Ultrasone Hydrodistillatie van essentiële oliën

  • De conventionele winning van etherische oliën is duur en tijdrovend.
  • Ultrasone extractie geeft een hogere opbrengst en een superieure extract kwaliteit.
  • Ultrasoon kan als solvent- of waterbasis extractiemethode worden uitgevoerd. Als alternatief kan sonicatie worden gecombineerd met traditionele afzuigsystemen om de efficiëntie en kwaliteit te verbeteren.

Hydrodistillatie van plantenextracten

Ultrasone extractie is een zeer efficiënte techniek om hoge opbrengsten van botanische extracten zoals etherische oliën te produceren.Hydrodistillatie is een variant van stoomdestillatie. Bij hydrodistillatie wordt plantaardig materiaal enige tijd in water geweekt, waarna het mengsel wordt verhit en vluchtige stoffen in de stoom worden meegevoerd, gecondenseerd en gescheiden. Het is een gebruikelijk extractieproces om fytochemische verbindingen van plantenmateriaal te scheiden. Stoomdestillatie is een gebruikelijke techniek om essentiële oliën te isoleren, bijvoorbeeld voor de parfumerie.
Aangezien veel organische verbindingen de neiging hebben te ontleden bij hoge aanhoudende temperaturen, maakt de industrie steeds meer gebruik van alternatieve milde verwerkingsmethoden, die betere extractieresultaten opleveren (superieure kwaliteit, hogere opbrengsten). Ultrasone hydrodistillatie is een milde, maar zeer efficiënte extractietechniek, die wordt gebruikt om essentiële oliën van hoge kwaliteit te produceren.

Informatieaanvraag




Let op onze Privacybeleid.


Etherische oliën kunnen efficiënt uit planten worden gewonnen met behulp van ultrasoon geassisteerde hydrodistillatie.

Ultrasone extractie en ultrasone hydrodistillatie verbeteren de productie van essentiële olie aanzienlijk.

In deze video wordt ultrasone extractie uit hop (humulus lupulus) gedemonstreerd. Met de ultrasonicator UP200Ht wordt caryofyleen en andere verbindingen geëxtraheerd.

Ultrasone extractie van hop met UP200Ht met S2614 sonde

Video miniatuur

 

Uitdagingen van de conventionele productie van etherische oliën

Problemen met de traditionele extractietechnieken zoals stoomdestillatie liggen in de enorme hoeveelheden plantenmateriaal, die nodig zijn om essentiële oliën op commerciële schaal te winnen. Voor 1kg (2 1/4 lb) essentiële olie van lavendel zijn ongeveer. 200kg (440lb) verse lavendelbloemen nodig, voor 1kg rozenolie zijn tussen 2,5 en 5 metrische tonnen rozenblaadjes nodig en voor 1 kg citroen etherische olie bestaat de grondstof in ongeveer. 3.000 citroenen. Daarom zijn essentiële oliën erg duur. Voor roos absoluut is de prijs ongeveer 20.000 € (21.000US $) per liter.
Om winstgevendheid en concurrentievermogen te verbeteren, moeten producenten van etherische oliën efficiëntere en effectievere extractiemethoden toepassen. De gunstige technieken van ultrasone extractie onderscheiden zich van traditionele extractiemethoden door milde extractieomstandigheden, hoge opbrengsten en superieure extractkwaliteit. Sonificatie kan worden uitgevoerd als extractie met of zonder oplosmiddelen. Ook kan ultrasone sonde-extractie worden gecombineerd met gangbare extractiesystemen, bijv. SoxhletextractieClevenger-extractie, superkritische CO2, Ohmse hydrodistillatie enz.Sono-Soxhlet, Sono-Clevenger, Sono-scCO2, ultrasone Ohmse hydrodistillatie).

Voordelen van ultrasone extractie en hydrodistillatie

Ultrasone extractie en hydrodistillatie is tegenwoordig een gevestigde techniek voor de productie van hoogwaardige etherische oliën. Als niet-thermische extractietechniek voorkomt sonicatie thermische afbraak van warmtegevoelige verbindingen. Tegelijkertijd worden de extractie-efficiëntie en de opbrengst aan etherische oliën aanzienlijk verhoogd. Hieronder vindt u de voordelen van ultrasone productie van etherische oliën:

  1. Hoge extractie efficiëntie: Extractie met een ultrasoonapparaat van het probe-type isoleert essentiële oliën efficiënter dan traditionele extractiemethoden, zoals stoomdestillatie of solventextractie. Dat komt omdat de geluidsgolven cavitatie in de vloeistof veroorzaken, waardoor de celwanden van het plantenmateriaal worden afgebroken en meer van de essentiële olie vrijkomt.
  2. Kortere extractietijd: Ultrasone extractie kan essentiële oliën in veel kortere tijd extraheren dan traditionele extractiemethoden. Dat komt doordat de intense geluidsgolven die door een ultrasone sonde worden opgewekt, dieper in het plantaardige materiaal kunnen doordringen, de plantencel op een efficiëntere manier kunnen verstoren en zo de essentiële olie sneller en doeltreffender kunnen extraheren.
  3. Verbeterde kwaliteit van de essentiële olie: Omdat ultrasone extractie een niet-thermische behandeling is, kan zij essentiële oliën van hogere kwaliteit produceren dan traditionele extractiemethoden. Dit komt doordat ultrasone golven de essentiële olie kunnen extraheren zonder de delicate aromatische verbindingen te beschadigen die de olie haar geur en therapeutische eigenschappen geven.
  4. Energiezuinig: Ultrasone extractie is een energie-efficiënte extractiemethode in vergelijking met traditionele methoden, zoals stoomdestillatie, waarvoor veel energie nodig is om stoom te produceren.
  5. Milieuvriendelijk: Ultrasoontechniek is een schone en milieuvriendelijke extractietechniek, omdat er geen oplosmiddelen of chemicaliën voor nodig zijn, die schadelijk kunnen zijn voor het milieu.

Deze voordelen maken van ultrasone extractie van essentiële olie een zeer efficiënte en economische techniek die vele voordelen biedt ten opzichte van traditionele extractiemethoden.

Ultrasone extractie is aanzienlijk efficiënter en sneller dan alternatieve extractietechnieken zoals superkritische kooldioxide-extractie (SCO2) en Soxhlet-extractie.

Ultrasone extractie vergt slechts een zeer korte tijd die de beste extractieopbrengsten oplevert. Uit een vergelijking van superkritisch kooldioxide (sCO2), ultrasone extractie (UAE), superkritisch kooldioxide-extractie gecombineerd met pressure swing-techniek (SCE-PST) en Soxhlet-extractie blijkt dat UAE de meest efficiënte en snelle extractietechniek is.

Werkingsprincipe van Ultrasone Extractie van Etherische oliën

Ultrasoongeluid kan worden toegepast voor efficiënte extractie van etherische oliën. Ultrasone golven isoleren efficiënt bioactieve verbindingen, waaronder vluchtige essentiële oliën.Het is bewezen dat ultrasone extractie een hoger extractierendement oplevert en het energieverbruik vermindert. Het werkingsprincipe van ultrasone extractie is de bellenimplosie die door ultrasone cavitatie wordt gegenereerd. Ultrasone/akoestische cavitatie genereert vloeibare micro-jets die de lipidebevattende klieren in het plantenweefsel vernietigen. Daardoor wordt de massaoverdracht tussen cel en oplosmiddel verbeterd en komt de etherische olie vrij. Een groot voordeel van de huidige moderne ultrasone extractoren is de nauwkeurige regeling van de bedrijfsparameters (bv. ultrasone intensiteit, temperatuur, behandelingstijd, druk, retentietijd enz.) Een hogere opbrengst aan etherische oliën en minder thermische afbraak, een hoge kwaliteit en een goed geur- en smaakprofiel zijn wetenschappelijk bewezen. (Porto et al 2009;.. Asfaw et al 2005).
Terwijl andere moderne extractietechnieken slechts beperkte mogelijkheden bieden voor opschaling naar industriële productie, is de potentie om ultrasone extractie op te schalen naar industrieel niveau reeds bewezen. Zo werd het extractierendement van essentiële oliën van Japanse citrusvruchten met 44% verhoogd in vergelijking met de traditionele extractiemethoden. (Mason et al. 2011).

Sono-Clevenger voor de winning van etherische oliën. Foto van Pingret et al., 2014.

Clevenger met Ultrasoonapparaat UP200Ht
(©Pingret et al., 2014)

Informatieaanvraag




Let op onze Privacybeleid.


Ultrasoon batchprocédé voor hydrodestillatie voor de voorbehandeling van hydrodestillatie, zoals kruidenextractie.

Ultrasone extractie en hydrodistillatie

 

De video toont een extractieproces met de Hielscher UP400St sonde sonicator voor de extractie van gesneden en gedroogde rozemarijn in een water/ethanol mengsel onder koude temperaturen. De Hielscher UP400St is een ultrasone processor met hoge prestaties, ontworpen voor diverse toepassingen, waaronder monstervoorbereiding en extractieprocessen.

Extractie van rozemarijn met een ultrasone homogenisator UP400St

Video miniatuur

 

Ultrasone voorbehandeling voor de extractie van etherische oliën

Voor het ultrasone extractie van etherische olie uit plantenmateriaal (bijvoorbeeld lavandin, salie, citrusvruchten etc.) kan een probe-type sonicatie systeem zoals UIP2000hdT worden voor extractie bij bench-top, proef- en productieschaal. Het extractiesysteem kan worden ingesteld als een batch of inline systeem.
Voor de ultrasone batch-extractie wordt een container met een omringend koudwaterbad aanbevolen. Het waterbad maakt het mogelijk een ongewenste temperatuurstijging en de resulterende afbraak te vermijden. Voor de lavandine-etherische oliewinning worden lavendelbloemen geëxtraheerd met bijvoorbeeld 2L gedestilleerd water voor een extractietijd van 30 minuten. De ultrasone amplitude is ingesteld op 60%. Na de ultrasone voorbehandeling wordt de lavendelbloem verwijderd en wordt conventionele stoomdestillatie uitgevoerd om de etherische olie te extraheren.
Voor de extractie inline opstelling, de ultrasone processor ist voorzien sonotrode en flow cel. Voor het koelen doel wordt de stroomcel reactor voorzien van een koelmantel. Voor de ultrasone voorbehandeling wordt de gemacereerde plantenmateriaal gepompt door de reactiekamer waar het gaat direct door de cavitational zone. Een ander voordeel van de ultrasone inline extractie is de mogelijkheid druk brengen van de reactiekamer om de extractie effect.
De ultrasone voorbehandeling vóór hydrodistillatie verhoogt de opbrengst aan geëxtraheerde etherische oliën en verbetert de extractiesnelheid – wat resulteert in een algemene verbetering van de procedure.

Etherische oliën efficiënt kunnen worden gehaald door middel van sonificatie! www.hielscher.com
 

Voordelen van ultrasone extractie en hydrodistillatie

  • Snel & efficiënte extractie
  • Niet-thermische, milde werkwijze
  • Hoge kwaliteit extracten
  • hoge opbrengst
  • Volledige aroma spectrum
  • Minder grondstof
  • Groene Afzuiging
Ultrasone hydrodistillatieopstelling bestaande uit de Hielscher ultrasone sonde UP200S en een destillatieopstelling. Deze extractie-installatie staat bekend als Sono-Clevenger.

Sono-Clevenger met ultrasone sonde UP200S: Een ultrasoon geïntensiveerde hydrodistillatieopstelling voor zeer efficiënte isolatie van essentiële olie.
(©Rasouli et al. 2021)

Casestudie: Ultrasone hydrodistillatie van etherische olie van Satureja khuzistanica

Rasouli et al. (2021) onderzochten de efficiëntie van de extractie van essentiële oliën uit de kruidenplant Satureja khuzistanica Jamzad door traditionele hydrodistillatie en ultrasoon geïntensiveerde Clevenger (Sono-Clevenger) met elkaar te vergelijken. Zij vergeleken beide extractietechnieken, hydrodistillatie en ultrasone Clevenger, wat betreft isolatietijd, opbrengst en kwaliteit van de verkregen essentiële oliën. Uit de resultaten blijkt dat, hoewel het chemische profiel en de biologische eigenschappen van de verkregen etherische oliën beide van vergelijkbare hoge kwaliteit zijn, de ultrasone extractiemethode het rendement van de isolatie van etherische oliën tot 40% verhoogt. De scanning electron micrograph (SEM) beelden van de behandelde Satureja bladeren tonen een efficiëntere verstoring van de plantencelwanden door ultrasonicatie. Als gevolg hiervan werd een verbetering van de extractie van essentiële olie met ongeveer 40% ten opzichte van de conventionele hydrodistillatiemethode waargenomen.
Deze studie onderstreept de resultaten van vele andere rapporten, waarin de ultrasone voorbehandeling vóór de hydrodistillatie is onderzocht en is aangetoond dat ultrasoonbehandeling van het sondetype zowel de kwaliteit als de kwantiteit van de essentiële olie verbetert, terwijl de extractietijd en het energieverbruik worden verminderd in vergelijking met de conventionele technieken.
 

Sono-Clevenger is de ultrasoon versterkte hydrodistillatiemethode, die een hogere opbrengst aan essentiële olie oplevert in een kortere verwerkingstijd.

De vergelijking van het extractierendement als functie van de tijd voor hydrodistillatie en de sono-clevenger-methode: Ultrasone extractie van essentiële olie met een Sono-Clevenger geeft een hogere opbrengst aan essentiële olie binnen een kortere extractietijd.
(©Rasouli et al. 2021)

 
 

SEM van Satureja-bladeren: (A) na hydrodistillatie gedurende 4 uur, en (B) na sono-clevengerbehandeling gedurende 60 min. De kortere Sono-Clevenger behandeling geeft een betere celdisruptie en daardoor een hogere opbrengst aan etherische olie.
(©Rasouli et al. 2021)

 

Informatieaanvraag




Let op onze Privacybeleid.


Ultrasone extractoren voor hydrodistillatie van etherische oliën

Hielscher power ultrasoonprocessoren zijn beschikbaar voor bench-top, pilot plant en industriële installaties. Onze ultrasoonprocessoren zijn nauwkeurig regelbaar en kunnen zeer hoge amplitudes leveren (tot 200µm voor industriële ultrasoonprocessoren, hogere amplitudes op aanvraag) om een intens akoestisch veld te genereren. Al onze ultrasone apparaten, van laboratorium- tot industriële systemen, zijn gebouwd voor 24/7 werking onder zware omstandigheden.
Hielscher ultrasone extractoren kunnen op testschaal worden getest voor haalbaarheidstests en procesoptimalisatie. Daarna kunnen alle procesresultaten lineair worden geschaald naar volledige industriële productie. Dankzij onze lange ervaring met ultrasone verwerking kunnen wij onze klanten adviseren en bijstaan vanaf de eerste tests en procesoptimalisatie tot de implementatie van een uiterst efficiënte industriële operatie.
Bezoek ons technisch lab en procescentrum om de mogelijkheden van Hielscher ultrasone systemen te verkennen!
Onze robuuste ultrasone systemen kunnen worden gebruikt voor batch- en inline-sonisatie. Voor de productie van etherische oliën kan een synergetische combinatie worden bereikt door een ultrasone sonde te installeren in een conventionele hydrodistillatieopstelling. Ook bestaande productielijnen kunnen gemakkelijk achteraf worden aangepast.
Onderstaande tabel geeft een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze ultrasonicators:

batch Volume Stroomsnelheid Aanbevolen apparaten
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 aanvullende informatie aan te vragen over ultrasone extractors, protocollen voor hydrodistillatie van etherische oliën en prijzen. Wij bespreken graag uw estractioneringsproces met u en bieden u een ultrasone sonde aan die aan uw extractie-eisen voldoet!









Let op onze Privacybeleid.


Soxhlet gecombineerd met sonificatie leidt tot hoge opbrengsten en kortere extractie tijden (Grotere vergroting!)

Ultrasoonapparaat UP200Ht met Soxhletapparaat.
(©Djenni, et al., 2012)



Literatuur / Referenties

Feiten die de moeite waard zijn om te weten

Uitgepakt door Ultrasonics

Verder plantenmateriaal en plantenweefsels worden aangetoond dat ultrasone extractie verkrijgt verbeterde afzuigresultaten. De ultrasone extractie geeft een hogere opbrengst, kwaliteit extracten met een volledige verbinding / aromaprofiel en volle smaak spectrum.
kruiden & vertrekt: groene munt, munt, stevia, hennep, Hop, basilicum, tijm, peper, oregano, salie, venkel, peterselie, eucalyptus, olijf-, groene thee, zwarte thee, boldo, Tabak, pepermunt, marjolein, etc.
Bloemen (attars): Rose, lavendel, ylang-ylang, jasmijn, patchouli, tuberoos, mimosa, etc.
Vruchten: oranje, citrus, citroen, framboos, tomaat, appel, bosbes, bosbessen, mandarijn, druiven, olijf-, Jujube, etc.
specerijen: saffraan, Koriander, gember, Laurier, nootmuskaat, kaneel, kurkuma, vanille, kruidnagel, nootmuskaat, foelie etc.
Hout & schors: agarwood, eik, sandelhout, cederhout, dennen, kaneel schors, enz.

De botanische extracten bevatten het volledige spectrum van werkzame stoffen en fytochemicaliën zodat de etherische olie bevat lipiden, terpenen en terpenoïden, fenolen, alkaloïden, flavonoïden, carbonyl- verbindingen, antioxidanten, vitaminen, kleurstoffen, enzymen, etc.
Voorbeelden van geëxtraheerde moleculen: monoterpenen en monoterpeneoids, sesquiterpenen, limoneen, carvon, a-pineen, limoneen, 1,8-cineol, cis-ocimeen, trans-ocimeen, 3-octanon, beta-caroteen, α-pineen, kamfer, kamfeen , β-pineen, myrceen, p-cymeen, limoneen, γ-terpineen, linalool, myrtenol, myrtenal, carvon.
Etherische oliën tonen antioxidant en antimicrobiële effecten, waardoor ze naast hun geur en smaak maakt een heilzaam ingrediënt voor voedsel en medische producten, ook.
Etherische oliën, b.v. van lavendel, pepermunt en eucalyptus, worden meestal geproduceerd door stoomdestillatie. Raw plantaardig materiaal zoals bloemen, bladeren, hout, schors, wortels, zaden en schillen worden geëxtraheerd door water destillatie terwijl geweekt en gekookt met water in een destillatie-inrichting.

hydrodistillatie

Voor hydrodistillatie, twee vormen onderscheiden: water destillatie en stoomdestillatie.
Voor de isolatie van etherische olie door water destillatie wordt het plantenmateriaal in water geplaatst worden gekookt. Stoomdestillatieapparaat wordt stoom geïnjecteerd in / door het plantmateriaal. Door de invloed van heet water en stoom, wordt de essentiële olie vrijkomt uit de lipide klieren in het plantenweefsel. Het verdampen van waterdamp draagt ​​de olie uit het plantenmateriaal. Daarna wordt de damp gecondenseerd in een condensor door indirekte koeling met water. Uit de condensor, het gedestilleerde extract (etherische olie) stroomt in een scheider, waarbij de olie wordt afgescheiden automatisch uit het destillaat water.

oplosmiddelextractie

Vanwege efficiëntie meest essentiële oliën, b.v. voor de parfum- en parfumindustrie, geproduceerd door oplosmiddelextractie, waarbij vluchtige oplosmiddelen, b.v. hexaan, di-methyleenchloride of petroleumether. De belangrijkste voordelen van oplosmiddelextractie via destillatie is dat een gelijkmatige temperatuur (. Ca. 50 ° C) gedurende het proces kan worden gehouden. Omdat hogere temperaturen leiden tot afbraak van essentiële olie verbindingen, zijn oplosmiddelen geëxtraheerd oliën gekenmerkt door een hogere volledigheid van de vluchtige verbindingen en een natuurlijke geur.
superkritisch CO2 is bewezen een uitstekende organisch oplosmiddel te zijn, en dus een alternatieve werkwijze voor het extraheren van aromatische oliën uit plantaardige.

eXTRACTIEMIDDELEN

Traditionele organische oplosmiddelen voor extractie omvatten benzeen, tolueen, hexaan, dimethylether, petroleumether, di-methyleenchloride, ethylacetaat, aceton of ethanol.
Ethanol wordt gebruikt om geurende stoffen uit droge plantaardige materiaal, alsook met onzuivere olie of beton die enerzijds zijn verkregen door extractie met organisch oplosmiddel, expressie of enfluerage extract. Ethanol extracten van droge materialen staan ​​bekend als tincturen. Tincturen niet te verwarren met ethanol spoelingen, die worden uitgevoerd om olie en beton zuiveren absolute verkrijgen.
Wanneer water wordt gebruikt als extractievloeistof, wordt het proces dat een oplosmiddelvrij extractie.

essentiële oliën

Etherische oliën worden verkregen door extractie van plantenmateriaal. Als grondstof verschillende soorten plantendelen kunnen worden gebruikt, b.v. bloemen (bijvoorbeeld roos, jasmijn, anjer, kruidnagel, mimosa, rozemarijn, lavendel), bladeren (bijv mint, Ocimum spp., citroengras, jamrosa), bladeren en stengels (bijvoorbeeld geranium, patchouli, petitgrain, verbena, kaneel), schors ( bijvoorbeeld kaneel, cassia, canella), hout (bijv ceder, sandelhout, grenen), wortels (bijvoorbeeld engelwortel, sassafras, vetiver, Saussurea, valeriaan), zaden (bijvoorbeeld venkel, koriander, komijn, dille, nootmuskaat), fruit (bergamot, sinaasappel, citroen, jeneverbes), wortelstokken (bijv gember, kalmoes, kurkuma, lis) en tandvlees of oleoresin afscheidingen (bv balsem van Peru, Myroxylon balsamum, storax, mirre, benzoë).

Beton en Absolute

Beton is de term voor het halfvaste massa die wordt verkregen door oplosmiddelextractie van vers plantenmateriaal. Het verse plantenmateriaal wordt geëxtraheerd meestal gebruikt apolaire oplosmiddelen zoals benzeen, tolueen, hexaan, petroleumether. Nadat het extractieproces wordt het oplosmiddel verdampt, waardoor een semi-vast residu van etherische oliën, wassen, harsen en andere lipofiele (hydrofobe) fytochemicaliën verkregen. Dit is de zogenaamde beton.
Een absolute verkrijgen van beton, moet het beton worden behandeld met een sterke alcohol waarin bepaalde bestanddelen kunnen worden opgelost.

Ultrasone productie van nano-emulsies

De belangstelling voor het gebruik van nano-emulsies als afgiftesystemen voor lipofiele voedingsingrediënten, als drager voor actieve stoffen in farmaceutica en cosmetica groeit aanzienlijk vanwege hun hoge optische helderheid, een goede fysische stabiliteit, en het vermogen om de biologische beschikbaarheid te verhogen. ultrasonore emulgering bereidt stabiele micro- en nano-emulsies, die de beste resultaten in het eindproduct te garanderen.
Klik hier voor meer informatie over ultrasone emulgering leren!


Ultrasoon geluid met hoge prestaties! Hielscher's productassortiment bestrijkt het volledige spectrum van de compacte laboratorium ultrasoonmachine over bench-top units tot full-industriële ultrasoon systemen.

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


We zullen graag uw proces bespreken.

Laten we contact opnemen.