Kofeīna ultraskaņas ekstrakcija

Ultraskaņas izmantošana ir efektīva metode kofeīna un citu aktīvo savienojumu ekstrakcijai no kafijas. Jaudīgas ultraskaņas ierīces palīdz ekstrakcijas procesam, vienlaikus maksimāli palielinot ražu un saīsinot apstrādes laiku.

Uzlabojiet kofeīna ekstrakciju ar jaudas ultraskaņu

Kafijas garša un kofeīna iedarbība ir kaislība, ar kuru gadsimtiem ilgi ir dalījušies miljoniem cilvēku visā pasaulē. Tā kā gan kafijas entuziasti, gan zinātnieki meklē veidus, kā uzlabot kofeīna, bioaktīvo savienojumu un garšu ekstrakciju no kafijas pupiņām, ir radušās novatoriskas metodes, lai revolucionizētu procesu. Viena no šādām metodēm, izmantojot ultraskaņas spēku, ir kļuvusi par daudzsološu instrumentu kofeīna ekstrakcijas efektivitātes uzlabošanai. Hielscher ultraskaņas apstrādātāji ļauj iegūt augstāku kofeīna daudzumu un atklāt jaunas garšu un aromāta dimensijas kafijas dzērienos, pārtikas piedevās un ekstraktos.

Kafijas pupiņu ekstrakcijas priekšrocības, izmantojot ultraskaņu

Augsta efektivitāte un izcila kafijas ekstrakta kvalitāte ir tikai divi kritēriji, kas padara Hielscher zondes tipa sonikatoru izmantošanu par labāko metodi kofeīna un kafijas savienojumu ekstrakcijai no kafijas pupiņām. Zemāk ir uzskaitītas svarīgākās ultraskaņas kafijas ekstrakcijas priekšrocības:

• Efektivitāte: Zondes tipa sonikatori rada intensīvus ultraskaņas viļņus, kas var efektīvi iekļūt cietos materiālos. Tas palīdz noārdīt kafijas pupiņu struktūru un atvieglo kofeīna ekstrakciju.
• Precīza kontrole: Zondes tipa ultraskaņas aparāti ļauj precīzi kontrolēt ultraskaņas enerģiju un ekspozīcijas laiku. Šī kontrole ir būtiska, lai izvairītos no pārmērīgas ekstrakcijas, kas var izraisīt nevēlamas garšas un rūgtumu kafijas ekstraktā.
• Ātrums: Ultraskaņas apstrāde ir ātrs process, un zondes tipa ultraskaņas aparāti var ievērojami samazināt ekstrakcijas laiku, salīdzinot ar tradicionālajām metodēm, padarot procesu efektīvāku.
• Vienveidība: Ultraskaņas viļņi var nodrošināt vienmērīgāku ekstrakciju visā kafijas pupiņu materiālā, nodrošinot, ka kofeīns tiek ekstrahēts vienmērīgi.
• Samazināts šķīdinātāju lietojums: Ultraskaņas ekstrakcija bieži prasa mazāk šķīdinātāja, salīdzinot ar tradicionālajām metodēm. Tas var būt videi draudzīgs un rentabls.
• Garšas savienojumu saglabāšana: Zondes tipa ultraskaņu var optimizēt, lai selektīvi ekstrahētu kofeīnu, vienlaikus atstājot citus garšas savienojumus lielā mērā neskartus. Tas ir svarīgi, lai saglabātu kafijas ekstrakta kvalitāti un garšu.
• Mērogojamība: Ar Hielscher Ultrasonics, ultraskaņas ekstrakcijas procesus var lineāri palielināt rūpnieciskiem lietojumiem. Tas nozīmē, ka iespējamība un procesa optimizācija var būt laboratorijas mērogā un pēc tam bez riska un viegli mērogojama līdz ražošanas caurlaidspējai.

Kafijas savienojumu ultraskaņas ekstrakcija

Ekstrakcija ar ultraskaņu ir izplatīta metode, ko izmanto, lai izolētu bioaktīvās vielas no augu materiāla [Dong et al. 2010]. Attiecībā uz kafijas pupiņām kofeīns un antioksidantu fenola savienojumi varētu būt visvērtīgākie savienojumi ekstrakcijai, pateicoties to plašajam pielietojumam farmācijā un pārtikas rūpniecībā. Bet arī flavonoīdi, hlorogēnskābe un protocatechuic acid ir ekstrakti, kurus izmanto kā piedevas.
Izmantojot tradicionālās ekstrakcijas metodes, piemēram, šķidruma-šķidruma ekstrakciju šķīdinātājos, ekstrakcijas efektivitāte parasti palielinās, palielinoties ekstrakcijas temperatūrai. Tas bieži izraisa ekstrakta bojājumus un kvalitātes zudumu, jo temperatūra ietekmē fenola savienojumu stabilitāti.
Ultraskaņas atbalstītā cietā šķidruma ekstrakcija ir pierādīta kā efektīva un laika taupīšanas ekstrakcijas metode. Ļoti spēcīgie ultraskaņas spēki nodrošina nepieciešamo enerģiju ekstrakcijai, tāpēc ir nepieciešami mazāk vai pat neviens šķīdinātājs. Temperatūru var labi kontrolēt, jo ultraskaņas partijas vai plūsmas šūnu reaktoru var efektīvi atdzesēt (vai vajadzības gadījumā sildīt).
Pateicoties intensīvajiem ultraskaņas ekstrakcijas spēkiem, arī jau izlietotā kafijas maltā (kafijas atkritumi) joprojām ir izejviela, kas bagāta ar ekstrahējamiem savienojumiem. Tā kā kafijas atkritumu materiāls ir lēts un pieejams lielā daudzumā, tas ir ideāls izejmateriāls atlikušo aktīvo savienojumu ekstrakcijai. Lai gan kofeīna un citu sastāvdaļu saturs kafijas atkritumos ir zemāks nekā neizmantotajā kafijas pulverī, tomēr liels daudzums paliek un ir ekstrahējams. Lai atbrīvotu šos savienojumus no kafijas zemes, pilnīga ietekme uz apstrādes parametriem kļūst īpaši nozīmīga. Lieljaudas ultraskaņa īsā apstrādes laikā spēj iegūt lielu daudzumu aktīvā savienojuma.
Zaļā kafija ir negrauzdētas kafijas pupiņas, kas ir ļoti bagātas ar kofeīnu. Ultraskaņas ekstrakcija un aukstā alus pagatavošana ir lieliska tehnika zaļās kafijas ekstraktu un auksto brūvējumu ražošanai!

Lieljaudas ultraskaņas aparāti kafijas ekstrakcijai

Lai nodrošinātu vieglāku izpratni par ultraskaņas ekstrakcijas procedūru, ir jāpaskaidro ultraskaņas ietekme šķidrumos.
Ultraskaņa – Ievada šķidrumos – izraisa lokāli ļoti ekstrēmas sekas. Apstrādājot šķidrumus ar augstu intensitāti, skaņas viļņi, kas izplatās šķidrā vidē, izraisa mainīgus augstspiediena (kompresijas) un zema spiediena (retināšanas) ciklus, kuru ātrums ir atkarīgs no frekvences. Zema spiediena cikla laikā augstas intensitātes ultraskaņas viļņi šķidrumā rada mazus vakuuma burbuļus vai tukšumus. Kad burbuļi sasniedz tilpumu, pie kura tie vairs nespēj absorbēt enerģiju, augstspiediena cikla laikā tie vardarbīgi sabrūk. Šo parādību sauc par akustisko kavitāciju. Implosijas laikā ļoti augsta temperatūra (aptuveni 5,000K) un spiediens (aptuveni 2,000atm) tiek sasniegti lokāli. Kavitācijas burbuļa implosija izraisa arī šķidruma strūklu ar ātrumu līdz 280m / s. [Suslick 1998] Ar šiem galējiem spēkiem notiek sonolīze, tiek traucētas šūnu sienas un ekstrahēts intracelulārais materiāls.
Ultrasoniski atbalstītā ekstrakcija ir lēta, vienkārša un efektīva alternatīva, salīdzinot ar parastajām ekstrakcijas metodēm. Galvenās ultraskaņas priekšrocības cietā un šķidruma ekstrakcijā ietver ekstrakcijas ražas palielināšanos un ātrāku kinētiku. Ultraskaņas ekstrakcija ir bieži izmantota metode augu materiālu ekstrakcijai, izmantojot šķidrus šķīdinātājus, un ir pierādīts, ka tas ir ātrs un pilnīgāks ekstrakcijas process salīdzinājumā ar tradicionālajām metodēm, jo virsmas laukums starp cieto un šķidro fāzi ir ievērojami lielāks šūnu darbības traucējumu un daļiņu dispersijas dēļ.
Izmantojot ultraskaņu, arī darba temperatūru var samazināt, ļaujot iegūt temperatūras jutīgus komponentus. Salīdzinot ar citām jaunām ekstrakcijas metodēm, piemēram, ekstrakciju ar mikroviļņu palīdzību, ultraskaņas aparāts ir lētāks un tā darbība ir vieglāka. Turklāt ultrasoniski atbalstīto ekstrakciju var izmantot ar jebkuru šķīdinātāju, piemēram, Soxhlet ekstrakciju, lai ekstrahētu dažādus dabiskos savienojumus. [Vanags un citi, 2006]
Būtiska ultraskaņas priekšrocība ir ietekme uz svarīgākajiem apstrādes parametriem: amplitūdu, laiku, temperatūru, spiedienu un viskozitāti. Tādējādi ekstrakcijas procesu var optimizēt, lai nodrošinātu, ka ekstraktu struktūra netiek bojāta.

Kofeīna ekstrakcija uzlabota ar ultraskaņu

Kofeīnu var uzskatīt par visbiežāk patērēto stimulantu. Tā kā kofeīns tiek patērēts ne tikai dzerot pagatavotu kafiju, kofeīna ekstrakts tiek izmantots rūpniecībā, lai ārstētu citus produktus ar kofeīnu kā piedevu. Tādējādi kļūst iespējams radīt stiprāku kafiju vai formulēt bezalkoholiskos dzērienus (piemēram, kolu), enerģijas dzērienus vai citus pārtikas produktus (piemēram, šokolādi).
Bet kofeīns tiek izmantots ne tikai kā piedeva pārtikas ražošanā, bet arī svarīgs aktīvais savienojums farmācijā. Bieži sastopams kofeīna ekstrakta pielietojums ir, piemēram, piejaukums galvassāpju un migrēnas zālēm vai pretsāpju līdzekļiem.
Lai iegūtu kofeīnu, kas ir galvenais kafijas alkaloīds, ultrasonication ir piemērota metode. Wang un viņa kolēģi atklāja, ka ir nepieciešams tikai īss ekstrakcijas laiks, lai sasniegtu piesātinātu stāvokli, ja tiek izmantota ultrasonication. Tas nozīmē, ka ultraskaņa ir ļoti efektīva un laika taupīšanas metode kofeīna iegūšanai. [Vanags u.c. 2011]

Pastiprināta aromātisko molekulu un aromātisko savienojumu ekstrakcija, izmantojot ultraskaņu

Gaistošās kafijas sastāvdaļas ir visvērtīgākā grauzdēto kafijas pupiņu daļa un piešķir kafijai tās unikālo garšu un smaržu. Šķīstošās kafijas kvalitāti var būtiski uzlabot, kafijas pulverim pievienojot aromātu absorbējošas kafijas eļļas.
Salīdzinājuma pētījums, kurā tika pārbaudīta fenola savienojumu ekstrakcija no zemenēm, parādīja, ka ultraskaņas ekstrakcija izraisa mazāku fenolu noārdīšanos un ir daudz ātrāks ekstrakcijas process, salīdzinot ar citām ekstrakcijas metodēm, tostarp cieto šķidrumu, subkritisko ūdeni un mikroviļņu palīdzību. [Herrera et al. 2005]
Vangas un viņa kolēģu pētījums liecina, ka zemas frekvences, lieljaudas ultraskaņa ir efektīvāka kafijas garšu ekstrakcijai. Īpaši attiecībā uz 4-tridekanonu un 2-metoksi-3-metilpirazīnu, viņi konstatēja, ka ultraskaņas ekstrakcija ir vieglāka un efektīvāka, iegūstot ļoti augstu ekstrakcijas ražu. Turklāt ir pierādīts, ka temperatūra ir jākontrolē, jo kafijas garšas komponenti ir ļoti gaistoši augstās temperatūrās. Viņi sasniedza labus ekstrakcijas rezultātus temperatūras diapazonā no 35 ~ 65 ° C ar salīdzinoši īsu ultraskaņas apstarošanu. [Vanags u.c. 2011]

Tējas ekstrakcija uzlabota ar ultraskaņu

Rezultāti, kas sasniegti ar ultrasoniski atbalstītu ekstrakciju, ir piemēroti arī tējas savienojumu ekstrakcijai (piemēram, zaļās tējas lapas). Xia et al. pētījums parādīja ievērojami augstāku tējas polifenolu, aminoskābju un kofeīna saturu ultrasoniski apstrādātās tējas infūzijās nekā tajās, kas iegūtas ar parasto ekstrakciju. Tas uzlabo rezultātus organoleptiskās novērtēšanas laikā, kas izrādījās: tējas infūzijas sensorā kvalitāte ar ultraskaņas ekstrakciju bija labāka nekā tējas infūzijas ar parasto ekstrakciju. [Xia et al. 2005]
Lasiet vairāk par ultraskaņas aukstās brūvēšanas tējām un aukstās tējas infūzijām!

Secinājums: Ļoti efektīva kofeīna ekstrakcija ar ultraskaņu

Ultrasoniski atbalstīta ekstrakcija ir efektīva, laika taupīšanas un kontrolējama metode aktīvo savienojumu ekstrakcijai no kafijas. Visinteresantākie un vērtīgākie savienojumi ir kofeīns un antioksidanti, piemēram, fenola diterpēni (cafestol, kahweol) un askorbīnskābes. Ultraskaņas ekstrakcijas galvenās priekšrocības ir izcilas kvalitātes ekstrakts ar augstu ražu. Šīs ultraskaņas ekstrakcijas priekšrocības tiek panāktas, optimizējot un precīzi kontrolējot ultraskaņas ekstrakcijas parametrus.

Augstas veiktspējas ultraskaņas aparāti kofeīna ekstrakcijai

Runājot par kofeīna ekstrakciju jebkurā apstrādes mērogā, Hielscher Sonicators ir inovāciju un efektivitātes virsotne. Neatkarīgi no tā, vai esat maza mēroga amatnieku ražotājs vai liela mēroga rūpnieciska ražotne, Hielscher ultraskaņas apstrādātāji piedāvā precīzu un spēcīgu risinājumu kofeīna tīrās būtības iegūšanai no jūsu izejmateriāla.

• Precizitāte un konsistence: Hielscher zondes tipa ultraskaņas aparāti ir paredzēti, lai nodrošinātu precīzu ekstrakcijas procesa kontroli. Viņu vismodernākā tehnoloģija nodrošina konsekventu rezultātu partiju pēc partijas, ļaujot jums saglabāt kofeīna ekstrakta kvalitāti un iedarbību.
• Mērogojamība: Hielscher piedāvā virkni sonikatoru, kas piemēroti dažādiem apstrādes svariem. No kompaktiem stenda modeļiem pētniecībai un izstrādei līdz stabilām rūpnieciskām sistēmām, kas spēj apstrādāt lielus apjomus, Hielscher nodrošina elastību, kas nepieciešama, lai apmierinātu jūsu ražošanas prasības.
• Efektivitāte: Izmantojot Hielscher ultraskaņas aparātus, jūs varat ievērojami samazināt ekstrakcijas laiku, salīdzinot ar tradicionālajām metodēm. Šo mašīnu radītie ultraskaņas viļņi rada intensīvus kavitācijas spēkus, ātri noārdot šūnu sienas un atbrīvojot kofeīna molekulas, kā rezultātā tiek īsāki apstrādes cikli.
• Daudzpusība: Hielscher ultraskaņas apstrādātāji neaprobežojas tikai ar kofeīna ekstrakciju. Mūsu ultraskaņas aparāti ir pielāgojami plašam lietojumu klāstam pārtikas, farmācijas un kosmētikas rūpniecībā. Neatkarīgi no tā, vai jūs iegūstat kofeīnu no kafijas pupiņām, tējas lapām vai citiem botāniskajiem avotiem, Hielscher sonikatori piedāvā daudzpusību, lai atbilstu jūsu vajadzībām.

Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts uzņēmums un īpašu uzsvaru liek uz augstas veiktspējas ultrasonikatoriem, kas piedāvā vismodernākās tehnoloģijas un lietotājdraudzīgumu. Protams, Hielscher ultrasonikatori atbilst CE prasībām un atbilst UL, CSA un RoHs prasībām.

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