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.

Verbeter de cafeïne-extractie met ultrageluid

De smaak van koffie en de effecten van cafeïne zijn een passie die al eeuwenlang wordt gedeeld door miljoenen mensen over de hele wereld. Koffieliefhebbers en wetenschappers zijn op zoek naar manieren om de extractie van cafeïne, bioactieve bestanddelen en aroma's uit koffiebonen te verbeteren. Eén zo'n methode, waarbij gebruik wordt gemaakt van de kracht van ultrageluid, is naar voren gekomen als een veelbelovend hulpmiddel om de cafeïne-extractie efficiënter te maken. Hielscher sonicators maken het mogelijk om hogere rendementen cafeïne te extraheren en nieuwe dimensies van smaken en aroma's te ontsluiten in koffiedranken, voedingsadditieven en extracten.

Informatieaanvraag




Let op onze Privacybeleid.


Ultrasoonapparaat UIP6000hdT voor de industriële decafeïnering van koffiebonen, thee en cacao. Ultrasoon vergemakkelijkt en intensiveert het Zwitserse wateronthoudingsproces.

Industriële ultrasoonapparaat UIP6000hdT voor de continue cafeïne-extractie uit koffiebonen

 

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

Video miniatuur

 

De voordelen van koffiebonen extraheren met Sonicatie

Hoge efficiëntie en superieure kwaliteit van het koffie-extract zijn slechts twee criteria die van het gebruik van Hielscher sonicators de beste methode maken voor de extractie van cafeïne en koffiesamenstellingen uit koffiebonen. Hieronder worden de belangrijkste voordelen van ultrasone koffie-extractie opgesomd:

  • efficiëntie: Sonicators van het sonde-type genereren intense ultrasone golven die effectief in vaste materialen kunnen doordringen. Dit helpt de structuur van de koffieboon af te breken en vergemakkelijkt de extractie van cafeïne.
  • Nauwkeurige controle: Met sonicators van het sonde-type kunnen de ultrasone energie en de blootstellingstijd nauwkeurig worden geregeld. Deze controle is essentieel om overextractie te voorkomen, wat kan leiden tot ongewenste smaken en bitterheid in het koffie-extract.
  • Snelheid: Sonificatie is een snel proces en sonicatoren van het probe-type kunnen de extractietijd aanzienlijk verkorten in vergelijking met traditionele methoden, waardoor het proces efficiënter wordt.
  • Uniformiteit: De ultrasone golven zorgen voor een gelijkmatigere extractie in het koffiebonenmateriaal, waardoor de cafeïne gelijkmatig wordt geëxtraheerd.
  • Minder gebruik van oplosmiddelen: Voor ultrasone extractie is vaak minder oplosmiddel nodig dan voor traditionele methoden. Dit kan milieuvriendelijk en kosteneffectief zijn.
  • Behoud van smaakstoffen: Sonicatie van het sonde-type kan worden geoptimaliseerd om selectief cafeïne te extraheren terwijl andere smaakcomponenten grotendeels intact blijven. Dit is belangrijk voor het behoud van de kwaliteit en smaak van het koffie-extract.
  • Schaalbaarheid: Met Hielscher Ultrasonica kunnen ultrasone extractieprocessen lineair worden opgeschaald voor industriële toepassingen. Dit betekent dat haalbaarheid en procesoptimalisatie op laboratoriumschaal kunnen plaatsvinden en vervolgens risicovrij en eenvoudig kunnen worden opgeschaald naar productiecapaciteit.
Ultrasone sonde UP400St voor de efficiënte extractie van cafeïne uit koffiebonen, thee en cacao. Ultrasoon versterkt en verbetert het Zwitserse wateronthoudingsproces.

Ultrasone sonde UP400ST voor de efficiënte extractie van cafeïne uit koffiebonen, thee en cacao.

 

In deze presentatie laten we je kennismaken met de productie van botanische extracten. We leggen uit wat de uitdagingen zijn bij het produceren van botanische extracten van hoge kwaliteit en hoe een sonicator u kan helpen deze uitdagingen te overwinnen. Deze presentatie laat zien hoe ultrasone extractie werkt. U leert welke voordelen u kunt verwachten bij het gebruik van een sonicator voor extractie en hoe u een ultrasone extractor kunt implementeren in uw productie van extracten.

Ultrasone botanische extractie - Hoe sonicators gebruiken om botanische verbindingen te extraheren

Video miniatuur

 

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 ultrasoon ondersteunde vast-vloeistof extractie is een effectieve en tijdbesparende extractiemethode gebleken. De zeer krachtige ultrasone krachten leveren de benodigde energie voor de extractie, zodat er minder of zelfs geen oplosmiddelen nodig zijn. De temperatuur kan goed worden geregeld omdat de gesoneerde batch- of flowcellreactor efficiënt kan worden gekoeld (of verwarmd indien nodig).
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 extractor geïnstalleerd op een reactor voor de extractie van bioactieve bestanddelen uit thee en koffie

Ultrasone afzuigkap UIP2000hdT voor de extractie van bioactieve bestanddelen uit koffiebonen

Ultrageluid met hoog vermogen voor extractie

Acoustic cavitation as shown here at the Hielscher ultrasonicator UIP1500hdT is used to initiate and promote chemical reactions. Ultrasonic cavitation at Hielscher's UIP1500hdT (1500W) ultrasonicator for sonochemical reactions.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 plaatselijk zeer extreme effecten. Bij het sonificeren van vloeistoffen met hoge intensiteit resulteren de geluidsgolven die zich voortplanten in het vloeibare medium in afwisselende hogedrukcycli (compressie) en lagedrukcycli (rarefactie), 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 belletjes een volume bereiken waarbij ze geen energie meer kunnen absorberen, storten ze heftig in elkaar tijdens een hogedrukcyclus. Dit fenomeen wordt akoestische cavitatie genoemd. Tijdens de implosie worden plaatselijk zeer hoge temperaturen (ongeveer 5.000 K) en drukken (ongeveer 2.000 atm) bereikt. De implosie van de cavitatiebel resulteert ook in vloeistofstralen met een snelheid tot 280m/s. [Suslick 1998] Door deze extreme krachten treedt sonolyse op, worden celwanden verstoord en wordt intracellulair materiaal geëxtraheerd.
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 sonicatie kan ook de bedrijfstemperatuur worden verlaagd, wat de extractie van temperatuurgevoelige componenten mogelijk maakt. Vergeleken met andere nieuwe extractietechnieken, zoals extractie met behulp van microgolven, is het ultrasone apparaat goedkoper en eenvoudiger te bedienen. Bovendien kan de ultrasoon geassisteerde extractie worden gebruikt met elk oplosmiddel, zoals de Soxhlet extractie, voor het extraheren van een grote variëteit aan natuurlijke verbindingen. [Wang et al. 2006]
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.

Informatieaanvraag




Let op onze Privacybeleid.


Cafeïne-extractie verbeterd door Sonicatie

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 voedselproductie, het is ook een belangrijke werkzame stof in geneesmiddelen. Een veelgebruikte toepassing van cafeïne-extract is bijvoorbeeld de toevoeging aan geneesmiddelen tegen hoofdpijn en migraine of pijnstillers.
Om cafeïne, de belangrijkste alkaloïde in koffie, te extraheren is ultrasone trillingen een geschikte methode. Wang en zijn collega's ontdekten dat er slechts een korte extractietijd nodig is om een verzadigde toestand te bereiken als ultrasone trillingen worden gebruikt. Dit betekent dat ultrasone trillingen een zeer efficiënte en tijdbesparende techniek zijn om cafeïne te winnen. [Wang et al. 2011]

Aromatische moleculen en aromatische verbindingen

Cafeïne kan worden geëxtraheerd met behulp van sonicators. Ultrasone cafeïne-extractie blinkt uit door een hogere opbrengst en kortere verwerkingstijden.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]
Het onderzoek van Wang en zijn collega's toont aan dat ultrasoon geluid met een lage frequentie en een hoog vermogen efficiënter is voor de extractie van koffiesmaken. Vooral voor 4-Tridecanon en 2-Methoxy-3-Methylpyrazine vonden ze de ultrasone extractie een eenvoudigere en efficiëntere techniek die zeer hoge extractieopbrengsten oplevert. Verder werd aangetoond dat de temperatuur gecontroleerd moet worden omdat koffiearomacomponenten zeer vluchtig zijn bij hoge temperaturen. Ze behaalden goede extractieresultaten in het temperatuurbereik tussen 35~65 °C onder relatief kortdurende ultrasone bestraling. [Wang et al. 2011]

Thee-extractie verbeterd door Sonicatie

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: Zeer efficiënte cafeïne-extractie met ultrageluid

Extractie met behulp van ultrasoon is een efficiënte, tijdbesparende en controleerbare methode voor de extractie van actieve bestanddelen uit koffie. De meest interessante en waardevolle verbindingen zijn cafeïne en antioxidanten zoals fenolische diterpenen (cafestol, kahweol) en ascorbinezuren. De belangrijkste voordelen van ultrasone extractie zijn extracten van uitstekende kwaliteit met een hoge opbrengst. Deze voordelen van ultrasone extractie worden bereikt door optimalisatie en nauwkeurige controle van de ultrasone extractieparameters.

Krachtige Sonicators voor cafeïne-extractie

Als het gaat om cafeïne-extractie op elke verwerkingsschaal, zijn Hielscher sonicators het toppunt van innovatie en efficiëntie. Of je nu een kleinschalige ambachtelijke producent bent of een grootschalige industriële productiefaciliteit, Hielscher sonicators bieden een nauwkeurige en krachtige oplossing voor het extraheren van de pure essentie van cafeïne uit je bronmateriaal.

  • Precisie en consistentie: Hielscher sonicators zijn ontworpen om het extractieproces nauwkeurig te regelen. Hun geavanceerde technologie zorgt voor consistente resultaten batch na batch, waardoor je de kwaliteit en potentie van je cafeïne-extract kunt behouden.
  • Schaalbaarheid: Hielscher biedt een reeks sonicators die geschikt zijn voor verschillende processchalen. Van compacte benchtopmodellen voor onderzoek en ontwikkeling tot robuuste industriële systemen die grote volumes aankunnen, Hielscher biedt de flexibiliteit die nodig is om aan uw productie-eisen te voldoen.
  • efficiëntie: Met Hielscher sonicators kun je de extractietijden aanzienlijk verkorten in vergelijking met traditionele methoden. De ultrasone golven die door deze machines worden gegenereerd creëren intense cavitatiekrachten, waardoor celwanden snel worden afgebroken en cafeïnemoleculen vrijkomen, wat resulteert in kortere verwerkingscycli.
  • Veelzijdigheid: Hielscher sonicators zijn niet beperkt tot het extraheren van cafeïne. Onze sonicators zijn geschikt voor een breed scala aan toepassingen in de voedingsmiddelen-, farmaceutische en cosmetische industrie. Of u nu cafeïne uit koffiebonen, theebladeren of andere plantaardige bronnen extraheert, Hielscher sonicators bieden veelzijdigheid om aan uw behoeften te voldoen.

Hielscher Ultrasonics is een ISO gecertificeerd bedrijf en legt speciale nadruk op hoogwaardige ultrasoontoestellen met de modernste technologie en gebruiksvriendelijkheid. Uiteraard zijn Hielscher ultrasone apparaten CE-conform en voldoen ze aan de eisen van UL, CSA en RoHs.

Onderstaande tabel geeft een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze ultrasonicators:

batch Volume Stroomsnelheid Aanbevolen apparaten
00,5 tot 1,5 ml na VialTweeter
1 tot 500 ml 10 tot 200 ml / min UP100H
10 tot 2000 ml 20 tot 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 tot 20L 0.2 tot 4L / min UIP2000hdT
10 tot 100L 2 tot 10 l / min UIP4000hdT
15 tot 150L 3 tot 15L/min UIP6000hdT
na 10 tot 100 l / min UIP16000
na grotere cluster van UIP16000

Neem contact met ons op! / Vraag ons!

Vraag voor meer informatie

Gebruik het onderstaande formulier om meer informatie aan te vragen over ultrasone processors, toepassingen en prijzen. We bespreken graag uw proces met u en bieden u een ultrasoon systeem dat aan uw eisen voldoet!









Let op onze Privacybeleid.


Ultrasone high-shear homogenisatoren worden gebruikt in het lab, op de werkbank, in pilootproeven en in industriële processen.

Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasone homogenisatoren voor mengtoepassingen, dispersie, emulsificatie en extractie op laboratorium-, pilot- en industriële schaal.



Koffie en koffie-extracten

Coffee - gemaakt van gebrande koffiebonen – is een zeer populaire drank die wereldwijd wordt gedronken. Naast het vitaliserende effect als stimulerende drank, zijn de bestanddelen van koffie interessant voor de voedings-, farmaceutische (bijv. in pijnstillers) en cosmetische industrie als waardevolle additieven in verschillende producten. Dit geldt vooral voor cafeïne (1,3,7-trimethylxanthine) en antioxidanten, die bekend staan om hun positieve effecten op de menselijke gezondheid. Koffie bevat onder andere fenolische diterpenen zoals cafestol en kahweol, en ascorbinezuren, die bekend staan om hun antioxidatieve werking. Epidemiologische studies suggereren dat de ingrediënten van koffie een preventief effect kunnen hebben op verschillende chronische ziekten, waaronder diabetes mellitus type 2, de ziekte van Alzheimer, de ziekte van Parkinson en leverziekten zoals cirrose en hepatocellulair carcinoom.
Ultrasoon geluid is een bekend en bewezen hulpmiddel voor veel verschillende toepassingen in diverse industrieën. Een van de meest prominente en succesvolle toepassingen van ultrageluid is de extractie van bioactieve stoffen uit planten. Ultrasone cavitatie verstoort cellen en zorgt ervoor dat intracellulaire stoffen vrijkomen. Door deze effecten geeft sonicatie een hoger en completer extractierendement binnen een zeer korte verwerkingstijd. Als niet-thermische verwerkingstechniek wordt voorkomen dat bioactieve moleculen door hoge temperaturen worden afgebroken, wat resulteert in extracten van hoge kwaliteit.

Literatuur / Referenties


Ultrasoon geluid met hoge prestaties! Het Hielscher-productassortiment omvat het volledige spectrum van de compacte laboratorium-ultrasoonmachine over bench-top units tot full-industriële ultrasooninstallaties.

Hielscher Ultrasonics vervaardigt hoogwaardige ultrasone homogenisatoren van Laboratorium naar industrieel formaat.


We zullen graag uw proces bespreken.

Laten we contact opnemen.