Hielscher Echografietechniek

Ultrasone extractie van cafeïne

Via ultrasone is een effectieve methode voor de extractie van caffeine en andere werkzame stoffen uit koffie. Krachtige ultrasone apparaten ondersteunen het extractieproces terwijl het maximaliseren opbrengst en verwerkingstijd verkorten.
Coffee - gemaakt van gebrande koffiebonen – is een zeer populaire drank die wereldwijd wordt verbruikt. Naast zijn vitalizing effect als verbruikt als stimulans drank, de verbindingen koffie van belang voor de voedingsmiddelen-, farmaceutische (bijvoorbeeld in pijnstillers) en cosmetische industrie zoals gebruikt als waardevolle toevoegingen in diverse producten. Dit geldt met name voor de cafeïne (1,3,7-trimethylxanthine) en de anti-oxidanten, die bekend staan ​​om hun positieve effecten op de gezondheid van de mens. Koffie bevat, onder andere, fenol diterpenen zoals cafestol en kahweol en ascorbinezuur, die bekend staan ​​om hun antioxidatieve activiteit. Epidemiologische studies suggereren dat de ingrediënten koffie van een preventief effect op verschillende chronische ziekten, met inbegrip van type 2 diabetes mellitus, de ziekte van Alzheimer, de ziekte van Parkinson, en leverziekten zoals cirrose en leverkanker kan hebben.
Ultrasonics is een bekende en bewezen hulpmiddel voor veel verschillende toepassingen in diverse industrieën. Een succesvolle toepassing van de ultrasone extractie. Daardoor de ultrasone cavitatie effecten op het celmateriaal waardoor celdisruptie en de afgifte van de intracellulaire materie.
Door behandeling met ultrageluid, cafeïne en andere koffie verbindingen kunnen zeer efficiënt worden onttrokken.

Chemische structuur van cafeïne

Echografie met hoog vermogen

Om een ​​beter begrip van het ultrageluid ondersteunde extractieprocedure te garanderen, moet het effect van ultrageluid in vloeistoffen worden toegelicht.
ultrageluid – geïntroduceerd in vloeistoffen – veroorzaakt lokaal zeer extreme effecten. Bij het soniseren van vloeistoffen met hoge intensiteiten, resulteren de geluidsgolven die zich voortplanten in de vloeibare media in wisselende hogedruk (compressie) en lage druk (verdunning) cycli, met snelheden die afhankelijk zijn van de frequentie. Tijdens de lagedrukcyclus creëren ultrasone golven met hoge intensiteit kleine vacuümbellen of holtes in de vloeistof. Wanneer de bellen een volume bereiken waarbij ze geen energie meer kunnen opnemen, vallen ze hevig in elkaar tijdens een hoge drukcyclus. Dit fenomeen wordt genoemd cavitatie. Tijdens de implosie zeer hoge temperaturen (ong. 5000 K) en druk (. Ca. 2,000atm) worden lokaal bereikt. De implosie van het cavitatiebel resulteert ook in vloeibare stralen tot 280m / s snelheid. [Suslick 1998] Door deze extreme krachten sonolyse optreedt, celwanden worden verbroken, en intracellulaire materiaal geëxtraheerd.

Ultrasoon cavitatie opgewekt op de hoorn van de UIP1500hd - een 1,5 kW ultrasone inrichting. Voor een betere zichtbaarheid is de vloeistof belicht met blauw licht van de bodem van de glazen kolom.

Ultrasone cavitatie in vloeibare

De ultrasoon ondersteunde extractie is een goedkoop, eenvoudig en efficiënt alternatief in vergelijking met conventionele extractietechnieken. De belangrijkste voordelen van ultrageluid bij vast-vloeistofextractie zijn de toename van de extractieopbrengst en snellere kinetiek. Ultrasone extractie is een veelgebruikte techniek voor de extractie van plantmaterialen met vloeibare oplosmiddelen en is bewezen voor een snel en completer extractieproces in vergelijking met traditionele methoden, omdat het oppervlaktegebied tussen de vaste en vloeibare fase aanzienlijk groter is als gevolg van de celverstoring en deeltjesdispersie.
Door het gebruik van ultrasoonapparaat kan ook de bedrijfstemperatuur worden verlaagd, waardoor temperatuurgevoelige componenten kunnen worden geëxtraheerd. In vergelijking met andere nieuwe extractietechnieken zoals microgolf-geassisteerde extractie, is het ultrasone apparaat goedkoper en is de werking ervan eenvoudiger. Bovendien kan de ultrasoon geassisteerde extractie worden gebruikt met elk oplosmiddel, zoals de Soxhlet-extractie, voor het extraheren van een grote verscheidenheid aan natuurlijke verbindingen. [Wang et al. 2006] Indien nodig zijn explosieveilige systemen voor industriële procescapaciteiten beschikbaar.
Een belangrijk voordeel van ultrasoon is de invloed op de belangrijkste procesparameters: amplitude, tijd, temperatuur, druk en viscositeit. Daardoor kan het extractieproces worden geoptimaliseerd om ervoor te zorgen dat de structuur van de extracten niet beschadigd wordt.

Ultrasone Winning van Coffee Verbindingen

Ultrageluid ondersteunde extractie is een algemene methode toegepast om bioactieve stoffen uit plantenmateriaal [Dong et al isoleren. 2010]. Ten aanzien van koffiebonen, kan de cafeïne en antioxidant fenolverbindingen zijn de meest waardevolle verbindingen voor de winning vanwege hun brede toepassingen in de farmaceutische en voedingsindustrie. Maar ook flavonoïden, chlorogeenzuur en protocatechuzuur zijn extracten die worden gebruikt als toevoegsels.
Met behulp van traditionele extractiemethoden, zoals de vloeistof-vloeistof extractie in oplosmiddelen, neemt de extractie-efficiëntie over het algemeen toe met toenemende extractietemperaturen. Dit veroorzaakt vaak schade en kwaliteitsverlies van het extract als temperatuur de stabiliteit van de fenolische verbindingen beïnvloedt.
De ultrasound-geassisteerde vaste stof-vloeistof extractie is aangetoond als een effectieve en tijdbesparende extractiemethode. De zeer krachtige ultrasone krachten leveren de nodige energie voor de extractie, zodat minder of zelfs geen oplosmiddelen nodig zijn. De temperatuur kan goed worden geregeld, omdat de sonicated batch- of flowcelreactor efficiënt kan worden gekoeld (of indien nodig kan worden verwarmd). Voor de extractieprocessen met oplosmiddelen levert Hielscher Ultrasonics ook ATEX- en FM-gecertificeerde explosiebestendige ultrasone systemen.
Vanwege de intense extractiekrachten van echografie is ook de reeds gebruikte koffiedik (koffieafval) nog steeds een grondstof rijk aan extraheerbare verbindingen. Aangezien koffie-afvalmateriaal goedkoop en in grote hoeveelheden beschikbaar is, is het een ideale grondstof voor de extractie van de resterende actieve verbindingen. Hoewel het gehalte aan cafeïne en andere componenten in het koffie-afval lager is dan in ongebruikt koffiepoeder, is er nog steeds een grote hoeveelheid aanwezig die extraheerbaar is. Om deze verbindingen uit de koffiemalen vrij te maken, wordt de volledige invloed op de verwerkingsparameters bijzonder belangrijk. High-power echografie kan grote hoeveelheden actieve verbinding binnen een korte verwerkingstijd extraheren.

Ultrasone trillingen is een succesvolle techniek om werkzame stoffen, smaakstoffen en andere intracellulaire componenten te extraheren uit plantaardige cellen.

Inline ultrasone processor UIP1500hd

Informatieaanvraag




Let op onze Privacybeleid.


cafeïne extractie

Cafeïne kan worden geclaimd de meest gebruikte genotmiddel. Omdat cafeïne is niet alleen verbruikt door het drinken van verse koffie, wordt cafeïne extract gebruikt in de industrie zich naar andere product te behandelen met cafeïne als additief. Daardoor wordt het mogelijk om sterker maken koffie of frisdrank (bijvoorbeeld cola), energiedranken en andere voedingsstoffen (bijvoorbeeld chocolade) formuleren.
Maar cafeïne wordt niet alleen gebruikt als additief in de Eten productie, is een belangrijke werkzame stof in geneesmiddelen ook. Een algemene toepassing van cafeïne extract b.v. het mengsel in geneesmiddelen voor hoofdpijn en migraine of pijnstillers.
Om cafeïne is verwijderd, de belangrijkste alkaloïde in koffie, ultrasone trillingen is een geschikte methode. Wang en zijn collega's [Wang et al. 2011] blijkt dat slechts een korte extractietijd nodig om een ​​verzadigde toestand te bereiken, wanneer ultrasone trillingen gebruikt. Dit betekent dat ultrageluid een zeer efficiënte en tijdbesparende techniek voor het verkrijgen van cafeïne.

Ultrasone extractie is de superieure methode om koudbloedige koffie te produceren uit gemalen koffie. Sonicatie geeft de smaakstoffen en cafeïne binnen enkele seconden vrij.

Ultrasone extractie van cafeïne en het brouwen van koudgebrouwen koffie

Aromatische en aromastoffen

De vluchtige koffie verbindingen zijn de meest waardevolle fractie van de gebrande koffie bonen en schenkt koffie zijn unieke smaak en geur. De kwaliteit van oploskoffie kan aanzienlijk worden verbeterd door toevoeging van aroma geabsorbeerde koffievetten het koffiepoeder.
Een vergelijkende studie, waarbij de extractie van fenolische verbindingen uit aardbeien werd onderzocht, toonde aan dat ultrasone extractie minder afbraak van fenolische stoffen veroorzaakt en een veel snellere extractieproces is in vergelijking met andere extractiemethoden, waaronder vaste stof-vloeistof, subkritisch water en met microgolven ondersteunde methode. [Herrera et al. 2005]
De studie van Wang en zijn collega's [Wang et al. 2011] blijkt dat lage frequentie, hoge energie ultrageluid is efficiënter voor de extractie van koffie aroma. Speciaal voor 4-tridecanon en 2-Methoxy-3-methylpyrazine, vonden ze de ultrasone extractie eenvoudiger en efficiënte techniek verkrijgen van zeer hoge extractieopbrengsten. Verder wordt getoond dat de temperatuur moet worden geregeld koffie aromacomponenten zeer vluchtig zijn bij hoge temperaturen. Zij bereikten goede resultaten extractie in het temperatuurtraject tussen 35 ~ 65 ° C onder betrekkelijk korte tijd ultrasone bestraling.

Tea extractie

De resultaten die ultrasoon bijgestaan ​​extractie resultaten zijn ook geschikt voor de extractie van koffie stoffen (bijvoorbeeld groene thee bladeren). Een studie van Xia et al. een significant hoger gehalte aan thee polyfenolen, aminozuren en cafeïne in ultrasoon behandelde thee infusies dan die verkregen volgens gebruikelijke extractie. Dit resulteert in een verbetering van de resultaten tijdens een organoleptische evaluatie dat bleek: de sensorische kwaliteit van de thee infusie met ultrasone-geassisteerde extractie was beter dan die van thee infusie met conventionele extractie. [Xia et al. 2005]

Hielscher's ultrasonicators, b.v. UP200S (op de foto), zijn zeer succesvol voor de extractie van intra-cellulaire materie.

Ultrasone extractie uit kruiden

Conclusie

De ultrasoon bijgestaan extractie is een efficiënte, tijdbesparende en controleerbare werkwijze voor de extractie van werkzame stoffen uit koffie. De meest interessante en waardevolle stoffen zijn cafeïne en antioxidanten zoals fenolen diterpenen (cafestol, kahweol) en ascorbinezuur. De belangrijkste voordelen van de ultrageluid ondersteunde extractie is gebaseerd op de invloed en controle via ultrasone extractieparameters.

Literatuur / Referenties

  • Cao, Chuanhai; Wang, Li; Lin, Xiaoyang; Mamcarz, Malgorzata; Zhang, Chi; Bai, Ge; Nong, Jasson; Sussman, Sam; Arendash, Gary (2011): Caffeine synergie met andere Coffee Component naar Plasma GCSF te verhogen: Koppeling met cognitieve voordelen in Muizen van Alzheimer. Journal of Alzheimer's Disease 25/2, 2011. 323-335.
  • Dong, Juane; Liu, Yuanbai; Liang, Zongsuo; Wang, Weiling (2010): Onderzoek naar ultrageluid ondersteunde extractie van zuur salvianolic B van Salvia miltiorrhiza wortel. Ultrasonics Sonochemistry 17/1, 2010. 61-65.
  • Herrera, M.C .; Luque de Castro, M.D. (2005): ultrageluid ondersteunde extractie van fenolische verbindingen uit aardbeien vóór vloeistofchromatografische scheiding en fotodiodes ultravioletdetectie. Journal of van chromatografie A, 1100, 2005. 1-7.
  • Higdon, Jane V .; Frei Balz (2006): Koffie en gezondheid: een overzicht van de recente Human Research. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 46/2, 2006 101-123.
  • Mussato, Solange I .; Ballesteros Lina F .; Martins, Silvia; Teixeira José A (2011): Extractie antioxidant fenolverbindingen van gebruikt koffiedik. Separation and Purification Technology 83/2011 173-179.
  • Sheu, Shane-Rong; Wang, Cheng-Chi; Chang, Sheng-Yu; Yang, Li-Chen, Jang, Ming-Jyi; Cheng, Po-Jen (2009): Invloed van Extraction Manufacturing Process on Caffeine Concentratie. In: Proceedings of the International MultiConference van ingenieurs en informatici Wetenschappers 2009 Vol II, Imecs 2009 18 maart – 20, 2009, Hong Kong.
  • Suslick, K.S .: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. 4th ed. J. Wiley & Zonen: New York; 26, 1998. 517-541.
  • Wang, Cheng-Chi; Sheu, Shane-Rong; Chou, Ya-Yen; Jang, Ming-Jyi; Yang, Li-Chen (2011): Een nieuwe geoptimaliseerde energiebesparende extractieproces op koffie. Thermische wetenschap 15/1, 2011. 53-59.
  • Wang Lijun; Weller, Curtis L. (2006): Recente ontwikkelingen in de winning van nutraceuticals uit planten. Trends in Science Voedingsindustrie & Techniek 17, 2006 300-312.
  • Xia, Tao; Shi, Siquan; Wan, Xiaochun (2006): Impact van ultrasone-geassisteerde extractie van de chemische en sensorische kwaliteit van de thee infusie. Journal of Food Engineering 74/4, 2006 557-560.

Neem contact met ons op / vraag om meer informatie

Praat met ons over uw verwerking eisen. We zullen de meest geschikte configuratie en bewerkingsparameters aanbevelen voor uw project.





Let op onze Privacybeleid.