A extração tradicional de canela é demorada e relativamente ineficiente. A extração ultrassônica é uma técnica de intensificação de processo simples, mas altamente eficiente, que reduz o tempo de extração para algumas horas e aumenta simultaneamente o rendimento do óleo essencial de canela.

Melhor extração de canela com ultrassônicos

A tradicional extração de óleo essencial de canela é alcançada pela destilação a vapor de casca e folhas de canela. A destilação a vapor tradicional é muito lenta e demorada. Quanto maior o rendimento direcionado do óleo de canela, maior a destilação a vapor, o que significa que a destilação a vapor de uma chaleira de folhas de canela pode levar até 12 horas, enquanto a destilação a vapor da casca de canela pode levar mais de 24 horas. A extração ultrassônica quebra as estruturas celulares da casca da canela e deixa para cima para que o óleo de canela seja liberado de forma rápida e completa. A extração ultrassônica acelera significativamente a destilação a vapor, encurtando o tempo de processamento de um dia inteiro para algumas horas, aumentando o rendimento do óleo essencial de canela.
A extração ultrassônica libera todo o espectro de compostos aromáticos de canela, incluindo cinnamaldeído, linalool, eugenol e ácido cinâmico. Dar um extrato de espectro completo de compostos de óleo essencial de alta qualidade é a razão para a qualidade superior dos óleos de canela extraídos ultrasonicamente. Especialmente o cinnamaldeído, o principal composto orgânico dá à canela seu sabor e perfume característicos. Como a sônica é um tratamento não térmico, os compostos de óleo essencial são impedidos de degradação térmica. Portanto, a extração ultrassônica produz óleos essenciais com aroma intenso, atendendo aos mais altos padrões de qualidade.
A extração ultrassônica pode ser aplicada à casca e às folhas de canela. O óleo de folha de canela tem um cheiro mais forte quando comparado ao óleo de casca. As folhas de canela contêm altas quantidades de eugenol.

Por que extração ultrassônica supera destilação a vapor

Para produzir óleos essenciais de canela através da destilação a vapor, os óleos essenciais devem primeiro ser liberados da matriz vegetal (ou seja, células vegetais nas folhas de canela ou casca). Na destilação a vapor, o material da planta de canela é fervido por até 24 horas em chaleiras. Só o calor é relativamente ineficiente em quebrar as estruturas celulares e liberar os óleos essenciais presos. Geralmente, a ebulição não libera completamente os óleos essenciais presos e grandes quantidades de óleos residuais são desperdiçados, uma vez que não foram extraídos. Após o processo de extração de calor, ocorrerá a destilação a vapor. Portanto, uma mistura de dois líquidos imiscíveis (ou seja, óleo essencial e água) é fervida. A mistura começa a ferver quando sua pressão combinada de vapor é igual a 760 mm Hg. O ponto de ebulição de uma mistura de água e óleo essencial será, portanto, inferior ao ponto de ebulição de qualquer componente separadamente. A hidrodistillação tradicional tem grandes desvantagens: o longo processo de ebulição e vapor é muito demorado e consome energia.
Extração ultrassônica funciona por cavitação acústica. A cavitação acústica ocorre, quando as ondas de ultrassom de energia são casais em um líquido (por exemplo, uma suspensão constituída de material botânico em um solvente ou água). As ondas ultrassônicas viajam através do líquido causando ciclos alternados de alta pressão / baixa pressão. Durante ciclos de baixa pressão, são criadas bolhas de vácuo minúsculas (as chamadas bolhas de cavitação), que crescem ao longo de vários ciclos de pressão. Em um certo tamanho, quando as bolhas não conseguem absorver mais energia, elas implodem violentamente durante um ciclo de alta pressão. A implosão da bolha é caracterizada por intensas forças cavitacionais, incluindo micro-turbulências e correntes líquidas com velocidades de até 100m/s. Estes efeitos de tesoura cavitacional também são conhecidos como efeitos sonomecânicos. A extração ultrassônica de moléculas bioativas é causada principalmente por efeitos sonomecânicos: a agitação e as turbulências perturbam as células e promovem a transferência de massa. Isso significa que as moléculas bioativas, como óleos essenciais, polifenóis, terpenos e canabinóides são liberadas da matriz celular vegetal para o solvente.
A vantagem da extração ultrassônica sobre o método tradicional de ebulição e ebulição a vapor é a extração comparativamente maior de óleos essenciais e outros compostos orgânicos em um tempo significativamente menor. Os rendimentos de extração mais elevados evitam o desomundo matéria-prima e tornam a extração mais lucrativa. As economias de tempo e energia obtidas pela extração ultrassônica são substanciais. Como método não térmico, a extração ultrassônica impede que os compostos termo sensíveis se induzam ao calor.
As temperaturas amenas e o curto tempo de processamento são grandes vantagens da extração ultrassônica, uma vez que uma decomposição térmica dos extratos naturais é evitada. Isso torna a extração ultrassônica altamente eficiente e, portanto, a sônica dá óleos essenciais de qualidade superior.

Estudos de Caso de Extração Ultrassônica de Canela

A pesquisa e a indústria já adotaram a extração ultrassônica para a produção de óleos essenciais de alta qualidade de muitos botânicos, incluindo folhas de canela e casca.

Hidrodistillação ultrassônica da canela

Chen et al. (2020) investigaram a hidrodistillação ultrasonicamente promovida e concluíram que a sonicação melhorou significativamente o processo de destilação. A destilação a vapor ultrassônica proporcionou maiores rendimentos de óleo de canela dentro do tempo de extração drasticamente reduzido. Utilizando a análise gc-MS, eles mostraram que a hidrodistillação ultrasonicamente assistida forneceu óleo essencial mais valioso com alto teor do composto principal trans-cinnamaldeído em comparação com a hidrodistillação tradicional. A micrografia eletrônica de varredura (SEM) confirmou a eficiência da sonicação para extração de óleo de canela. Além disso, a análise do consumo elétrico e da emissão de CO2 mostra que o processo de hidrodistillação ultrasonicamente assistido é a abordagem mais econômica e ambiental. Portanto, Chen et al. resumem que a hidrodistillação ultrasonicamente assistida é uma tecnologia eficiente e verde para a extração de óleo essencial de canela, que pode melhorar a quantidade e a qualidade dos óleos de canela.

Extração ultrassônica de canela usando solventes eutectos profundos

A extração ultrassônica usando solventes eutéticos profundos tem se mostrado uma técnica superior para extrair altos rendimentos de trans-cinnamaldeído e coumarin da casca de canela.
método em condições ideais deu maior teor trans-cinnamaldeído e coumarin do que aqueles obtidos a partir de métodos convencionais (refluxo, soxhlet e maceração) utilizando solventes orgânicos (96% etanol). As condições ideais para extração ultrassônica usando solventes eutéticos naturais profundos foram encontradas como ácido cloreto-cítrico de colina (Cínamo-CA) com 40% de adição de água e um tempo de extração de 30 minutos para extrair trans-cinna omaldeído (9,24 ± 0,01 mg/g) e o coumarin (11,6 ± 0,11 mg/g) da casca da canela (C. burmannii Blume). Mais investigações devem ser feitas para explorar a atividade farmacológica do trans-cinnamaldeído e coumarin da casca da canela. (cf. Aryati et al. 2020)

A imagem superficial da casca de canela usando microscopia eletrônica de varredura 1000x de ampliação; pó seco (a); após extração de maceração (b); após extração do refluxo (c); após extração soxhlet (d); após extração usando NADES-Emirados Árabes Unidos ChCl-CA (e).
estudo e imagem por Aryati et al. 2020

Extratores ultra-sônicos de alto desempenho

A extração ultrassônica é uma tecnologia de processamento confiável, que facilita e acelera a produção de óleos essenciais de alta qualidade. O portfólio hielscher ultrasonics abrange toda a gama, desde ultrassonicadores de laboratório compactos até sistemas de extração industrial. Assim, nós da Hielscher podemos oferecer-lhe o ultrassonicador mais adequado para a sua capacidade de processo prevista. Nossa equipe experiente de longa data irá ajudá-lo desde testes de viabilidade e otimização de processos até a instalação de seu sistema ultrassônico em nível final de produção.
A pequena pegada de nossos extratores ultrassônicos, bem como sua versatilidade nas opções de instalação, fazem com que eles se encaixem até mesmo em instalações de processamento de pequeno espaço. Os processadores ultrassônicos são instalados em todo o mundo em instalações de produção de alimentos, farmacêuticas e suplementos nutricionais.

Hielscher Ultrasonics – Equipamento sofisticado de extração

O portfólio de produtos Hielscher Ultrasonics cobre toda a gama de extratores ultrassônicos de alto desempenho de pequena a grande escala. Acessórios adicionais permitem a fácil montagem da configuração de dispositivo ultrassônico mais adequada para o seu processo de extração. A configuração ultrassônica ideal depende da capacidade prevista, volume, matéria-prima, lote ou processo em linha e cronograma.

Lote e Inline

Ultrassonicadores hielscher podem ser usados para processamento em lote e fluxo contínuo. O processamento em lote ultrassônico é ideal para testes de processo, otimização e nível de produção de pequeno a médio porte. Para uma produção de grandes volumes de botânicos (por exemplo, folhas de canela e casca), o processamento inline pode ser mais vantajoso. Embora o loteamento exija apenas uma configuração muito simples, é mais tempo e trabalhoso. Um processo contínuo de extração inline requer configuração sofisticada – consistindo em uma bomba, mangueiras ou tubos e tanques -, mas é mais eficiente, mais rápido e requer significativamente menos trabalho. Hielscher Ultrasonics tem a configuração de extração mais adequada para o seu volume de extração e metas de processo.

Extratores ultrassônicos para cada capacidade do produto

A linha de produtos Hielscher Ultrasonics cobre todo o espectro de processadores ultrassônicos, desde ultrassonicadores compactos de laboratório sobre sistemas de bancada e piloto até processadores ultrassônicos totalmente industriais com a capacidade de processar cargas de caminhões por hora. Toda a gama de produtos nos permite oferecer o extrator ultrassônico mais adequado para sua matéria-prima, capacidade de processo e metas de produção.
Os sistemas de bancada ultrassônicos são ideais para testes de viabilidade e otimização de processos. A escala linear com base nos parâmetros de processo estabelecidos torna muito fácil aumentar as capacidades de processamento de lotes menores para a produção totalmente comercial. O up-scaling pode ser feito instalando uma unidade extrator ultrassônica mais poderosa ou agrupando vários ultrassonicadores em paralelo. Com o UIP16000, a Hielscher oferece o extrator ultrassônico mais poderoso do mundo.

Amplitudes controláveis precisas para resultados ótimos

Todos os ultrassonicadores hielscher são precisamente controláveis e, portanto, cavalos de trabalho confiáveis na produção. A amplitude é um dos parâmetros de processo cruciais que influenciam a eficiência e eficácia da extração ultrassônica de óleos essenciais da canela.
Todos os Ultrassônicos Hielscher’ os processadores permitem a configuração precisa da amplitude. Sonotrodes e chifres de reforço são acessórios que permitem modificar a amplitude em uma gama ainda maior. Os processadores ultrassônicos industriais da Hielscher podem fornecer amplitudes muito altas e fornecer a intensidade ultrassônica necessária para aplicações exigentes. Amplitudes de até 200μm podem ser facilmente executadas continuamente em operação 24/7.
Configurações de amplitude precisas e o monitoramento permanente dos parâmetros do processo ultrassônico via software inteligente dão-lhe a possibilidade de tratar suas folhas de canela e casca com as condições ultrassônicas mais eficazes. Sonicação ideal para melhores resultados de extração!
A robustez dos equipamentos ultrassônicos da Hielscher permite a operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, em ambientes pesados e em ambientes exigentes. Isso faz do equipamento ultrassônico da Hielscher uma ferramenta de trabalho confiável que preenche seus requisitos de extração.

Testes fáceis e sem riscos

Processos ultrassônicos podem ser completamente lineares dimensionados. Isso significa que cada resultado que você alcançou usando um ultrassônico de laboratório ou bancada, pode ser dimensionado para exatamente a mesma saída usando exatamente os mesmos parâmetros de processo. Isso torna a ultrassônica ideal para testes de viabilidade sem riscos, otimização de processos e posterior implementação na fabricação comercial. Entre em contato conosco para saber como a sônica pode aumentar a produção do extrato de canela.

Alta Qualidade – Projetado e fabricado na Alemanha

Como um negócio familiar e familiar, a Hielscher prioriza os mais altos padrões de qualidade para seus processadores ultrassônicos. Todos os ultrassonicadores são projetados, fabricados e completamente testados em nossa sede em Teltow, perto de Berlim, Alemanha. Robustez e confiabilidade do equipamento ultrassônico de Hielscher fazem dele um cavalo de trabalho em sua produção. Operação 24 horas por dia, 7 dias por semana e em ambientes exigentes é uma característica natural dos misturadores de alta performance da Hielscher.

A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximado de nossos ultrasonicators: