Dekofeinizācija bez šķīdinātājiem ar jaudīgu ultraskaņu

• Tradicionālajā kafijas un tējas dekofeinizācijas procesā ir jāizmanto toksiski šķīdinātāji.
• Dekofeinizācija ar ultraskaņu ir efektīva intensifikācijas metode, kas ļauj atdalīt kofeīnu ekstrakcijas procesā uz ūdens bāzes, neizmantojot agresīvus šķīdinātājus.
• Dekofeinizācija ar ultraskaņu ir ekonomiska, efektīva un videi draudzīga metode augstas kvalitātes bezkofeīna kafijas, tējas un kakao produktu ražošanai.

Dekofeinizācija, izmantojot apstrādi ar ultraskaņu

Kofeīns ir ūdenī šķīstoša viela, tāpēc kofeīna atdalīšanai no kafijas, tējas un kakao var izmantot ūdeni. Tradicionālajos dekofeinizācijas procesos procesa paātrināšanai kā dekofeinizācijas līdzekli izmanto ķīmisku vielu (piemēram, metilēnhlorīdu, CO2 vai etilacetātu). Izmantojot ultraskaņas ekstrakciju uz ūdens bāzes kopā ar aktivēto ogli kā dekofeinizācijas līdzekli, bezkofeīna kafijas, tējas vai kakao produktu iegūst bioloģiskā un videi nekaitīgā procesā.

Ar ultraskaņu intensificēta Swiss Water Decaffeination

Ar ultraskaņu veicināta dekofeinizācija ir process, kas intensificē tā saukto Swiss water decaffeination .
Swiss Water dekofeinizācijas process balstās uz šķīšanu un osmozi, lai atdalītu kofeīnu no kafijas pupiņām, tējas lapām un kakao pupiņām.
Zondes tipa ultraskaņas ierīču integrēšana Swiss Water dekofeinizācijas procesā ietver apstrādes ar ultraskaņu iekļaušanu noteiktos procesa posmos, lai uzlabotu kofeīna ekstrakciju. Swiss Water dekofeinizācijas process ietver četrus galvenos procesa posmus. Lai gan ultraskaņas izmantošana efektīvākai dekofeinizācijai var atšķirties atkarībā no konkrētās konfigurācijas un aprīkojuma, turpmāk sniegts vispārīgs pārskats par to, kā zondes tipa ultraskaņas ierīces galvenokārt integrē procesa uzlabošanai:

1. Mērcēšanas posms: Swiss Water dekofeinizācijas procesa sākotnējais posms ietver zaļo kafijas pupiņu mērcēšanu karstā ūdenī, lai iegūtu ar garšas un aromāta vielām bagātinātu ūdens šķīdumu. Šajā mērcēšanas posmā var izmantot zondes tipa ultraskaņas ierīci, lai veiktu apstrādi ar ultraskaņu un veicinātu kofeīna ekstrakciju no pupiņām. Apstrāde ar ultraskaņu ir plaši pazīstama ar spēju intensificēt tādu bioaktīvo savienojumu kā kofeīns ekstrakciju no augu materiāliem. Ultraskaņas / akustiskās kavitācijas mehāniskie spēki perforē un sagrauj šūnas un veicina masas pārnesi. Tādējādi kofeīns tiek atdalīts no pupiņām un efektīvi izdalās ūdenī. Šīs iedarbības dēļ apstrāde ar ultraskaņu ievērojami paātrina dekofeinizācijas procesu. Ar ultraskaņu ekstrahētais kofeīns ir vērtīga piedeva pārtikas produktiem un dzērieniem, piemēram, enerģijas dzērieniem.
2. Kofeīna atdalīšanas posms: Pēc sākotnējās mērcēšanas kofeīnu saturošo, ar garšas un aromāta vielām bagātināto ūdeni atdala no kafijas pupiņām. Šo ūdeni parasti laiž caur aktivētās ogles filtriem, lai atdalītu kofeīnu. Šī filtra poru izmērs ir izvēlēts tā, lai aizturētu tikai lielākās kofeīna molekulas, vienlaikus ļaujot mazākajām eļļas, garšas un aromāta vielu molekulām izkļūt cauri. Tas nozīmē, ka ogles filtrs aiztur kofeīnu, savukārt filtrētais ūdens satur visas mazākās bioaktīvās vielas, kas, kā zināms, piešķir kafijai, tējai un kakao raksturīgo aromātu un uzturvērtību.
3. Reabsorbcijas posms: Dekofeinizētās pupiņas, no kurām ir atdalīts kofeīns un garšas un aromāta vielu molekulas, izmet. Ar garšas un aromāta vielām un polifenoliem bagātinātais ūdens bez kofeīna (pazīstams arī kā “zaļās kafijas ekstrakts”) ir ļoti vērtīgs, un to izmanto kofeīna atdalīšanai no jaunas kafijas pupiņu partijas, kas vēl satur kofeīnu.
   Tā kā šis ūdens ir piesātināts ar garšas un aromāta vielu molekulām un citām bioaktīvām vielām, šie savienojumi nevar izšķīst jaunās partijas kafijas pupiņās. Tādējādi no kafijas pupiņām ūdenī izdalās tikai kofeīna molekulas, un dekofeinizācija norisinās, neatdalot aromātu un citas vērtīgas fitoķīmiskās vielas. Kad ar garšas un aromāta vielām bagātinātajā ūdenī vairs nav kofeīna, to atkārtoti izmanto kofeīna ekstrakcijai no jaunas zaļo kafijas pupiņu partijas. Arī šo reabsorbcijas posmu var uzlabot, izmantojot apstrādi ar zondes tipa ultraskaņas ierīci. Zaļās pupiņas mērcē ar garšas un aromāta vielām bagātinātajā ūdenī un apstrādā ar ultraskaņu, lai veicinātu kofeīna ekstrakciju. Apstrāde ar ultraskaņu palīdz uzlabot ūdens iekļūšanu pupiņās, palielinot ekstrakcijas efektivitāti un samazinot ekstrakcijas laiku.
4. Atkārtota reabsorbcija un žāvēšana: Reabsorbcijas un apstrādes ar ultraskaņu posmus var atkārtot vairākas reizes, līdz tiek sasniegta vēlamā dekofeinizācijas pakāpe. Pēc pēdējās reabsorbcijas dekofeinizētās kafijas pupiņas parasti žāvē, un ar garšas un aromāta vielām bagātinātais ūdens ir gatavs atkārtotai izmantošanai nākamajā partijā.

Kafijas pupiņu dekofeinizācijas ar ultraskaņu gadījuma izpēte

Huamaní-Meléndez un Darros-Barbosa (2018) pētījuma mērķis bija izpētīt ultraskaņas intensitātes, impulsa un temperatūras ietekmi uz kofeīna ekstrakciju no Arabica kafijas pupiņām ūdens vidē. Pētnieki izmantoja Hielscher augstas intensitātes ultraskaņas zondi UP400S (400 vati; skatiet attēlu pa kreisi) un veica eksperimentus ar dažādu intensitāti, impulsu ilgumu un temperatūru. Viņi konstatēja, ka ultraskaņas intensitātes un impulsa ilguma palielināšana paaugstināja kofeīna ekstrakcijas ātrumu, taču tikai līdz noteiktai robežai, pēc kuras turpmāka palielināšana ekstrakciju būtiski neuzlaboja. Tika konstatēts, ka optimālie kofeīna ekstrakcijas apstākļi ir ultraskaņas intensitāte 75 W/cm2, impulsa ilgums 5 sec un temperatūra 25°C. Pētījumā sniegts konkrēts protokols ultraskaņas izmantošanai kofeīna ekstrakcijā no kafijas pupiņām un norādīts, ka šī metode varētu būt efektīva un videi draudzīga alternatīva tradicionālajiem dekofeinizācijas procesiem.

Augstas veiktspējas ultraskaņas ierīces dekofeinizācijai bez šķīdinātājiem

Hielscher Ultrasonics piedāvā augstas veiktspējas ultraskaņas ierīces saudzīgiem, tomēr ļoti efektīviem ekstrakcijas un dekofeinizācijas procesiem. Hielscher ultraskaņas ierīču klāstā, kur katras ierīces ultraskaņas jauda ir no 50 līdz 16 000 vatiem, ir ideāla ultraskaņas ierīce jūsu kafijas pagatavošanas un dekofeinizācijas procesam!
Hielscher kā ražotājs un konsultants ar ilggadēju pieredzi lieljaudas ultraskaņas ierīču un to lietojuma jomā ir jūsu partneris ar ultraskaņu veicinātos ekstrakcijas procesos. Hielscher ultraskaņas procesori ir uzstādīti visā pasaulē lietojumiem pārtikas un dzērienu, farmācijas un ķīmiskajā rūpniecībā.
Mēs ne tikai piegādājam lieljaudas ultraskaņas ekstraktorus, bet arī atbalstām savus klientus ar padziļinātām zināšanām. Mūsu klientu apkalpošana aptver visu – no konsultācijām un priekšizpētes līdz procesu optimizācijai un pilotiekārtām, kā arī ultraskaņas sistēmu uzstādīšanai rūpnieciskā mērogā.
Piedāvājot plašu ultraskaņas procesoru un piederumu klāstu (piemēram, sonotrodes, plūsmas šūnas un reaktorus), mēs varam ieteikt jums vispiemērotāko sistēmu, kas atbilst jūsu procesa ražīguma un apstākļu prasībām. Uzstādīšanu un integrēšanu esošajās procesa līnijās var veikt vienkārši, jo mūsu ultraskaņas ekstraktorus var integrēt bez lieliem pārveidojumiem.
Mūsu labi apmācītie procesu konsultanti, ķīmiķi un inženieri palīdz klientiem sekmīgi uzstādīt un ekspluatēt iekārtas. Hielscher iekārtām ir izcila izturība, un tām nepieciešama tikai ļoti neliela apkope. Mums ir labi apmācīta komanda, kas palīdz klientiem ar ekspluatācijas apmācību, sākotnējo nodošanu ekspluatācijā un apkopes pakalpojumiem.