超音波によるシナモンのターボ抽出

従来のシナモン抽出は時間がかかり、比較的非効率的です。超音波抽出は、抽出時間を数時間に短縮し、同時にシナモンエッセンシャルオイルの収量を増加させる、シンプルでありながら非常に効率的なプロセス強化技術です。

超音波によるシナモン抽出の改善

シナモンエッセンシャルオイルの伝統的な抽出は、シナモンの樹皮と葉の水蒸気蒸留によって達成されます。従来の水蒸気蒸留は非常に遅く、時間がかかります。シナモンオイルの目標収率が高いほど、水蒸気蒸留が長くなり、シナモンの葉のやかんの水蒸気蒸留には最大12時間かかることがありますが、シナモンの樹皮の水蒸気蒸留には24時間以上かかる場合があります。超音波抽出は、シナモンオイルが迅速かつ完全に放出されるように、シナモン樹皮の細胞構造を破壊して葉を出します。超音波抽出は、水蒸気蒸留を著しく加速し、処理時間を丸一日から数時間に短縮すると同時に、シナモンエッセンシャルオイルの収率を増加させる。
超音波抽出は、シンナムアルデヒド、リナロール、オイゲノール、および桂皮酸を含む芳香族シナモン化合物の全スペクトルを放出します。高品質のエッセンシャルオイル化合物のフルスペクトル抽出物を提供することが、超音波抽出されたシナモンオイルの優れた品質の理由です。特にシンナムアルデヒドは、主要な有機化合物であり、シナモンに独特の風味と香りを与えます。超音波処理は非熱処理であるため、エッセンシャルオイル化合物は熱劣化を防ぎます。したがって、超音波抽出は、最高の品質基準を満たす香りの強いエッセンシャルオイルを生成します。
超音波抽出は、シナモンの樹皮や葉に適用できます。シナモンリーフオイルは、バークオイルに比べて香りが強いです。シナモンの葉にはオイゲノールが大量に含まれています。

超音波抽出が水蒸気蒸留に優れている理由

水蒸気蒸留によってシナモンからエッセンシャルオイルを製造するには、エッセンシャルオイルは最初に植物マトリックス(つまり、シナモンの葉または樹皮の植物細胞)から放出される必要があります。水蒸気蒸留では、シナモン植物材料をケトルで最大24時間煮沸します。熱だけでは、細胞構造を破壊し、閉じ込められたエッセンシャルオイルを放出するのに比較的非効率的です。一般に、沸騰しても閉じ込められたエッセンシャルオイルは完全には放出されず、抽出されなかったため、大量の残留オイルが無駄になります。熱抽出プロセスの後、水蒸気蒸留が行われます。したがって、2つの非混和性液体(すなわち、エッセンシャルオイルと水)の混合物を沸騰させる。混合物は、それらの合計蒸気圧が760mmHgに等しいときに沸騰し始めます。したがって、水とエッセンシャルオイルの混合物の沸点は、いずれかの成分の別々の沸点よりも低くなります。従来の水化蒸留には大きな欠点があります:長時間の沸騰と蒸しのプロセスは非常に時間とエネルギーを消費します。
超音波抽出は音響キャビテーションによって機能します。音響キャビテーションは、パワー超音波が液体(例えば、溶媒または水中の植物材料からなる懸濁液)に結合されるときに発生します。超音波は液体中を伝わり、高圧/低圧のサイクルを交互に繰り返します。低圧サイクルでは、微細な真空気泡(いわゆるキャビテーションバブル)が発生し、数回の圧力サイクルで成長します。あるサイズで、気泡がより多くのエネルギーを吸収できなくなると、高圧サイクル中に泡は激しく爆発します。気泡の爆縮は、微小乱流や最大100m/sの速度を持つ液体の流れなど、激しいキャビテーション力によって特徴付けられます。これらのキャビテーションせん断効果は、音響力学効果としても知られています。生理活性分子の超音波抽出は、主に音響力学的効果によって引き起こされます:攪拌と乱流は細胞を破壊し、物質移動を促進します。これは、エッセンシャルオイル、ポリフェノール、テルペン、カンナビノイドなどの生理活性分子が植物細胞マトリックスから溶媒に放出されることを意味します。
従来の沸騰および水蒸気蒸留法に対する超音波抽出の利点は、エッセンシャルオイルおよび他の有機化合物の比較的高い抽出が有意に短時間であることである。抽出収率が高いほど、原材料の浪費が回避され、抽出がより有利になります。超音波抽出によって達成される時間とエネルギーの節約は相当なものです。非熱的方法として、超音波抽出は、熱に敏感な化合物が熱によって引き起こされる劣化を防ぎます。
穏やかな温度と短い処理時間は、天然抽出物の熱分解が防止されるため、超音波抽出の主な利点です。これにより、超音波抽出が非常に効率的になり、したがって、超音波処理は優れた品質のエッセンシャルオイルを提供します。

超音波シナモン抽出のケーススタディ

研究と産業界では、シナモンの葉や樹皮を含む多くの植物から高品質のエッセンシャルオイルを製造するために、すでに超音波抽出を採用しています。

シナモンの超音波水蒸留

(2020)は、超音波で促進された水蒸留を調査し、超音波処理が蒸留プロセスを有意に改善すると結論付けました。超音波水蒸気蒸留は、大幅に短縮された抽出時間内でシナモンオイルのより高い収率を提供した。GC-MS分析を使用して、彼らは超音波支援水蒸留が従来の水化蒸留と比較して、主要化合物トランスシンナムアルデヒドの含有量が高いより価値のあるエッセンシャルオイルを提供することを示しました。走査型電子顕微鏡写真(SEM)は、シナモン油抽出のための超音波処理の効率を確認しました。さらに、電力消費量とCO2排出量の分析は、超音波支援水蒸留プロセスがより経済的で環境に優しいアプローチであることを示しています。したがって、Chenらは、超音波支援水蒸留はシナモンエッセンシャルオイル抽出のための効率的でグリーンな技術であり、シナモンオイルの量と品質を向上させることができると要約しています。

深共晶溶媒を用いた超音波シナモン抽出

深部共晶溶媒を用いた超音波抽出は、シナモン樹皮からトランスシンナムアルデヒドおよびクマリンの高収率を抽出するための優れた技術であることが示されている。
最適な条件下での方法により、有機溶媒(96%エタノール)を使用した従来の方法(還流、ソックスレー、マセラシオン)から得られるものよりも高いトランスシンナムアルデヒドおよびクマリン含有量が得られました。天然深部共晶溶媒を用いた超音波抽出の最適条件は、40%の水添加および30分の抽出時間を有する塩化コリン - クエン酸(ChCl−CA)をシナモン樹皮(C. burmannii Blume)からトランス−シンナムアルデヒド(9.24 ± 0.01 mg / g)およびクマリン(11.6 ± 0.11 mg / g)を抽出することである。シナモン樹皮からのトランスシンナムアルデヒドとクマリンの薬理学的活性を調査するために、さらなる調査を行う必要があります。(cf. Aryati et al. 2020)

走査型電子顕微鏡1000倍倍率を使用したシナモン樹皮の表面画像。乾燥粉末(A);マセラシオン抽出後(b);還流抽出後(C);ソックスレー抽出後(d)。NADES-UAE ChCl-CA(e)を用いて抽出した後。
研究と写真:Aryati et al. 2020

高性能超音波抽出器

超音波抽出は信頼性の高い加工技術であり、高品質のエッセンシャルオイルの生産を容易にし、加速します。ヒールシャー超音波ポートフォリオは、コンパクトなラボ用超音波装置から工業用抽出システムまで全範囲をカバーしています。それにより、ヒールシャーでは、あなたが想定するプロセス能力に最も適した超音波装置を提供することができます。当社の長年の経験豊富なスタッフが、実現可能性テストやプロセスの最適化から、最終的な生産レベルでの超音波システムの設置まで、お客様を支援します。
当社の超音波抽出器の小さなフットプリントと設置オプションの多様性により、小さなスペースの処理施設にも適合します。超音波プロセッサは、世界中の食品、医薬品、栄養補助食品の生産施設に設置されています。

Hielscher Ultrasonics – 洗練された抽出装置

ヒールシャー超音波製品ポートフォリオは、小規模から大規模まで高性能超音波抽出器の全範囲をカバーしています。追加のアクセサリにより、抽出プロセスに最適な超音波デバイス構成を簡単に組み立てることができます。最適な超音波セットアップは、想定される容量、量、原材料、バッチまたはインラインプロセス、およびタイムラインによって異なります。

バッチおよびインライン

ヒールシャー超音波処理器は、バッチおよび連続フロースルー処理に使用できます。超音波バッチ処理は、プロセステスト、最適化、および中小規模の生産レベルに最適です。大量の植物(シナモンの葉や樹皮など)を生産する場合は、インライン処理の方が有利な場合があります。バッチ処理は非常に簡単なセットアップで済みますが、時間と労力がかかります。連続的なインライン抽出プロセスには、高度なセットアップが必要です – ポンプ、ホースまたはパイプ、タンクで構成されていますが、より効率的で、より速く、必要な労力が大幅に少なくなります。ヒールシャー超音波は、お客様の抽出量とプロセス目標に最適な抽出セットアップを持っています。

あらゆる製品容量に対応する超音波抽出器

ヒールシャー超音波製品群は、ベンチトップおよびパイロットシステム上のコンパクトなラボ用超音波装置から、1時間あたりのトラック負荷を処理する能力を持つ完全産業用超音波プロセッサまで、超音波プロセッサの全範囲をカバーしています。全製品範囲により、お客様の原材料、プロセス能力、生産目標に最適な超音波抽出器を提供できます。
超音波ベンチトップシステムは、実現可能性試験やプロセスの最適化に最適です。確立されたプロセスパラメータに基づく線形スケールアップにより、処理能力を小ロットから完全な商業生産に容易に増やすことができます。アップスケーリングは、より強力な超音波抽出ユニットをインストールするか、または並列にいくつかの超音波装置をクラスタリングすることによって行うことができます。UIP16000により、ヒールシャーは世界で最も強力な超音波抽出器を提供しています。

最適な結果を得るために正確に制御可能な振幅

すべてのヒールシャー超音波装置は、正確に制御可能であり、それにより生産における信頼性の高い働き馬です。振幅は、シナモンからのエッセンシャルオイルの超音波抽出の効率と有効性に影響を与える重要なプロセスパラメータの1つです。
すべてのヒールシャー超音波’ プロセッサは、振幅の正確な設定を可能にします。ソノトロードとブースターホーンは、さらに広い範囲で振幅を変更できるアクセサリーです。ヒールシャーの産業用超音波プロセッサは、非常に高い振幅を提供し、要求の厳しいアプリケーションに必要な超音波強度を提供することができます。最大200μmの振幅は、24/7操作で簡単に連続運転できます。
正確な振幅設定とスマートソフトウェアによる超音波プロセスパラメータの恒久的な監視により、シナモンの葉と樹皮を最も効果的な超音波条件で処理することができます。最高の抽出結果を得るための最適な超音波処理!
ヒールシャーの超音波装置の堅牢性は、ヘビーデューティと要求の厳しい環境での24 / 7操作を可能にします。これにより、ヒールシャーの超音波装置は、あなたの抽出要件を満たす信頼性の高い作業ツールになります。

簡単でリスクのない検査

超音波プロセスは完全に線形スケーリングすることができます。これは、実験室またはベンチトップ超音波装置を使用して達成したすべての結果は、まったく同じプロセスパラメータを使用してまったく同じ出力にスケーリングできることを意味します。これにより、超音波処理は、リスクのない実現可能性試験、プロセスの最適化、およびその後の商業製造への実装に理想的です。超音波処理があなたのシナモン抽出物の生産をどのように増加させることができるかを学ぶために私達に連絡してください。

最高品質 – ドイツで設計および製造

家族経営の企業として、ヒールシャーは、その超音波プロセッサのための最高の品質基準を優先しています。すべての超音波装置は、ドイツのベルリン近郊のテルトウにある本社で設計、製造、徹底的にテストされています。ヒールシャーの超音波装置の堅牢性と信頼性は、それをあなたの生産の働き者にします。全負荷下で、要求の厳しい環境での24 / 7操作は、ヒールシャーの高性能ミキサーの自然な特性です。

以下の表は、当社の超音波装置のおおよその処理能力を示しています。