Kanēļa turbo ekstrakcija ar ultraskaņu

Tradicionālā kanēļa ekstrakcija ir laikietilpīga un salīdzinoši neefektīva. Ultraskaņas ekstrakcija ir vienkārša, bet ļoti efektīva procesa pastiprināšanas tehnika, kas samazina ekstrakcijas laiku līdz dažām stundām un vienlaikus palielina kanēļa ēteriskās eļļas ražu.

Uzlabota kanēļa ekstrakcija ar ultraskaņu

Tradicionālā kanēļa ēteriskās eļļas ekstrakcija tiek panākta ar kanēļa mizas un lapu tvaika destilāciju. Tradicionālā destilācija ar tvaiku ir ļoti lēna un laikietilpīga. Jo augstāka ir kanēļa eļļas mērķa raža, jo ilgāka ir tvaika destilācija, kas nozīmē, ka kanēļa lapu tējkannas tvaika destilācija var ilgt līdz 12 stundām, savukārt kanēļa mizas tvaika destilācija var ilgt vairāk nekā 24 stundas. Ultraskaņas ekstrakcija izjauc kanēļa mizas šūnu struktūras un atstāj uz augšu, lai kanēļa eļļa tiktu atbrīvota ātri un pilnīgi. Ultraskaņas ekstrakcija ievērojami paātrina tvaika destilāciju, saīsinot apstrādes laiku no pilnas dienas līdz dažām stundām, vienlaikus palielinot kanēļa ēteriskās eļļas ražu.
Ultraskaņas ekstrakcija atbrīvo pilnu aromātisko kanēļa savienojumu spektru, ieskaitot cinnamaldehīdu, linalolu, eugenolu un kanēļskābi. Augstas kvalitātes ēterisko eļļu savienojumu pilna spektra ekstrakta piešķiršana ir iemesls ultrasoniski ekstrahētu kanēļa eļļu augstākajai kvalitātei. Īpaši cinnamaldehīds, galvenais organiskais savienojums piešķir kanēlim tā raksturīgo garšu un smaržu. Tā kā ultraskaņas apstrāde ir netermiska apstrāde, ēterisko eļļu savienojumi tiek novērsti no termiskās degradācijas. Tāpēc ultraskaņas ekstrakcija rada aromātu intensīvas ēteriskās eļļas, kas atbilst augstākajiem kvalitātes standartiem.
Ultraskaņas ekstrakciju var pielietot kanēļa mizai un lapām. Kanēļa lapu eļļai ir spēcīgāka smarža, salīdzinot ar mizas eļļu. Kanēļa lapās ir liels daudzums eugenola.

Kāpēc ultraskaņas ekstrakcija Excels tvaika destilācija

Lai iegūtu ēteriskās eļļas no kanēļa, destilējot ar tvaiku, ēteriskajām eļļām vispirms jāatbrīvojas no augu matricas (t.i., augu šūnām kanēļa lapās vai mizā). Tvaika destilācijā kanēļa augu materiāls tējkannās tiek vārīts līdz 24 stundām. Siltums vien ir salīdzinoši neefektīvs, lai izjauktu šūnu struktūras un atbrīvotu ēteriskās eļļas. Parasti vārīšana pilnībā neatbrīvo ievilktās ēteriskās eļļas, un lielāks daudzums atlikušo eļļu tiek izšķiests, jo tās netika ekstrahētas. Pēc siltuma ekstrakcijas procesa notiks tvaika destilācija. Tāpēc tiek vārīts divu nesajaucamu šķidrumu (t.i., ēteriskās eļļas un ūdens) maisījums. Maisījums sāk vārīties, kad tā kopējais tvaika spiediens ir vienāds ar 760 mm Hg. Tādējādi ūdens un ēteriskās eļļas maisījuma viršanas temperatūra būs zemāka par vienas vai otras sastāvdaļas viršanas temperatūru atsevišķi. Tradicionālajai hidrodestilācijai ir būtiski trūkumi: Ilgais viršanas un tvaicēšanas process ir ļoti laikietilpīgs un enerģiju patērējošs.
Ultraskaņas ekstrakcija darbojas ar akustisko kavitāciju. Akustiskā kavitācija notiek, kad jaudas ultraskaņas viļņi ir pāri šķidrumā (piemēram, suspensija, kas sastāv no botāniskā materiāla šķīdinātājā vai ūdenī). Ultraskaņas viļņi pārvietojas pa šķidrumu, izraisot mainīgus augstspiediena / zema spiediena ciklus. Zema spiediena ciklu laikā tiek izveidoti minūšu vakuuma burbuļi (tā sauktie kavitācijas burbuļi), kas aug vairākos spiediena ciklos. Noteiktā izmērā, kad burbuļi nevar absorbēt vairāk enerģijas, tie vardarbīgi implodē augstspiediena cikla laikā. Burbuļu implosijai raksturīgi intensīvi kavitācijas spēki, ieskaitot mikroturbulences un šķidruma plūsmas ar ātrumu līdz 100m/s. Šie kavitācijas bīdes efekti ir pazīstami arī kā sonomehāniskie efekti. Bioaktīvo molekulu ultraskaņas ekstrakciju galvenokārt izraisa sonomehāniskā iedarbība: uzbudinājums un turbulences traucē šūnas un veicina masas pārnesi. Tas nozīmē, ka bioaktīvās molekulas, piemēram, ēteriskās eļļas, polifenoli, terpēni un kanabinoīdi, no augu šūnu matricas izdalās šķīdinātājā.
Ultraskaņas ekstrakcijas priekšrocība salīdzinājumā ar tradicionālo viršanas un tvaika destilācijas metodi ir salīdzinoši augstāka ēterisko eļļu un citu organisko savienojumu ekstrakcija ievērojami īsākā laikā. Augstāka ekstrakcijas raža ļauj izvairīties no izejvielu izšķērdēšanas un padara ieguvi ienesīgāku. Laika un enerģijas ietaupījums, kas panākts ar ultraskaņas ekstrakciju, ir ievērojams. Kā ne-termiskā metode, ultraskaņas ekstrakcija novērš termojutīgos savienojumus no siltuma izraisītas degradācijas.
Vieglas temperatūras un īss apstrādes laiks ir galvenās ultraskaņas ekstrakcijas priekšrocības, jo tiek novērsta dabisko ekstraktu termiskā sadalīšanās. Tas padara ultraskaņas ekstrakciju ļoti efektīvu, un tāpēc ultraskaņas apstrāde dod augstākās kvalitātes ēteriskās eļļas.

Ultraskaņas kanēļa ekstrakcijas gadījumu izpēte

Pētniecība un rūpniecība jau ir pieņēmusi ultraskaņas ekstrakciju augstas kvalitātes ēterisko eļļu ražošanai no daudziem botāniskajiem produktiem, ieskaitot kanēļa lapas un mizu.

Kanēļa ultraskaņas hidrodestilācija

(2020) pētīja ultrasoniski veicināto hidrodistilāciju un secināja, ka ultraskaņas apstrāde ievērojami uzlaboja destilācijas procesu. Ultraskaņas tvaika destilācija nodrošināja augstāku kanēļa eļļas ražu krasi samazinātā ekstrakcijas laikā. Izmantojot GC-MS analīzi, viņi parādīja, ka ultrasoniski atbalstītā hidrodestilācija nodrošināja vērtīgāku ēterisko eļļu ar augstu galvenā savienojuma trans-cinnamaldehīda saturu, salīdzinot ar tradicionālo hidrodistilāciju. Skenēšanas elektronu mikrogrāfs (SEM) apstiprināja ultraskaņas efektivitāti kanēļa eļļas ekstrakcijai. Turklāt elektroenerģijas patēriņa un CO2 emisijas analīze liecina, ka ultrasoniski atbalstītais hidrodestilācijas process ir ekonomiskāka un videi draudzīgāka pieeja. Tāpēc apkopo, ka ultrasoniski atbalstīta hidrodestilācija ir efektīva un zaļa tehnoloģija kanēļa ēteriskās eļļas ekstrakcijai, kas var uzlabot kanēļa eļļu daudzumu un kvalitāti.

Ultraskaņas kanēļa ekstrakcija, izmantojot dziļus eutektiskus šķīdinātājus

Ir pierādīts, ka ultraskaņas ekstrakcija, izmantojot dziļus eutektiskus šķīdinātājus, ir labāka metode, lai no kanēļa mizas iegūtu augstu trans-cinnamaldehīda un kumarīna ražu.
metode optimālos apstākļos deva augstāku trans-cinnamaldehīda un kumarīna saturu nekā tie, kas iegūti ar parastajām metodēm (reflukss, sokslets un macerācija), izmantojot organiskos šķīdinātājus (96% etanols). Tika konstatēts, ka optimālie apstākļi ultraskaņas ekstrakcijai, izmantojot dabiskos dziļos eutektiskos šķīdinātājus, ir holīna hlorīda-citronskābe (ChCl-CA) ar 40% ūdens pievienošanu un 30 minūšu ekstrakcijas laiku, lai iegūtu trans-cinnamaldehīdu (9,24 ± 0,01 mg / g) un kumarīnu (11,6 ± 0,11 mg / g) no kanēļa mizas (C. burmannii Blume). Jāveic turpmāka izpēte, lai izpētītu trans-cinnamaldehīda un kanēļa mizas kumarīna farmakoloģisko aktivitāti. (sk. Aryati et al. 2020)

Kanēļa mizas virsmas attēls, izmantojot skenēšanas elektronu mikroskopiju 1000x palielinājumā; žāvēts pulveris (a); pēc macerācijas ekstrakcijas (b); pēc atteces ekstrakcijas c); pēc Soksleta ekstrakcijas (d); pēc ekstrakcijas, izmantojot NADES-AAE ChCl-CA (e).
pētījums un attēls Aryati et al. 2020

Augstas veiktspējas ultraskaņas nosūcēji

Ultraskaņas ekstrakcija ir uzticama apstrādes tehnoloģija, kas atvieglo un paātrina augstas kvalitātes ēterisko eļļu ražošanu. Hielscher Ultrasonics portfelis aptver pilnu diapazonu no kompaktiem laboratorijas ultrasonikatoriem līdz rūpnieciskām ekstrakcijas sistēmām. Tādējādi mēs Hielscher varam piedāvāt jums vispiemērotāko ultrasonicator jūsu paredzētajai procesa jaudai. Mūsu ilggadējie pieredzējušie darbinieki palīdzēs jums no priekšizpētes un procesa optimizācijas līdz jūsu ultraskaņas sistēmas uzstādīšanai galīgajā ražošanas līmenī.
Mūsu ultraskaņas nosūcēju mazā pēdu nospiedums, kā arī to daudzpusība uzstādīšanas opcijās padara tos piemērotus pat mazās telpas apstrādes iekārtās. Ultraskaņas procesori tiek uzstādīti visā pasaulē pārtikas, farmācijas un uztura bagātinātāju ražošanas iekārtās.

Hielscher Ultrasonics – Sarežģītas ekstrakcijas iekārtas

Hielscher Ultrasonics produktu portfelis aptver pilnu augstas veiktspējas ultraskaņas nosūcēju klāstu no maziem līdz lieliem. Papildu piederumi ļauj viegli samontēt vispiemērotāko ultraskaņas ierīces konfigurāciju jūsu ekstrakcijas procesam. Optimālais ultraskaņas iestatījums ir atkarīgs no paredzētās jaudas, apjoma, izejvielas, partijas vai inline procesa un laika grafika.

Partija un iekļautā versija

Hielscher ultrasonikatorus var izmantot partijas un nepārtrauktas caurplūdes apstrādei. Ultraskaņas partijas apstrāde ir ideāli piemērota procesa testēšanai, optimizācijai un mazam līdz vidējam ražošanas līmenim. Ja ražo lielu daudzumu botānisko līdzekļu (piemēram, kanēļa lapas un mizu), inline apstrāde varētu būt izdevīgāka. Lai gan partiju komplektēšana prasa tikai ļoti vienkāršu iestatīšanu, tā ir laikietilpīgāka un darbietilpīgāka. Nepārtrauktam inline ekstrakcijas procesam ir nepieciešama sarežģīta iestatīšana – sastāv no sūkņa, šļūtenēm vai caurulēm un tvertnēm, taču tas ir efektīvāks, ātrāks un prasa ievērojami mazāk darbaspēka. Hielscher Ultrasonics ir vispiemērotākais ekstrakcijas iestatījums jūsu ekstrakcijas apjomam un procesa mērķiem.

Ultraskaņas nosūcēji katrai produkta jaudai

Hielscher Ultrasonics produktu klāsts aptver pilnu ultraskaņas procesoru spektru no kompaktiem laboratorijas ultrasonatoriem virs galda un izmēģinājuma sistēmām līdz pilnībā rūpnieciskiem ultraskaņas procesoriem ar spēju apstrādāt kravas automašīnas stundā. Pilns produktu klāsts ļauj mums piedāvāt jums vispiemērotāko ultraskaņas nosūcēju jūsu izejvielām, procesa jaudai un ražošanas mērķiem.
Ultraskaņas stenda sistēmas ir ideāli piemērotas priekšizpētes testiem un procesa optimizācijai. Lineāra palielināšana, pamatojoties uz noteiktiem procesa parametriem, ļauj ļoti viegli palielināt apstrādes jaudu no mazākām partijām līdz pilnībā komerciālai ražošanai. Augšupvērstu mērogošanu var veikt, vai nu uzstādot jaudīgāku ultraskaņas nosūcēja vienību, vai arī paralēli klasterējot vairākus ultrasonatorus. Ar UIP16000 Hielscher piedāvā visspēcīgāko ultraskaņas nosūcēju visā pasaulē.

Precīzi kontrolējamas amplitūdas optimālam rezultātam

Visi Hielscher ultrasonikatori ir precīzi kontrolējami un tādējādi uzticami darba zirgi ražošanā. Amplitūda ir viens no svarīgākajiem procesa parametriem, kas ietekmē ēterisko eļļu ultraskaņas ekstrakcijas efektivitāti un efektivitāti no kanēļa.
Visi Hielscher Ultrasonics’ Procesori ļauj precīzi iestatīt amplitūdu. Sonotrodes un pastiprinātāja ragi ir piederumi, kas ļauj mainīt amplitūdu vēl plašākā diapazonā. Hielscher rūpnieciskie ultraskaņas procesori var nodrošināt ļoti augstas amplitūdas un nodrošināt nepieciešamo ultraskaņas intensitāti prasīgiem lietojumiem. Amplitūdas līdz 200 μm var viegli nepārtraukti darbināt 24/7 darbībā.
Precīzi amplitūdas iestatījumi un ultraskaņas procesa parametru pastāvīga uzraudzība, izmantojot viedo programmatūru, dod jums iespēju apstrādāt kanēļa lapas un mizu ar visefektīvākajiem ultraskaņas apstākļiem. Optimāla ultraskaņas apstrāde, lai iegūtu vislabākos ekstrakcijas rezultātus!
Hielscher ultraskaņas iekārtu izturība ļauj 24/7 darboties lieljaudas režīmā un prasīgā vidē. Tas padara Hielscher ultraskaņas aprīkojumu par uzticamu darba rīku, kas atbilst jūsu ekstrakcijas prasībām.

Vienkārša bezriska testēšana

Ultraskaņas procesi var būt pilnīgi lineāri mērogoti. Tas nozīmē, ka katru rezultātu, ko esat sasniedzis, izmantojot laboratoriju vai stenda ultrasonikatoru, var mērogot līdz tieši tādai pašai izejai, izmantojot tieši tos pašus procesa parametrus. Tas padara ultrasonication ideāli piemērotu bezriska priekšizpēti, procesu optimizāciju un turpmāku ieviešanu komerciālajā ražošanā. Sazinieties ar mums, lai uzzinātu, kā ultraskaņas apstrāde var palielināt kanēļa ekstrakta ražošanu.

Augstākā kvalitāte – Projektēts un ražots Vācijā

Kā ģimenes un ģimenes uzņēmums, Hielscher piešķir prioritāti augstākajiem kvalitātes standartiem ultraskaņas procesoriem. Visi ultrasonikatori ir projektēti, ražoti un rūpīgi pārbaudīti mūsu galvenajā mītnē Teltovā netālu no Berlīnes, Vācijā. Hielscher ultraskaņas iekārtu izturība un uzticamība padara to par darba zirgu jūsu ražošanā. 24/7 darbība ar pilnu slodzi un prasīgā vidē ir dabiska Hielscher augstas veiktspējas maisītāju īpašība.

Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu: