Ēterisko eļļu ultraskaņas hidrodestilācija
- Pamateļļu tradicionālā ekstrakcija ir dārga un laikietilpīga.
- Ultraskaņas ekstrakcija nodrošina augstāku ražību un izcilu ekstrakta kvalitāti.
- Ultraskaņas var veikt kā šķīdinātāju vai ūdens bāzes ekstrakcijas metodi. Alternatīvi, ultraskaņu var kombinēt ar tradicionālajām ekstrakcijas sistēmām, lai uzlabotu efektivitāti un kvalitāti.
Botāniskais ekstraktu hidrodestilācija
Hidrodestilācija ir variants, kurā notiek tvaika destilācija. Attiecībā uz hidrodestilācijas ieguve, augu materiāls ir iemērc kādu laiku ūdenī, pēc kura maisījums ir uzkarsēts un gaistošie materiāli tiek veikti prom tvaika, kondensētā un atdalīta. Tas ir kopīgs ekstrakcijas process, lai atdalītu fitoķīmiskos savienojumus no augu materiāla. Tvaika destilācija ir vienota tehnika ēteriskās eļļas izolācijai, piemēram, parfimērijā.
Tā kā daudzi organiskie savienojumi mēdz sadalās augstā stabilā temperatūrā, industrija ir pastiprināt uz priekšu, lai izmantotu alternatīvas vieglas apstrādes metodes, kas dod labākus ekstrakcijas rezultātus (augstākā kvalitāte, augstākas ražas).
Tradicionālo ekstrakcijas paņēmienu, piemēram, tvaika destilēšanas, problēmas slēpjas milzīgos augu materiāla daudzumos, kas ir nepieciešami, lai iegūtu ēteriskās eļļas komerciālā mērogā. Par 1kg (2 1/4 lb) lavandas ēteriskā eļļa ir aptuveni 200kg (440lb) svaigu lavandas ziedi vajadzīgi, par 1kg Rožu eļļa ir starp 2,5 un 5 metriskās tonnas rožu ziedlapiņas nepieciešams, un par 1kg citronu ēteriskās eļļas izejviela sastāv aptuveni 3 000 citroniem. Tāpēc ēteriskās eļļas ir ļoti dārgi. For Rose absolūtā cena ir ap €20,000 (21, 000US $) par litru.
Lai gūtu priekšrocības attiecībā uz rentabilitāti un konkurētspēju, ēteriskās eļļas ražotājiem jāievieš efektīvākas un lietderīgākas ekstrakcijas metodes. Labvēlīgas metodes ultraskaņas ekstrakcijā izceļas ar tradicionālajām ekstrakcijas metodēm ar viegliem ekstrakcijas apstākļiem, augstu ražību un izcilu ekstrakta kvalitāti. Ultraskaņu var veikt kā šķīdinātāju vai arī bez šķīdinātāja ekstrakcijas. Alternatīvi, ultraskaņas ekstrakciju var apvienot ar kopējām ekstrakcijas sistēmām, piemēram, Soxhlet ekstrakcija, Clevenger ieguve, superkritiskais CO2, Ohmic hidrodestilācija utt. (Sono-Soxhlet, Sono-Clevenger, Sono-scCO2, ultraskaņas Ohmic hidrodestilācija).
Ēteriskās eļļas ultraskaņas ieguve
Ir pierādīts, ka ultraskaņas ekstrakcija dod augstāku ekstrakcijas ražu un samazina enerģijas patēriņu. Ultraskaņas ekstrakcijas darbības princips ir burbuļu implosija, ko rada ultraskaņas Kavitācija. Burbulis sabrukums rada mikro sprauslas, kas iznīcina lipīdu dziedzeri augu šūnu audos. Tādējādi tiek uzlabota masas pārnešana starp šūnu un šķīdinātāju, un ēteriskā eļļa tiek atbrīvota. Mūsdienu moderno ultraskaņas nosūtotāju galvenā priekšrocība ir precīza darbības parametru kontrole (piemēram, ultraskaņas intensitāte, temperatūra, apstrādes laiks, spiediens, aiztures laiks utt.). Ir zinātniski pierādīts, ka lielāka ēterisko eļļu raža, kā arī zemāka termiskā degradācija, augsta kvalitāte un laba garša (Porto et al. 2009; Asfaw et al. 2005). Lai gan citas modernas ekstrakcijas metodes piedāvā tikai ierobežotu spēju mērogot rūpnieciskās ražošanas, potences mēroga ultraskaņas ieguve rūpniecības līmenī jau ir pierādīta. Piemēram, no japāņu citrusaugļiem iegūto ēteriskās eļļas ieguve palielinājās par 44% salīdzinājumā ar tradicionālajām ekstrakcijas metodēm (Mason et al. 2011).
Ultraskaņas pirmapstrāde ēteriskās eļļas ekstrakcijā
Ēteriskās eļļas no augu materiāla (piemēram, lavandinas, salvijas, citrusaugļu utt.) ultraskaņas ekstrakcijai var izmantot zonēšanas tipa ultraskaņas sistēmu, piemēram, UIP2000hdT, lai iegūtu ekstrakcijas, pilota un ražošanas mērogā. Ekstrakcijas sistēma var būt setup kā partijas vai inline sistēmu.
Ultraskaņas partijas ekstrakcijā ieteicama tvertne ar apkārtējo aukstā ūdens vannu. Ūdens vanna ļauj izvairīties no nevēlamas temperatūras paaugstināšanās un izrietošo degradāciju. Par lavandin ēteriskās eļļas ekstrakcijas, lavandas ziedi ekstrahē ar, piemēram, 2L destilēta ūdens ekstrakcijas laikā 30 min. Ultraskaņas amplitūda ir iestatīta uz 60%. Pēc ultraskaņas pirmapstrāde, lavandas zieds tiek noņemts, un parasto tvaika destilācija tiek veikta, lai iegūtu ēteriskās eļļas.
Par inline ekstrakcijas setup, ultraskaņas procesors IST aprīkots ar sonotrode un plūsmas šūnu. Dzesēšanas nolūkā plūsmas šūnu reaktors ir aprīkots ar dzesēšanas apvalku. Ultraskaņas pirms apstrādes, macerēto augu materiāls tiek sūknēts caur reakcijas kamerā, kur tas iet tieši caur KAVITĀCIJAS zonā. Vēl ieguvums ultraskaņas inline ieguve ir iespēja hermetējot reakcijas kamerā, lai palielinātu ekstrakcijas efektu.
Ultraskaņas pirmapstrāde pirms hidrodestilācijas palielina iegūto ēteriskās eļļas ražu un uzlabo ekstrakcijas ātrumu – kas rada vispārēju efektīvāku procedūru.
ultraskaņas hidrodestilācija
Pielāgots ultraskaņas iestatījums ekstrakcijai
Ultraskaņas ekstrakcijas priekšrocības
- Ātri & efektīva ieguve
- Netermisku, vieglu procesu
- Augstas kvalitātes izvilkumi
- Augsta ienesīgums
- Pilns aromāta spektrs
- Mazāk izejvielu
- Zaļa ekstrakcija
Ultraskaņas ražošana Nanoemulsijas
Interese par nanoemulsiju izmantošanu kā lipofītisko pārtikas sastāvdaļu piegādes sistēmu, kā aktīvo savienojumu nesējs farmaceitiskajos līdzekļos un kosmētikā ir ievērojami augošs sakarā ar to augsto optisko skaidrību, labu fizisko stabilitāti un spēju palielināt biopieejamību. Ultraskaņas emulgācija gatavo stabilas mikro un nano emulsijas, kas gala produktā garantē vislabākos rezultātus.
Uzklikšķināt šeit, lai uzzinātu vairāk par ultraskaņas emulsifikācija!
Ultraskaņas efekti
Ultraskaņas ekstrakcijas efekti pamatojas uz ultraskaņas kavitācija. Kavitācija šķidrumos rada augstu bīdes spēkus, šķidro straumēšanu un mikroturbulences, kas ir tīri mehāniskas sekas.
Clevenger ar UP200Ht
Attēls: Pingret et al., 2014.
Ultraskaņas atsūkšanas sistēmas
Hielscher jaudas ultraskaņas sistēmas ir pieejamas stenda virsotnē, pilota rūpnīcu un rūpniecisko iekārtu iekārtās. Mūsu ultraskaņas procesori ir precīzi kontrolējami un var nodrošināt ļoti augstu amplitūdas (līdz 200 μm rūpnieciskiem ultraskaņatatoriem, augstāka amplitūdām pēc pieprasījuma), lai radītu intensīvu akustisko lauku. Visas mūsu ultraskaņas ierīces – no laboratorijas līdz rūpnieciskām sistēmām – ir būvētas 24/7 ekspluatācijai ar lieljaudas nosacījumiem.
Hielscher ultraskaņas ekstraktorus var testēt ar stendā augstākās skalas priekšizpētei un procesu optimizācijai. Pēc tam, visi procesa rezultāti var būt lineearly samazināts līdz pilnīgai rūpnieciskai ražošanai. Mūsu ilgā pieredze ultraskaņas apstrādē ļauj mums konsultēties un palīdzēt mūsu klientiem no pirmajiem testiem un procesu optimizēšanas līdz augstas efektivitātes industriālās darbības īstenošanai. Apmeklējiet mūsu technial lab un procesu centru, lai izpētītu Hielscher ultraskaņas sistēmu iespējas!
Mūsu robustas ultraskaņas sistēmas var izmantot partijas un inline ultraskaņu. Var viegli izdarīt arī esošo ražošanas līniju modernizēšanu.
Sazinies ar mums! / Uzdot mums!
Literatūra/atsauces
- Dent, M.; Dragović-Uzelac, V; Elez Garofulić, I.; Bosiljkov, T.; Ježek, D.; Brnčić, M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound-assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from Sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q., 29 (3), 2015. 475–484.
- Djenni, Z.; Pingret, D.; Mason, T.J.; Chemat, F. (2013): Sono–Soxhlet: In Situ Ultrasound-Assisted Extraction of Food Products. Food Anal. Methods 6, 2013. 1229-1233.
- Li, Y.; Fabiano-Tixier, A.-S.; Chemat, F. (2014): Essential Oils as Reagents in Green Chemistry, SpringerBriefs in Green Chemistry for Sustainability, 2014. p.9-20.
- Petigny, L.; Périno-Issartier, S.; Wajsman, J.; Chemat, F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). Int. J. Mol. Sci. 2013, 14, 5750-5764.
- Pingret, D.; Fabiano-Tixier, A.-S.; Chemat, F. (2014): An Improved Ultrasound Clevenger for Extraction of Essential Oils. Food Anal. Methods 7, 2014. 9–12.
- Sicaire, Anne-Gaëlle; Vian, Maryline Abert; Fine, Frédéric; Carré, Patrick; Tostain, Sylvain; Chemat, Farid (2016): Ultrasound induced green solvent extraction of oil from oleaginous seeds. Ultrasonics Sonochemistry (2016), Vol. 31. 319-329.
- Yoswathana, N.; Eshiaghi, M.N.; Jaturapornpanich, K. (2012): Enhancement of Essential Oil from Agarwood by Subcritical Water Extraction and Pretreatments on Hydrodistillation. International Journal of Chemical, Molecular, Nuclear, Materials and Metallurgical Engineering Vol:6, No:5, 2012. 453-459.
Fakti ir vērts zināt
Veiksmīgi ekstrahē Ultrasonics
Šādi augu materiāli un augu Audi ir pierādījuši, ka ultraskaņas ekstrakcija sasniedz labākus ekstrakcijas rezultātus. Ultraskaņas ekstrakcija nodrošina augstāku ražību, augstas kvalitātes ekstraktus ar pilnu saliktu/aromātu profilu un pilnu garšas spektru.
Garšaugi & lapām: Spearmint, piparmētru, Stevia, Kaņepju, apiņi, baziliks, timiāns, pipari, oregano, salvija, fenhelis, pētersīļi, eikalipta, Olīvu, Zaļā tēja, melnā tēja, Bodo boldo, tabaka, piparmētru, majorī u. tml.
Ziedi (attars): roze, lavanda, ilang-ilang, jasmīns, pačūlija, tuberose, mimoza, utt.
Augļi: oranžs, citrusaugļi, citronu, aveņu, tomātu, ābolu, melleņu, mellenes, mandarīns, Vīnogas, Olīvu, jujube, utt.
Garšvielas: SafrānsKoriandra Ingvers, Laurel, muskatrieksts, kanēlis, kurkuma, vaniļas, krustnags, muskatrieksts, MACE utt.
Koka & miza: Agarwood, ozola, Sandalwood, cedarwood, priede, kanēļa mizas, uc.
Botāniskais ekstrakti satur pilnu spektru aktīvo savienojumu un fitoķīmiskās vielas, lai ēteriskā eļļa satur lipīdus, terpēnu un terpenoīdi, fenoli, alkaloīdi, flavonoīdus, karbonilsavienojumi, antioksidanti, vitamīni, pigmenti, fermenti, Utt.
Ekstrahēto molekulu piemēri: monoterpēdi un monoterpeneoīdi, sesquiterpenes, limonene, CARVONE, a-pinene, limonene, 1,8-cineole, CIS-ocimene, trans-okimene, 3-oktanons, beta-karotīns, α-pinēns, kampara, camphene, β-pinene, myrcene, (para-cymene, limonēns, γ-terpinēns, linalools, mirtenols, mirtenāls, karvons.
Ēteriskās eļļas liecina, antioksidanta un antibakteriāla iedarbība, kas padara tos bez to aromāts un aromātu labvēlīga sastāvdaļa pārtikas un medicīnas produktiem, too.
Ēteriskās eļļas, piem., no lavandas, piparmētru un eikalipta, galvenokārt ražo, destilējot ar tvaiku. Neapstrādātus augu materiālus, piemēram, ziedus, lapas, koksni, mizu, saknes, sēklas un peels ekstrahē ar ūdens destilāciju, kamēr tie ir izmirkuši un vārīti ar ūdeni destilācijas aparātā.
hidrodestilācija
Attiecībā uz hidrodestilāciju diferencē divas formas: ūdens destilācija un tvaika destilācija.
Lai izolētu ēteriskās eļļas ar ūdens destilāciju, augu materiālu ievieto ūdenī, lai to vārītu. Tvaika destilācijai tvaikus ievada/caur augu materiālu. Sakarā ar ietekmi uz karstu ūdeni un tvaiku, ēteriskās eļļas izdalās no lipīdu dziedzeri augu audos. Iztvaikējot ūdens tvaiks nes eļļu no augu materiāla. Pēc tam tvaiks kondensē kondensētājā ar netiešu dzesēšanu ar ūdeni. No dzesinātāja destilētais ekstrakts (ēteriskās eļļas) ieplūst separatorā, kur eļļa automātiski atdalās no destilāta ūdens.
šķīdinātāja ekstrakcija
Efektivitātes dēļ, lielāko daļu ēteriskās eļļas, piemēram, smaržu un smaržvielu ražošanā, iegūst, ekstrahējot ar šķīdinātāju, izmantojot gaistošus šķīdinātājus, piemēram, heksānu, dimetilēnhlorīdu vai petrolēteri. Galvenās priekšrocības, ko sniedz šķīdinātāja ekstrakcija pārtvaicē, ir tādas, ka procesa laikā var saglabāt vienādu temperatūru (aptuveni 50 ° c). Tā kā augstākas temperatūras rezultātā degradācija ēteriskās eļļas savienojumiem, šķīdinātāju ekstrahē eļļas raksturo augstāku pilnīgumu to gaistošo savienojumu un vairāk dabas smarža.
Pārkritiskā CO2 ir izrādījusies lielisks organisko šķīdinātāju, un tāpēc ir vēl viena alternatīva metode, lai ekstrahējot aromātiskās eļļas no augu daļas.
Ekstrakcijas šķīdinātāji
Tradicionālie organiskie šķīdinātāji ekstrakcijai ir benzols, toluols, heksāns, dimetilēteris, naftas ēteris, dimetilēnhlorīds, etilacetāts, acetons vai etanols.
Etanolu izmanto, lai iegūtu smaržvielu savienojumus no sausiem augu materiāliem, kā arī no netīrām eļļām vai betoniem, kas ražoti, pirmkārt, ar organisku šķīdinātāju ekstrakciju, ekspresiju vai enfluerlaikmetu. Etanola ekstrakti no sausiem materiāliem ir pazīstami kā tinktūras. Tinktūras nedrīkst sajaukt ar etanola mazgāšana, kas tiek veikti, lai attīrītu eļļu un betonēm iegūt absolūtiem.
Ja ūdeni izmanto kā ekstrakcijas šķidrumu, šo procesu sauc par ekstrahēšanu bez šķīdinātājiem.
Ēteriskās eļļas
Ēteriskās eļļas iegūst, ekstrahējot no augu materiāla. Kā izejvielu var izmantot dažāda veida augu daļas, piemēram, puķes (piem., roze, jasmīns, Neļķe, krustnagliņas, mimoza, rozmarīna, lavander), lapas (piem., piparmētra, Ocimum spp., citronzāle, jamrosa), lapu un stublāju (piem., ģerāniju, pačūliņu, Kanēlis), miza (piemēram, kanēlis, (piemēram, ciedra, sandales, priede), saknes (piemēram, Angelica, Sassafras, vetivers, Saussurea, baldriāna), sēklas (piemēram, fenheli, koriandra, ķimeņu, dilles, muskatrieksts), augļi (bergamotes, apelsīnu, citronu, Kadiķis), sakneņi ( piemēram, ingvers, Calamus, Curcuma, orris) un smaganu vai oleosveķu eksudācijas (piemēram, Peru balzāms, Myroxylon balsamum, storax, mirres, benzoīna).
Betons un absolūtais
Betons ir termins puscietai masai, ko iegūst, ar šķīdinātāju ekstrahējot svaigu augu materiālu. Svaigais augu materiāls lielākoties tiek ekstrahēts, izmantojot nepolāros šķīdinātājus, piemēram, benzolu, toluols, heksānu, petrolēteri. Pēc ekstrahēšanas šķīdinātājs tiek iztvaicēts tā, lai iegūtu ēterisko eļļu, vasku, sveķu un citu lipofīlā (hidrofobo) fitoķīmisko vielu puscietās atliekas. Tas ir tā sauctais betons.
Lai iegūtu absolūtu no betona, betona jāapstrādā ar stipru alkoholu, kurā dažas sastāvdaļas var izšķīdināt.