Oplosmiddelvrije decafeïnering met ultrageluid

• Het conventionele decafeïneringsproces van koffie en thee vereist het gebruik van giftige oplosmiddelen.
• Ultrasone decafeïnering is een efficiënte intensiveringsmethode waarmee cafeïne kan worden verwijderd in een extractieprocedure op basis van water zonder het gebruik van agressieve oplosmiddelen.
• Ultrasoon decafeïneren is een economische, effectieve en groene methode om cafeïnevrije koffie, thee en cacaoproducten van hoge kwaliteit te produceren.

Cafeïnevrij maken met ultrasoonbehandeling

Cafeïne is een in water oplosbare stof, zodat water kan worden gebruikt om cafeïne uit koffie, thee en cacao te verwijderen. Conventionele decafeïnatieprocessen gebruiken een chemische stof als decafeïneermiddel (zoals methyleenchloride, CO2 of ethylacetaat) om het proces te versnellen. Door gebruik te maken van ultrasone extractie op basis van water in combinatie met actieve kool als desaffeïneermiddel, wordt een cafeïnevrij koffie-, thee- of cacaoproduct bereid in een organisch en milieuvriendelijk proces.

Ultrasoon versterkt Swiss Water Decaffeination

De ultrasoon ondersteunde decafeïnering is een intensiveringsproces van de zogenaamde Swiss water decaffeination .
Het Zwitserse wateronthoudingsproces werkt op basis van oplossen en osmose om cafeïne uit koffiebonen, theebladeren en cacaobonen te verwijderen.
Het integreren van ultrasone sondes in het Swiss Water decaffeïneproces houdt in dat sonicatie wordt toegepast tijdens specifieke fasen van het proces om de cafeïne-extractie te verbeteren. Het Zwitserse water decafeïneproces omvat vier belangrijke processtappen. Hoewel de implementatie van ultrageluid voor een efficiëntere decaffeïnering kan variëren afhankelijk van de specifieke opstelling en apparatuur, volgt hier een algemeen overzicht van hoe ultrasone sondes voornamelijk worden geïntegreerd voor procesverbetering:

1. Inweekfase: De eerste stap in het Swiss Water proces voor cafeïnevrij maken bestaat uit het weken van groene koffiebonen in heet water om een wateroplossing met een volle smaak te creëren. Tijdens het weken kan een ultrasone sonde worden gebruikt om de cafeïne uit de bonen te extraheren. Ultrasoon staat bekend om zijn vermogen om het extractieproces van bioactieve stoffen zoals cafeïne uit plantaardig materiaal te intensiveren. De mechanische krachten van ultrasone/akoestische cavitatie perforeren en verstoren cellen en bevorderen de massaoverdracht. Hierdoor wordt cafeïne uit de bonen verwijderd en efficiënt in het water afgegeven. Door deze effecten versnelt sonicatie het decafeïneringsproces aanzienlijk. De ultrasoon geëxtraheerde cafeïne is een waardevol additief voor voeding en dranken, zoals energiedrankjes.
2. Cafeïneverwijderingsfase: Na de eerste inweking wordt het smaakvolle water dat cafeïne bevat gescheiden van de koffiebonen. Dit water wordt meestal door actieve koolfilters geleid om de cafeïne te verwijderen. De porositeit van dit filter is zo gekozen dat het alleen grotere cafeïnemoleculen opvangt, terwijl het kleinere olie- en smaakmoleculen doorlaat. Dit betekent dat het houtskoolfilter de cafeïne vasthoudt, terwijl het gefilterde water alle kleinere bioactieve stoffen bevat, waarvan bekend is dat ze koffie, thee en cacao hun kenmerkende aroma en voedingswaarde geven.
3. Reabsorptiefase: De cafeïnevrije bonen, die ontdaan zijn van cafeïne en smaakmoleculen, worden weggegooid. Het cafeïnevrije smaak- en polyfenolverrijkte water (ook bekend als "Green Coffee Extract") is zeer waardevol en wordt gebruikt om de cafeïne te verwijderen uit een verse partij koffiebonen die nog cafeïne bevatten.
   Aangezien dit water verzadigd is met smaakmoleculen en andere bioactieve stoffen, kunnen deze verbindingen niet oplossen in de verse partij koffiebonen. Daardoor komen alleen de cafeïnemoleculen uit de koffiebonen vrij in het water en wordt de cafeïne verwijderd zonder aroma en andere waardevolle fytochemicaliën te verwijderen. Zodra het smaakwater vrij is van cafeïne, wordt het hergebruikt voor het extraheren van cafeïne uit een nieuwe partij groene koffiebonen. Deze herabsorptiefase kan opnieuw profiteren van het gebruik van ultrasone trillingen. De groene bonen worden geweekt in het met smaak geladen water en er wordt ultrasoon geluid toegepast om de cafeïne-extractie te vergemakkelijken. De sonicatie helpt de penetratie van het water in de bonen te verbeteren, waardoor de extractie-efficiëntie wordt verbeterd en de extractietijd wordt verkort.
4. Herhaaldelijk opnieuw absorberen en drogen: De reabsorptie- en sonicatiestappen kunnen meerdere keren worden herhaald tot het gewenste decafeïnatieniveau is bereikt. Na de laatste herabsorptie worden de cafeïnevrije koffiebonen meestal gedroogd en is het water met de smaakstof klaar voor hergebruik in de volgende batch.

Casestudie over ultrasone cafeïnevrij maken van koffiebonen

Het onderzoek van Huamaní-Meléndez en Darros-Barbosa (2018) was gericht op het onderzoeken van het effect van ultrasone intensiteit, puls en temperatuur op de extractie van cafeïne uit Arabica-koffiebonen met behulp van een waterig medium. De onderzoekers gebruikten de Hielscher hoge intensiteit ultrasone sonde UP400S (400 watt; zie afbeelding links) en voerden experimenten uit bij verschillende intensiteiten, pulsduren en temperaturen. Ze ontdekten dat het verhogen van de ultrasone intensiteit en pulsduur leidde tot een hogere cafeïne-extractie, maar alleen tot een bepaald punt, waarna verdere verhogingen de extractie niet significant verbeterden. De optimale omstandigheden voor cafeïne-extractie bleken een ultrasone intensiteit van 75 W/cm2, een pulsduur van 5 seconden en een temperatuur van 25°C te zijn. Het onderzoek biedt een specifiek protocol voor het gebruik van ultrageluid om cafeïne uit koffiebonen te extraheren en suggereert dat deze methode een effectief en milieuvriendelijk alternatief zou kunnen zijn voor traditionele decaffeïneprocessen.

Ultrasone apparaten met hoge prestaties voor cafeïnevrij decafeïneren zonder oplosmiddelen

Hielscher Ultrasonics biedt u hoogwaardige ultrasone apparaten voor milde, maar zeer effectieve extractie- en decaffeïnatieprocessen. Met ultrasoonvermogens van 50 tot 16.000 watt per ultrasoonapparaat heeft het Hielscher assortiment ultrasoonapparaten de ideale ultrasoonapparaat voor uw koffiezet- en decaffeïnatieproces!
Als ervaren fabrikant en consultant voor krachtige ultrasone processors en hun toepassingen, is Hielscher uw partner voor ultrasoon ondersteunde extractieprocessen. Hielscher ultrasoonprocessoren zijn wereldwijd geïnstalleerd voor toepassingen in de voedingsmiddelenindustrie. & dranken-, farmaceutische en chemische industrie.
We leveren niet alleen krachtige ultrasone extractoren, maar we staan onze klanten ook bij met onze diepgaande kennis. Onze klantenservice varieert van advies en haalbaarheidsstudies tot procesoptimalisatie en pilotapparatuur tot de installatie van ultrasone systemen op industriële schaal.
Met een breed aanbod aan ultrasone processors en accessoires (zoals sonotrodes, flowcellen en reactors) kunnen wij u het meest geschikte systeem aanbevelen dat voldoet aan de eisen van uw procescapaciteit en -omstandigheden. Installatie en retro-fitting in bestaande proceslijnen is eenvoudig omdat onze ultrasone extractoren zonder grote aanpassingen kunnen worden geïntegreerd.
Onze goed opgeleide medewerkers van procesadviseurs, chemici en ingenieurs begeleiden onze klanten naar een succesvolle installatie en werking. Hielscher's apparatuur heeft een uitstekende robuustheid en vereist slechts zeer weinig onderhoud. Voor operationele training, eerste inbedrijfstelling en onderhoudsservice hebben we een goed opgeleid team dat onze klanten bijstaat.

Caution: Video "title" is missing