Ekstrakcja ultradźwiękowa kofeiny

Za pomocą ultradźwięków jest skuteczną metodą ekstrakcji kofeiny i innych aktywnych związków z kawy. Mocne ultradźwiękowy wspomagania procesu ekstrakcji jednocześnie zwiększając wydajność i skrócenie czasu operacji.

Lepsza ekstrakcja kofeiny dzięki ultradźwiękom mocy

Smak kawy i działanie kofeiny to pasja, którą od wieków dzielą miliony ludzi na całym świecie. Ponieważ zarówno miłośnicy kawy, jak i naukowcy poszukują sposobów na zwiększenie ekstrakcji kofeiny, związków bioaktywnych i aromatów z ziaren kawy, pojawiły się innowacyjne techniki, które zrewolucjonizowały ten proces. Jedna z takich metod, wykorzystująca moc ultradźwięków, stała się obiecującym narzędziem do poprawy wydajności ekstrakcji kofeiny. Sonikatory Hielscher pozwalają na ekstrakcję wyższych plonów kofeiny i odblokowanie nowych wymiarów smaków i aromatów w napojach kawowych, dodatkach do żywności i ekstraktach.

Zapytanie o informacje




Zwróć uwagę na nasze Polityka prywatności.


Ultradźwiękowiec UIP6000hdT do przemysłowej dekofeinizacji ziaren kawy, herbaty i kakao. Ultradźwięki ułatwiają i intensyfikują proces Swiss Water Decaffeination.

Ultradźwiękowiec przemysłowy UIP6000hdT do ciągłej ekstrakcji kofeiny z ziaren kawy

 

Ekstrakcja ultradźwiękowa to doskonała metoda do produkcji kawy parzonej na zimno z mielonej kawy. Sonizacja uwalnia związki smakowe i kofeinę w ciągu kilku sekund.

Ultradźwiękowa ekstrakcja kofeiny i kawy parzonej na zimno

Miniatura wideo

 

Zalety ekstrakcji ziaren kawy za pomocą sonikacji

Wysoka wydajność i doskonała jakość ekstraktu kawy to tylko dwa kryteria, które sprawiają, że stosowanie sonikatorów typu Hielscher jest najlepszą metodą ekstrakcji kofeiny i związków kawy z ziaren kawy. Poniżej wymieniono najważniejsze zalety ultradźwiękowej ekstrakcji kawy:

  • Wydajność: Sonikatory generują intensywne fale ultradźwiękowe, które mogą skutecznie przenikać przez materiały stałe. Pomaga to rozbić strukturę ziaren kawy i ułatwia ekstrakcję kofeiny.
  • Precyzyjne sterowanie: Sonikatory sondowe pozwalają na precyzyjną kontrolę energii ultradźwiękowej i czasu ekspozycji. Kontrola ta jest niezbędna, aby uniknąć nadmiernej ekstrakcji, która może prowadzić do niepożądanych smaków i goryczy w ekstrakcie kawy.
  • Prędkość: Sonikacja jest szybkim procesem, a sonikatory mogą znacznie skrócić czas ekstrakcji w porównaniu z tradycyjnymi metodami, dzięki czemu proces jest bardziej wydajny.
  • Jednolitość: Fale ultradźwiękowe mogą zapewnić bardziej równomierną ekstrakcję w całym materiale ziaren kawy, zapewniając równomierną ekstrakcję kofeiny.
  • Zmniejszone zużycie rozpuszczalników: Ekstrakcja ultradźwiękowa często wymaga mniej rozpuszczalnika w porównaniu do tradycyjnych metod. Może to być przyjazne dla środowiska i opłacalne.
  • Konserwacja związków aromatycznych: Sonikację typu sondowego można zoptymalizować w celu selektywnej ekstrakcji kofeiny przy jednoczesnym pozostawieniu innych związków smakowych w znacznym stopniu nienaruszonych. Jest to ważne dla utrzymania jakości i smaku ekstraktu kawy.
  • Skalowalność: Dzięki Hielscher Ultrasonica procesy ekstrakcji ultradźwiękowej mogą być liniowo skalowane do zastosowań przemysłowych. Oznacza to, że wykonalność i optymalizacja procesu może odbywać się w skali laboratoryjnej, a następnie bez ryzyka i łatwo skalowana do wydajności produkcyjnej.
Sonda ultradźwiękowa UP400St do efektywnego pozyskiwania kofeiny z ziaren kawy, herbaty i kakao. Ultradźwięki intensyfikują i usprawniają proces Swiss Water Decaffeination.

Sonda ultradźwiękowa UP400ST do wydajnej ekstrakcji kofeiny z ziaren kawy, herbaty i kakao.

 

W tej prezentacji przedstawiamy produkcję ekstraktów botanicznych. Wyjaśniamy wyzwania związane z produkcją wysokiej jakości ekstraktów botanicznych oraz w jaki sposób sonikator może pomóc w przezwyciężeniu tych wyzwań. Ta prezentacja pokaże, jak działa ekstrakcja ultradźwiękowa. Dowiesz się, jakich korzyści możesz oczekiwać, używając sonikatora do ekstrakcji i jak możesz wdrożyć ekstraktor ultradźwiękowy do produkcji ekstraktu.

Ultradźwiękowa ekstrakcja botaniczna - jak używać sonikatorów do ekstrakcji związków botanicznych

Miniatura wideo

 

Ultradźwiękowy ekstrakcji kawy Związki

Ultradźwięki wspomagane ekstrakcji jest powszechnym sposobem wykorzystywane do izolowania substancji biologicznie czynnych z surowca roślinnego [Dong et al. 2010]. Odnośnie ziaren kawy, kofeiny i przeciwutleniaczy związki fenolowe mogą być najbardziej wartościowe związki do wydobycia ze względu na ich szerokie zastosowanie w farmacji i przemyśle spożywczym. Ale także flawonoidy, kwas chlorogenowy i kwas protokatechowy są ekstrakty, które są używane jako dodatki.
Stosując tradycyjne metody ekstrakcji, takie jak ekstrakcja ciecz-ciecz w rozpuszczalnikach, ogólnie wydajność ekstrakcji wzrasta wraz ze wzrostem temperatury ekstrakcji. Powoduje to często uszkodzenia i utratę jakości ekstraktu, ponieważ temperatura wpływa na stabilność związków fenolowych.
Wspomagana ultradźwiękami ekstrakcja ciało stałe-ciecz została wykazana jako skuteczna i oszczędzająca czas metoda ekstrakcji. Bardzo silne siły ultradźwiękowe zapewniają niezbędną energię do ekstrakcji, dzięki czemu potrzebne są mniejsze ilości rozpuszczalników lub nawet ich brak. Temperatura może być dobrze kontrolowana, ponieważ sonikowany reaktor wsadowy lub przepływowy może być skutecznie chłodzony (lub ogrzewany w razie potrzeby).
Ze względu na intensywne siły ekstrakcji ultradźwięków, również zużyta ziemia kawowa (odpady kawy) jest nadal surowcem bogatym w związki ekstrahowalne. Ponieważ kawa odpadowa jest tania i dostępna w dużej ilości, jest idealnym surowcem do ekstrakcji pozostałych substancji czynnych. Chociaż zawartość kofeiny i innych składników w odpadach kawowych jest niższa niż w niewykorzystanej kawie w proszku, wciąż pozostaje duża ilość i jest ekstrahowalna. Aby uwolnić te związki z mielonej kawy, pełny wpływ na parametry przetwarzania staje się szczególnie istotny. USG o dużej mocy jest w stanie wyekstrahować duże ilości związku aktywnego w krótkim czasie przetwarzania.

Ekstraktor ultradźwiękowy zainstalowany na reaktorze do ekstrakcji związków bioaktywnych z herbaty i kawy

Ekstraktor ultradźwiękowy UIP2000hdT do ekstrakcji związków bioaktywnych z ziaren kawy

Sonikatory o dużej mocy do ekstrakcji kawy

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.W celu zapewnienia łatwiejszego zrozumienia ekstrakcji ultradźwiękowej wspomaga efekt ultradźwięków w cieczach wyjaśnione.
Ultradźwięk – wprowadzone w cieczach – powoduje lokalnie bardzo ekstremalne efekty. Podczas sonikowania cieczy z dużą intensywnością, fale dźwiękowe, które rozprzestrzeniają się w ciekłych mediach, powodują naprzemienne cykle wysokiego ciśnienia (kompresja) i niskiego ciśnienia (rozrzedzenie), z szybkością zależną od częstotliwości. Podczas cyklu niskiego ciśnienia fale ultradźwiękowe o wysokiej intensywności tworzą małe pęcherzyki próżniowe lub puste przestrzenie w cieczy. Gdy pęcherzyki osiągną objętość, przy której nie mogą już absorbować energii, zapadają się gwałtownie podczas cyklu wysokiego ciśnienia. Zjawisko to określa się mianem kawitacji akustycznej. Podczas implozji lokalnie osiągane są bardzo wysokie temperatury (ok. 5000 K) i ciśnienia (ok. 2000 atm). W wyniku implozji pęcherzyka kawitacyjnego powstają również strumienie cieczy o prędkości do 280 m/s [Suslick 1998]. [Dzięki tym ekstremalnym siłom dochodzi do sonolizy, ściany komórkowe zostają przerwane, a materiał wewnątrzkomórkowy zostaje wyekstrahowany.
Ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami jest niedrogą, prostą i wydajną alternatywą w porównaniu z konwencjonalnymi technikami ekstrakcji. Główne zalety ultradźwięków w ekstrakcji ciał stałych w płynie obejmują wzrost wydajności ekstrakcji i szybszą kinetykę. Ekstrakcja ultradźwiękowa jest często stosowaną techniką ekstrakcji materiałów roślinnych przy użyciu ciekłych rozpuszczalników i udowodniono jej szybki i pełniejszy proces ekstrakcji w porównaniu z metodami tradycyjnymi, ponieważ pole powierzchni pomiędzy fazą stałą a fazą ciekłą jest znacznie większe z powodu zakłóceń w komórkach. i dyspersja cząstek.
Dzięki zastosowaniu sonikacji można również obniżyć temperaturę roboczą, umożliwiając ekstrakcję składników wrażliwych na temperaturę. W porównaniu z innymi nowatorskimi technikami ekstrakcji, takimi jak ekstrakcja wspomagana mikrofalami, aparat ultradźwiękowy jest tańszy, a jego obsługa jest łatwiejsza. Ponadto ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami może być stosowana z dowolnym rozpuszczalnikiem, takim jak ekstrakcja Soxhleta, do ekstrakcji szerokiej gamy związków naturalnych. [Wang et al. 2006].
Istotną zaletą ultradźwięków jest wpływ na najbardziej istotnych parametrów procesu: amplitudy, jak czas, temperatura, ciśnienie, i lepkość. W ten sposób, proces ekstrakcji może być zoptymalizowane tak, aby zapewnić, że struktura ekstraktach nie zostaje uszkodzony.

Zapytanie o informacje




Zwróć uwagę na nasze Polityka prywatności.


Ekstrakcja kofeiny ulepszona przez sonikację

Kofeina może być twierdził, najczęściej spożywane stymulant. Jak kofeina nie tylko spożywane przez picie parzonej kawy, ekstrakt z kofeiny jest stosowany w przemyśle do leczenia innych produktów z kofeiną jako dodatek. W ten sposób staje się możliwe, aby utworzyć silniejszą kawę lub formułować napoje (na przykład napoje coli), energii lub innych potraw (na przykład czekolady).
Jednak kofeina jest nie tylko wykorzystywana jako dodatek w produkcji żywności, ale jest również ważnym związkiem aktywnym w farmaceutykach. Powszechnym zastosowaniem ekstraktu z kofeiny jest np. domieszka w lekach na ból głowy i migrenę lub w lekach przeciwbólowych.
Do ekstrakcji kofeiny, głównego alkaloidu w kawie, odpowiednią metodą jest ultradźwięki. Wang i jego koledzy odkryli, że tylko krótki czas ekstrakcji jest potrzebny do osiągnięcia stanu nasycenia, jeśli stosuje się ultradźwięki. Oznacza to, że ultradźwięki są bardzo skuteczną i oszczędzającą czas techniką pozyskiwania kofeiny. [Wang et al. 2011].

Cząsteczki aromatyczne i związki aromatyczne

Kofeina może być ekstrahowana za pomocą sonikatorów. Ultradźwiękowa ekstrakcja kofeiny wyróżnia się wyższą wydajnością i krótszym czasem przetwarzania.Lotne związki kawy są najbardziej wartościową część palonych ziaren kawy i kawy nadaje unikalny smak i zapach. Jakość kawy rozpuszczalnej, można znacznie poprawić dodając aromat wchłania olejów kawy do kawy w proszku.
Przeprowadzono badanie porównawcze, examinating ekstrakcji związków fenolowych z truskawki, wykazano, że ekstrakcja ultradźwiękowe powodują mniejszą degradację fenolowych i jest znacznie szybszy proces ekstrakcji w porównaniu z innymi metodami ekstrakcji, w tym, z cieczą, podkrytycznym wody i sposób mikrofalowym. [Herrera i in. 2005]
Badanie Wanga i jego współpracowników pokazuje, że ultradźwięki o niskiej częstotliwości i dużej mocy są bardziej skuteczne w ekstrakcji aromatów kawy. Szczególnie w przypadku 4-tridekanonu i 2-metoksy-3-metylopirazyny stwierdzono, że ekstrakcja ultradźwiękowa jest łatwiejszą i skuteczniejszą techniką uzyskiwania bardzo wysokich wydajności ekstrakcji. Ponadto wykazano, że temperatura musi być kontrolowana, ponieważ składniki aromatu kawy są bardzo lotne w wysokich temperaturach. Osiągnęli dobre wyniki ekstrakcji w zakresie temperatur między 35 ~ 65 ° C przy stosunkowo krótkim czasie napromieniowania ultradźwiękowego. [Wang et al. 2011].

 

W tym klipie wideo pokazujemy, jak szybko przygotować kawę cold brew za pomocą podkładki do kawy i ultradźwiękowego ekspresu UP200Ht z sondą.

Kawa parzona na zimno z sonikatorem (Hielscher UP200Ht Sonicator)

Miniatura wideo

 

Ekstrakcja herbaty ulepszona przez sonikację

Wyniki uzyskane za pomocą ultradźwięków wspomaganego ekstrakcji nadają się również do otrzymywania związków pochodzących z herbaty (na przykład zielony liść herbaty). W badaniu przeprowadzonym przez Xia i in. wykazywał znacznie wyższą zawartość polifenoli, aminokwas i kofeiny w działaniu ultradźwięków herbat niż w tych otrzymywanych dla tradycyjnego ekstrakcji. Powoduje to lepsze wyniki podczas oceny organoleptycznej, które okazało się: jakość sensoryczna naparu ze wspomaganiem ultradźwiękowym ekstrakcji była lepsza niż naparu z konwencjonalnej ekstrakcji. [Xia i in. 2005]

ultrasonicators Hielscher'S, np UP200S (na zdjęciu), są bardzo udane dla wydobycia materii wewnątrzkomórkowej.

ultradźwiękowa ekstrakcja ze zióła

Wnioski: Wysoce wydajna ekstrakcja kofeiny za pomocą ultradźwięków

Ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami jest skuteczną, oszczędzającą czas i kontrolowaną metodą ekstrakcji związków aktywnych z kawy. Najbardziej interesującymi i cennymi związkami są kofeina i przeciwutleniacze, takie jak fenolowe diterpeny (kafestol, kahweol) i kwasy askorbinowe. Głównymi zaletami ekstrakcji wspomaganej ultradźwiękami są ekstrakt o doskonałej jakości przy wysokiej wydajności. Te zalety ekstrakcji ultradźwiękowej uzyskuje się poprzez optymalizację i precyzyjną kontrolę parametrów ekstrakcji ultradźwiękowej.

Wysokowydajne sonikatory do ekstrakcji kofeiny

Jeśli chodzi o ekstrakcję kofeiny w dowolnej skali przetwarzania, sonikatory Hielscher stanowią szczyt innowacji i wydajności. Niezależnie od tego, czy jesteś małym producentem rzemieślniczym, czy zakładem produkcyjnym na dużą skalę, sonikatory Hielscher oferują precyzyjne i wydajne rozwiązanie do ekstrakcji czystej esencji kofeiny z materiału źródłowego.

  • Precyzja i spójność: Sonikatory Hielscher zostały zaprojektowane w celu zapewnienia precyzyjnej kontroli nad procesem ekstrakcji. Ich najnowocześniejsza technologia zapewnia spójne wyniki partia po partii, umożliwiając utrzymanie jakości i mocy ekstraktu kofeiny.
  • Skalowalność: Hielscher oferuje szereg sonikatorów odpowiednich dla różnych skal przetwarzania. Od kompaktowych modeli stacjonarnych do badań i rozwoju po solidne systemy przemysłowe zdolne do obsługi dużych ilości, Hielscher zapewnia elastyczność potrzebną do spełnienia wymagań produkcyjnych.
  • Wydajność: Dzięki sonikatorom Hielscher można znacznie skrócić czas ekstrakcji w porównaniu z tradycyjnymi metodami. Fale ultradźwiękowe generowane przez te maszyny wytwarzają intensywne siły kawitacyjne, szybko rozbijając ściany komórkowe i uwalniając cząsteczki kofeiny, co skutkuje krótszymi cyklami przetwarzania.
  • Wszechstronność: Sonikatory Hielscher nie ograniczają się wyłącznie do ekstrakcji kofeiny. Nasze sonikatory można dostosować do szerokiego zakresu zastosowań w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i kosmetycznym. Niezależnie od tego, czy ekstrahujesz kofeinę z ziaren kawy, liści herbaty czy innych źródeł botanicznych, sonikatory Hielscher oferują wszechstronność dostosowaną do Twoich potrzeb.

Hielscher Ultrasonics jest firmą posiadającą certyfikat ISO i kładzie szczególny nacisk na ultradźwięki o wysokiej wydajności, charakteryzujące się najnowocześniejszą technologią i łatwością obsługi. Oczywiście ultradźwięki Hielscher są zgodne z CE i spełniają wymagania UL, CSA i RoHs.

Poniższa tabela daje wskazanie przybliżonej mocy przerobowych naszych ultrasonicators:

Wielkość partii natężenie przepływu Polecane urządzenia
0.5-1,5 mL b.d. VialTweeter
1 do 500mL 10-200mL/min UP100H
10 do 2000mL 20-400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 do 20L 0.2 do 4L/min UIP2000hdT
10-100L 2 do 10L/min UIP4000hdT
15 do 150L 3 do 15L/min UIP6000hdT
b.d. 10-100L/min UIP16000
b.d. większe klaster UIP16000

Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!

Poproś o więcej informacji

Skorzystaj z poniższego formularza, aby uzyskać dodatkowe informacje na temat procesorów ultradźwiękowych, aplikacji i ceny. Z przyjemnością omówimy z Tobą Twój proces i zaoferujemy Ci system ultradźwiękowy spełniający Twoje wymagania!









Proszę zwrócić uwagę na nasze Polityka prywatności.


Ultradźwiękowe homogenizatory o wysokim ścinaniu są stosowane w laboratoriach, na stanowiskach badawczych, w procesach pilotażowych i przemysłowych.

Hielscher Ultrasonics produkuje wysokowydajne homogenizatory ultradźwiękowe do zastosowań mieszania, dyspergowania, emulgowania i ekstrakcji na skalę laboratoryjną, pilotażową i przemysłową.



Kawa i ekstrakty kawy

Kawa - wykonany z palonych ziaren kawy – jest bardzo popularnym napojem spożywanym na całym świecie. Oprócz swojego witalizującego wpływu, jeśli jest spożywany jako napój pobudzający, związki zawarte w kawie są interesujące dla przemysłu spożywczego, farmaceutycznego (np. w lekach przeciwbólowych) i kosmetycznego, ponieważ są stosowane jako cenne dodatki do różnych produktów. Dotyczy to zwłaszcza kofeiny (1,3,7-trimetyloksantyny) i przeciwutleniaczy, które są znane ze swojego pozytywnego wpływu na zdrowie człowieka. Kawa zawiera między innymi fenolowe diterpeny, takie jak kafestol i kahweol oraz kwasy askorbinowe, które są znane ze swojej aktywności przeciwutleniającej. Badania epidemiologiczne sugerują, że składniki kawy mogą mieć zapobiegawczy wpływ na kilka chorób przewlekłych, w tym cukrzycę typu 2, chorobę Alzheimera, chorobę Parkinsona i choroby wątroby, takie jak marskość wątroby i rak wątrobowokomórkowy.
Ultradźwięki są dobrze znanym i sprawdzonym narzędziem do wielu różnych zastosowań w różnych gałęziach przemysłu. Jednym z najbardziej znanych i udanych zastosowań ultradźwięków mocy jest ekstrakcja związków bioaktywnych z roślin. Kawitacja ultradźwiękowa rozbija komórki i powoduje tym samym uwolnienie materii wewnątrzkomórkowej. Ze względu na te efekty, sonikacja daje wyższą i bardziej kompletną wydajność ekstrakcji w bardzo krótkim czasie przetwarzania. Jako nietermiczna technika przetwarzania, bioaktywne cząsteczki są chronione przed degradacją przez wysokie temperatury, co skutkuje wysokiej jakości ekstraktami.

Literatura / Referencje


Ultradźwięki o wysokiej wydajności! Oferta firmy Hielscher obejmuje pełne spektrum produktów - od kompaktowych ultradźwięków laboratoryjnych, poprzez urządzenia stołowe, aż po w pełni przemysłowe systemy ultradźwiękowe.

Firma Hielscher Ultrasonics produkuje wysokowydajne homogenizatory ultradźwiękowe od laboratorium do wielkość przemysłowa.


Chętnie porozmawiamy o Państwa procesie.

Skontaktujmy się.