vegetale. Come materia prima possono essere utilizzati vari tipi di parti di piante, ad es. fiori (ad es. rosa, gelsomino, garofano, garofano, chiodi di garofano, mimosa, rosmarino, lavanda), foglie (ad es. menta, Ocimum spp, lemongrass, jamrosa), foglie e steli (ad es. geranio, patchouli, petitgrain, verbena, cannella), corteccia (ad es. cannella, cassia, canella), legno (ad es. cedro, sandalo, pino), radici (ad es. angelica, sassafrasso, vetiver, salsiccia, valeriana), semi (ad es.g finocchio, coriandolo, cumino, aneto, aneto, noce moscata), frutta (bergamotto, arancio, limone, ginepro), rizomi (ad esempio zenzero, calamus, curcuma, orris) e essudazioni di gomme o oleoresine (ad esempio balsamo del Perù, balsamo di mioxylon, storax, mirra, benzoino).

Calcestruzzo e Assoluto

Calcestruzzo è il termine per la massa semisolida che si ottiene per estrazione con solvente di materiale vegetale fresco. Il materiale vegetale fresco viene estratto prevalentemente con solventi non polari come benzene, toluene, esano, etere di petrolio. Dopo il processo di estrazione, il solvente viene fatto evaporare, in modo da ottenere un residuo semisolido di oli essenziali, cere, resine e altre sostanze fitochimiche lipofile (idrofobiche). Questo è il cosiddetto calcestruzzo.
Per ottenere un assoluto dal calcestruzzo, il calcestruzzo deve essere trattato con un alcool forte in cui alcuni componenti possono essere sciolti.