Technologia ultradźwiękowa firmy Hielscher

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.
Kawa - wykonany z palonych ziaren kawy – Jest to bardzo popularny napój, który jest zużywany na całym świecie. Poza tym do jego wpływu pobudzającym spożywany jako pobudzające napoje, związki kawy są interesujące dla przemysłu spożywczego, na przykład w przemyśle farmaceutycznym (przeciwbólowych) i Przemysł kosmetyczny Stosowany jako cennych dodatków w różnych produktach. Odnosi się to zwłaszcza do kofeiny (1,3,7-Trimethylxanthine) oraz przeciwutleniaczy, które są znane na ich pozytywny wpływ na zdrowie człowieka. Kawa zawiera m.in. diterpenów fenolowych takich jak kafestolu i kahweol i kwasów askorbinowego, które są znane ze swojej aktywności antyoksydacyjnej. Badania epidemiologiczne sugerują, że składników kawy może mieć działanie zapobiegawcze w wielu chorób przewlekłych, w tym cukrzycy typu 2, choroby Alzheimera, choroby Parkinsona i choroby wątroby, takich jak marskość i rak wątrobowo-komórkowy.
Ultradźwięki jest dobrze znanym i sprawdzonym narzędziem do różnych zastosowań w różnych gałęziach przemysłu. Bardzo udane aplikacja jest ultradźwiękowy ekstracji, Tym samym, ultradźwiękowy działanie kawitacyjne na materiale komórkowym powoduje rozerwanie komórek i uwalniania wewnątrzkomórkowego materii.
Ultradźwiękami, kofeiny i innych związków kawy może być bardzo skutecznie ekstrahowane.

Struktura chemiczna kofeiny

USG o dużej mocy

W celu zapewnienia łatwiejszego zrozumienia ekstrakcji ultradźwiękowej wspomaga efekt ultradźwięków w cieczach wyjaśnione.
Ultradźwięk – wprowadzone w cieczach – powoduje lokalnie bardzo ekstremalne efekty. Podczas rozchodzenia się cieczy o wysokiej intensywności fale dźwiękowe, które rozprzestrzeniają się w cieczach, powodują naprzemienne cykle wysokiego ciśnienia (kompresji) i niskiego ciśnienia (rozrzedzenie), z szybkościami zależnymi od częstotliwości. Podczas cyklu niskiego ciśnienia, ultradźwiękowe fale o dużej intensywności wytwarzają małe pęcherzyki próżniowe lub puste przestrzenie w cieczy. Kiedy bąbelki osiągają objętość, przy której nie mogą już absorbować energii, zapadają się gwałtownie podczas cyklu wysokiego ciśnienia. Zjawisko to jest określane kawitacja, Podczas implozji bardzo wysokie temperatury (ok. 5,000K) i pod ciśnieniem (ok. 2,000atm) osiąga się na miejscu. Implozja pęcherzyka kawitacyjnego skutkuje również strumieniami cieczy do 280m / s prędkości. [Suslick 1998] Według tych ekstremalnych sił sonolysis występuje, ściany komórkowe rozbito i ekstrahuje materiał wewnątrzkomórkowego.

Ultradźwiękami kawitacji generowane na rogu z UIP1500hd - urządzenie ultradźwiękowe 1,5kW. Dla lepszej przejrzystości, ciecz została oświetlona światłem niebieskim z dna kolumny szklanej.

Kawitacji ultradźwiękowej w płynie

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 nowymi technikami ekstrakcji, takimi jak ekstrakcja wspomagana mikrofalami, urządzenie ultradźwiękowe jest tańsze, a jego obsługa jest łatwiejsza. Ponadto ekstrakcję wspomaganą ultradźwiękami można stosować z dowolnym rozpuszczalnikiem, takim jak ekstrakcja Soxhleta, do ekstrakcji szerokiej gamy naturalnych związków. [Wang i in. 2006] W razie potrzeby dostępne są systemy przeciwwybuchowe dla przemysłowych zdolności produkcyjnych.
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.

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.
Eksploatacja ekstrakcji ciałami stałymi w połączeniu z ultradźwiękami została wykazana jako skuteczna i oszczędzająca czas metoda ekstrakcji. Wysoce potężne siły ultradźwiękowe dostarczają energii niezbędnej do ekstrakcji, tak że potrzeba mniej lub nawet mniej rozpuszczalników. Temperatura może być dobrze kontrolowana, ponieważ sonikowany reaktor wsadowy lub przepływowy może być skutecznie chłodzony (lub, jeśli to konieczne, ogrzewany). W procesach ekstrakcji rozpuszczalnikami firma Hielscher Ultrasonics zapewnia również systemy ultradźwiękowe odporne na wybuchy z atestem i atestem FM.
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.

Ultradźwięki jest skuteczne techniką ekstrakt substancji czynnych, aromatów i innych składników wewnątrzkomórkowych z komórek roślinnych.

Ultradźwiękowy wbudowany procesor UIP1500hd

Zapytanie o informacje




Zwróć uwagę na nasze Polityka prywatności.


ekstrakcja kofeiny

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).
Ale kofeina nie służy tylko jako dodatek w żywność Produkcja jest ważny związek czynny w środkach farmaceutycznych, jak również. Typowym zastosowaniem wyciągu kofeiny jest np Domieszka w lekach do i migrena lub w przeciwbólowych.
Aby wyodrębnić kofeinę, głównym alkaloidem w kawie, ultradźwięki to odpowiednia metoda. Wang i jego współpracownicy [Wang et al. 2011] Stwierdzono, że potrzebna jest tylko krótki czas ekstrakcji do osiągnięcia stanu nasycenia, jeśli stosuje ultradźwięki. Oznacza to, że ultradźwięki to bardzo wydajne i oszczędność czasu technikę zdobywania kofeinę.

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

Związki aromatyczne i smakowe

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 Wang i jego współpracowników [Wang i wsp. 2011] pokazują, że niskie częstotliwości, ultradźwięki o wysokiej mocy jest bardziej efektywne dla ekstrakcji aromatów kawowych. Zwłaszcza dla 4-Tridecanone i 2-metoksy-3-metylopirazynę, okazało ultradźwiękowego ekstrakcję bardziej proste i efektywne techniki uzyskiwania bardzo wysokich wydajności ekstrakcji. Ponadto, wykazano, że temperatura musi być kontrolowana za składników smakowo-zapachowych kawy jest bardzo lotny przy wysokich temperaturach. Osiągnęli dobrych wyników ekstrakcji w temperaturze w zakresie od 35 ~ 65 ° C, w stosunkowo krótkim czasie działania ultradźwiękami.

ekstrakcja herbata

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

Wniosek

Wspomagane ultradźwiękami ekstracji Jest to skuteczne, oszczędza czas i sposób sterowany do otrzymywania aktywnych związków z kawy. Najbardziej interesujące i cenne są związki kofeina, i przeciwutleniacze, takie jak diterpenów fenolowych (kafestolu, kahweol) i askorbinowy. Główne zalety ekstrakcji ultradźwiękowej wspomagane są oparte na wpływie i kontroli ultradźwiękowej parametry zasysania.

Literatura / Referencje

  • Cao, Chuanhai; Wang, Li; Lin, Xiaoyang; Mamcarz, Małgorzata; Zhang Chi; Bai, Ge; Nong, Jasson; Sussman, Sam; Arendash, Gary (2011): Kofeina synergistycznie z innym elementem do kawy Zwiększenie G-CSF osocze: Powiązanie ze Korzyści poznawcze u myszy z chorobą Alzheimera. Journal of choroby Alzheimera 25/2, 2011. 323-335.
  • Dong, Juane; Liu, Yuanbai; Liang, Zongsuo; Wang Weiling (2010): Badanie na ekstrakcji wspomagane ultradźwiękami kwasu salvianolic B z Salvia korzenia miltiorrhiza. Ultradźwięki Sonochemia 17/1 2010. 61-65.
  • Herrera, M.C .; Luque de Castro, M. D. (2005): USG wspomagane ekstrakcji związków fenolowych z truskawki przed cieczy rozdziału chromatograficznego i detektora UV z matrycą fotodiodową. Czasopismo Chromatoraphy A, 1100, 2005: 1-7.
  • Higdon, Jane V .; Frei, Balz (2006) Kawa i zdrowie: przegląd ostatnich badań na ludziach. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 46/2, 2006. 101-123.
  • Mussato Solange I .; Ballesteros Lina F .; Martins, Silvia; Teixeira Jose A (2011): Ekstrakcja przeciwutleniających związków fenolowych z zużyte fusy z kawy. Wydzielanie i metodę oczyszczania, 83/2011 173-179.
  • Sheu Shane-Rong; Wang Cheng-Chi; Chang Sheng-Yu; Yang Li-Chen, Jang, Ming-Jyi; Cheng Po-Jen (2009): Wpływ procesu ekstrakcji Manufacturing kofeiny stężeniu. W: Proceedings of International MultiConference Inżynierów i informatyków 2009 Vol II, IMECS 2009, 18 marca – 20, 2009, Hong Kong.
  • Suslick, K.S .: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. 4th ed. J. Wiley & Synowie: Nowy Jork; 26, 1998. 517-541.
  • Wang Cheng-Chi; Sheu Shane-Rong; Chou Ya jenów; Jang, Ming-Jyi; Yang Li-Chen (2011): Powieść zoptymalizowany proces ekstrakcji energooszczędne na kawę. Nauka termiczny 15/1 2011. 53-59.
  • Wang Lijun; Weller, Curtis L. (2006): Ostatnie postępy w ekstrakcji nutraceutyków roślin. Tendencje w zakresie nauki o żywności & Technologia 17, 2006. 300-312.
  • Xia, Tao; Shi, Siquan; Wan, Xiaochun (2006): Wpływ ultradźwiękowy wspomaganego wydobycia na chemiczne i jakość sensoryczną naparu. Journal of Food Inżynierii 74/4, 2006. 557-560.

Kontakt / Poproś o więcej informacji

Porozmawiaj z nami o swoich wymagań technologicznych. My polecamy najbardziej odpowiednie parametry konfiguracyjne i przetwarzania dla danego projektu.





Proszę zwrócić uwagę na nasze Polityka prywatności.