Hielscher tecnologia de ultra-som

Extração ultra-sônica de cafeína

Utilizando ultra-sons é um método eficaz para a extracção de cafeína e outros compostos activos do café. dispositivos de ultra-sons poderosos auxiliar o processo de extracção enquanto maximiza o rendimento e reduzindo o tempo de processamento.
Café - feita a partir de grãos de café torrados – é uma bebida muito popular que é consumido mundialmente. Para além do seu impacto vitalizing se consumido como uma bebida estimulante, os compostos de café são de interesse para a indústria alimentar, farmacêutica (por exemplo, analgésicos) e Indústria cosmética como utilizados como aditivos em vários produtos valiosos. Isso se aplica especialmente para a cafeína (1,3,7-trimethylxanthine) e os antioxidantes, que são conhecidos por seus efeitos positivos sobre a saúde humana. O café contém, entre outros, diterpenos fenólicos, tais como o cafestol e o kahweol, e ácidos ascórbico, os quais são conhecidos pela sua actividade antioxidante. Estudos epidemiológicos sugerem que os ingredientes do café pode ter um efeito preventivo em várias doenças crónicas, incluindo diabetes mellitus tipo 2, doença de Alzheimer, doença de Parkinson, e doenças de fígado tais como cirrose e carcinoma hepatocelular.
Ultrasonics é uma ferramenta bem conhecida e comprovada para muitas aplicações diferentes em diversos setores. Uma aplicação muito bem sucedido é o ultra-som Extração. Desse modo, os efeitos de cavitação ultra-sons no material celular, causando ruptura celular e a libertação da matéria intracelular.
Por ultra-sons, a cafeína e outros compostos de café pode ser extraído de forma muito eficiente.

estrutura química da cafeína

O ultra-som de alta potência

Para garantir uma compreensão mais fácil do procedimento de extração ultra-som assistida, o efeito do ultra-som em líquidos deve ser explicado.
ultra-som – introduzida em líquidos – causa efeitos locais muito extremos. Quando se somam liquidos em altas intensidades, as ondas sonoras que se propagam na mídia líquida resultam em ciclos alternativos de alta pressão (compressão) e baixa pressão (ráfagas), com taxas dependendo da freqüência. Durante o ciclo de baixa pressão, as ondas ultra-sônicas de alta intensidade criam pequenas bolhas de vácuo ou vazios no líquido. Quando as bolhas atingem um volume no qual elas não podem mais absorver energia, elas colapsam violentamente durante um ciclo de alta pressão. Esse fenômeno é denominado cavitação. Durante a implosão temperaturas muito elevadas (aprox. 5.000 K) e pressões (aprox. 2,000atm) são alcançados localmente. A implosão da bolha de cavitação também resulta em jactos de líquido de até 280m / s velocidade. [Suslick 1998] Por estas forças extremas sonólise ocorre, as paredes celulares são rompidas, e material intracelular é extraído.

Ultra-som cavitação gerado no chifre da UIP1500hd - um dispositivo ultra-sônico 1,5 kW. Para melhor visibilidade, o líquido foi iluminada com luz azul a partir do fundo da coluna de vidro.

cavitação ultra-sónica em líquido

A extração ultra-auxiliar é uma alternativa econômica, simples e eficiente em comparação com técnicas de extração convencionais. As principais vantagens do ultra-som na extração sólido-líquido incluem o aumento do rendimento de extração e a cinética mais rápida. A extração ultra-sônica é uma técnica freqüentemente utilizada para a extração de materiais vegetais que utilizam solventes líquidos e é comprovada para um processo de extração rápido e mais completo em comparação com métodos tradicionais porque a área superficial entre a fase sólida e líquida é significativamente maior devido à ruptura celular e dispersão de partículas.
Com o uso de sonicação também a temperatura de operação pode ser reduzida, permitindo a extração de componentes sensíveis à temperatura. Comparado com outras novas técnicas de extração, como a extração assistida por microondas, o aparelho de ultra-som é mais barato e sua operação é mais fácil. Além disso, a extração ultra-auxiliar pode ser usada com qualquer solvente, como a extração de Soxhlet, para extrair uma grande variedade de compostos naturais. [Wang et al. 2006] Se necessário, estão disponíveis sistemas à prova de explosão para capacidades de processos industriais.
Uma vantagem substancial de ultra-sons, é a influência sobre os mais importantes parâmetros de processamento: amplitude, tempo, temperatura, pressão e viscosidade. Desse modo, o processo de extracção podem ser optimizadas para assegurar que a estrutura dos extractos não se danifique.

Ultrasonic Extração de café Compostos

extraco por ultra-som assistido é um método comum utilizado para isolar substâncias bioactivas a partir de material vegetal [Dong et al. 2010]. Em relação a grãos de café, a cafeína e compostos fenólicos antioxidantes podem ser os compostos mais valiosos para a extração, devido às suas amplas aplicações na indústria farmacêutica e na indústria alimentar. Mas também flavonóides, ácido clorogénico e ácido protocatecuico são extractos, que são utilizados como aditivos.
Usando métodos de extração tradicionais, como a extração líquido-líquido em solventes, geralmente a eficiência de extração aumenta com o aumento das temperaturas de extração. Isso causa frequentemente danos e perda de qualidade do extrato à medida que a temperatura afeta a estabilidade dos compostos fenólicos.
A extração sólido-líquido assistida por ultra-som foi mostrada como um método de extração efetivo e com economia de tempo. As forças ultra-sônicas altamente poderosas fornecem a energia necessária para a extração, de modo que são necessários menos ou mesmo nenhum solvente. A temperatura pode ser bem controlada à medida que o reator sonicado ou o reator de célula de fluxo pode ser eficientemente arrefecido (ou aquecido, se necessário). Para os processos de extração com solventes, a Hielscher Ultrasonics também fornece sistemas ultra-sônicos à prova de explosão certificados pela ATEX e FM.
Devido às intensas forças de extração de ultra-som, também o café já gasto (resíduo de café) ainda é uma matéria-prima rica em compostos extraíveis. Como o material de descarte de café é barato e disponível em grande quantidade, é uma matéria-prima ideal para a extração dos demais compostos ativos. Embora o conteúdo de cafeína e outros componentes nos resíduos de café seja menor do que o café em pó não utilizado, ainda permanece uma grande quantidade e é extraível. Para libertar esses compostos do café, a influência total sobre os parâmetros de processamento torna-se especialmente significativa. O ultra-som de alta potência é capaz de extrair grandes quantidades de composto ativo dentro de um curto período de processamento.

Ultra-som é uma técnica bem sucedida para extrair compostos activos, aromas e outros componentes intracelulares a partir de células vegetais.

Ultra-sónica em linha processador UIP1500hd

Pedido de informação





extração de cafeína

A cafeína pode ser reivindicado o estimulante mais consumida. Como a cafeína não só é consumida por beber café fresco, extrato de cafeína é usada na indústria para tratar outro produto com cafeína como aditivo. Desse modo, torna-se possível a criação de café mais forte ou para formular refrigerantes (por exemplo cola), bebidas energéticas ou outros alimentos (por exemplo chocolate).
Mas a cafeína não é apenas usado como aditivo na Alimentos produção, que é um composto activo importante na indústria farmacêutica bem. Uma aplicação comum de extracto de cafeína é por exemplo a mistura em medicamentos para a dor de cabeça e enxaqueca ou em analgésicos.
Para extrair a cafeína, alcalóide principal no café, ultra-som é um método adequado. Wang e seus colegas [Wang et al. 2011] descobriu que apenas um curto período de tempo de extracção é necessária para atingir um estado saturado, se ultra-sons é usado. Isto significa que o ultra-som muito eficiente e economia de tempo técnica para a obtenção de cafeína.

UP200St com o sonotrodo de 14mm para fazer o café frio da fermentação

compostos aromáticos e de sabor

Os compostos voláteis de café são a fracção mais valioso do grão de café torrado e de café confere o seu sabor único e fragrância. A qualidade do café solúvel pode ser substancialmente melhorado através da adição de óleos de café absorvida-aroma ao café em pó.
Um estudo de comparação, que examinou a extração de compostos fenólicos de morangos, mostrou que a extração ultra-sônica causa menor degradação de fenólicos e é um processo de extração muito mais rápido em comparação com outros métodos de extração, incluindo água sólida líquida, subcritica e método assistido por microondas. [Herrera et al. 2005]
O estudo de Wang e dos seus colaboradores [Wang et al. 2011] mostra que a baixa frequência, ultra-som de energia elevada é mais eficiente para a extracção de aromas de café. Especialmente para 4-tridecanona e 2-metoxi-3-metilpirazina, eles descobriram a extracção ultrassónica técnica mais simples e eficiente a obtenção de rendimentos muito elevados de extracção. Além disso, mostra-se que a temperatura deve ser controlado como componentes de aroma de café são muito voláteis a temperaturas elevadas. Eles obtiveram bons resultados de extracção na gama de temperatura entre 35 ~ 65 ° C, sob irradiação de ultra-sons relativamente curto de tempo.

extração de chá

Os resultados obtidos por extracção ultrassonicamente assistida também são adequados para a extracção de compostos de chá (por exemplo, folhas de chá verde). Um estudo realizado por Xia et al. mostrou um teor significativamente mais elevado de polifenóis do chá, aminoácido e cafeína em infusões de chá tratada com ultrassons em que os obtidos por extracção convencional. Isso resulta em melhores resultados durante uma avaliação organoléptica que acabou: a qualidade sensorial de infusão de chá com a extração ultra-som assistida era melhor do que a de infusão de chá com a extração convencional. [Xia et al. 2005]

ultrasonicators da Hielscher, v.g. UP200S (na foto), são muito bem-sucedida para a extração da matéria intra-celular.

extração ultra-sônica de ervas

Conclusão

O ultra-som assistida Extração é uma forma eficiente, que economiza tempo e modo controlável para a extracção de compostos activos a partir de café. Os compostos mais interessantes e valiosas são cafeína, e os antioxidantes tais como diterpenos fenólicos (cafestol, caveol), e ácidos ascórbico. As principais vantagens da extraco assistida por ultra-sons baseiam-se na influência e controlo sobre os parâmetros de extracção de ultra-sons.

Literatura / Referências

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