Hielscher tecnologia de ultra-som

Hidrodestilação ultra-sônica de óleos essenciais

  • A extração convencional de óleos essenciais é caro e demorado.
  • extração ultra-sônica dá rendimentos mais elevados e qualidade extrato superior.
  • Ultra-sónica pode ser realizada como método de extracção com solvente ou à base de água. Alternativamente, a sonicação pode ser combinada com sistemas de extracção tradicionais para melhorar a eficiência e qualidade.

 

Hidrodestilação de extratos botânicos

Hidrodestilação é uma variante de destilação a vapor. Para a extracção hidrodestilação, material vegetal é embebida durante algum tempo em água, após o que a mistura é aquecida e materiais voláteis são levados no vapor, condensado e separado. É um processo de extracção comum para separar compostos fitoquímicos partir de material vegetal. A destilação a vapor é uma técnica comum para isolar os óleos essenciais, por exemplo para a perfumaria.
Uma vez que muitos compostos orgânicos tendem a decompor-se a temperaturas elevadas sustentadas, a indústria está avançando para usar métodos de transformação alternativos leves, que dão os melhores resultados de extracção (qualidade superior, rendimentos mais elevados).

Extração ultra-sônica de lúpulo

Os problemas das técnicas de extração tradicionais, como a destilação a vapor, estão nas enormes quantidades de material vegetal, que são necessárias para extrair óleos essenciais em escala comercial. Para 1kg (2 1/4 lb) de óleo essencial de lavanda são aprox. 200 kg (440 libras) de flores de lavanda frescas exigidas, para 1 kg de óleo de rosa são entre 2,5 e 5 toneladas métricas de pétalas de rosa necessárias e para 1 kg de óleo essencial de limão, a matéria-prima consiste em aprox. 3.000 limões. Portanto, os óleos essenciais são muito caros. Para rosa absoluto, o preço é de cerca de 20.000 € (21.000US $) por litro.
Para obter vantagens em relação a rentabilidade e competitividade, os produtores de óleos essenciais devem implementar métodos de extracção mais eficientes e eficazes. As técnicas de favoráveis ​​de extracção ultrassónica sobressai tradicionais métodos de extracção por condições de extracção suaves, elevados rendimentos e qualidade de extracto superior. A sonicação pode ser efectuada tal como extracção com solvente ou livre de solvente. Em alternativa, a extracção de ultra-sons pode ser combina com sistemas de aspiração comum, v.g. extração Soxhlet, Extracção Clevenger, CO supercrítico2, Óhmica hidrodestilação etc (Sono-Soxhlet, I-Clevenger, I-SCCO2, Ultra-sons óhmica hidrodestilação).

Ultrasonic Extração de óleos essenciais

extracção de ultra-sons tem sido comprovada para dar rendimentos de extracção mais elevados e para reduzir o consumo de energia. O princípio de funcionamento de extracção de ultra-sons é a implosão de bolhas gerado por cavitação ultra-sónica. A implosão de bolhas gera micro-jactos que destroem as glândulas de lípidos no tecido celular da planta. Desse modo, a transferência de massa entre as células e solvente é melhorada e o óleo essencial é libertado. Uma grande vantagem de extractores de ultra-sons de hoje em dia é o controlo preciso sobre os parâmetros de funcionamento (por exemplo, intensidade de ultra-sons, temperatura, tempo de tratamento, pressão, tempo de retenção, etc.). Aumento do rendimento de óleos essenciais, bem como menor degradação térmica, de alta qualidade e um bom sabor está provado cientificamente (Porto et al 2009;.. Asfaw et al 2005). Enquanto outras técnicas de extração modernos oferecem apenas capacidade limitada para scale-up para a produção industrial, potência de ampliar a extração ultra-sônica para nível industrial já está comprovada. Por exemplo, o rendimento de extracção de óleos essenciais a partir de citrinos japonesa foi aumentada em 44% em comparação com os métodos tradicionais de extracção (Mason et al. 2011).

Ultrasonic pré-tratamento para a extração de óleos essenciais

Para a extracção de ultra-sons de óleo essencial a partir de material vegetal (por exemplo, lavandina, sálvia, citrinos, etc), um sistema de ultra-sons do tipo de sonda, tais como a UIP2000hdT pode ser utilizado para a extracção em bancada, piloto e escala de produção. O sistema de extracção pode ser configurado como um sistema em lotes ou em linha.
Para a extração de lote ultra-sônico, recomenda-se um recipiente com um banho de água fria circundante. O banho de água permite evitar um aumento indesejado da temperatura e a degradação resultante. Para a extração de óleo essencial de lavandina, as flores de lavanda são extraídas com, por exemplo, 2 L de água destilada para um tempo de extração de 30 min. A amplitude ultra-sônica é ajustada para 60%. Após o pré-tratamento ultra-sônico, a flor de lavanda é removida e a destilação convencional de vapor é realizada para extrair o óleo essencial.
Para a configuração de extracção em linha, o processador ultra-ist equipado com sonotrodo e a célula de fluxo. Para fins de arrefecimento, o reactor de célula de fluxo é equipada com uma camisa de arrefecimento. Para o pré-tratamento de ultra-sons, o material vegetal macerado é bombeada através da câmara de reacção onde ele passa directamente através da zona de cavitação. Um outro benefício da extracção em linha de ultra-sons, é a possibilidade de pressurização da câmara de reacção para aumentar o efeito de extracção.
O pré-tratamento de ultra-sons antes hidrodestilação aumenta o rendimento de óleos essenciais extraídos e melhora a taxa de extracção – resultando num processo global mais eficiente.

Processo ultra-sônico do lote para o tratamento da hidrodestilação pre como a extração erval

hidrodestilação ultra-sônica

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Sistema ultra-sônico para extração de lote (Clique para ampliar!)

Configuração ultra-sônica personalizada para extração

Vantagens de Ultrasonic Extração

  • Rápido & extracção eficiente
  • Não-térmico, processo leve
  • extratos de alta qualidade
  • alto rendimento
  • espectro aroma cheio
  • matéria-prima menos
  • Extração verde

Os óleos essenciais podem ser eficientemente extraído com ultra-sons! www.hielscher.com

Ultrasonic Produção de nanoemulsões

O interesse em utilizar nanoemulsões como sistemas de entrega de ingredientes alimentares lipofílicos, como transportador para compostos activos em produtos farmacêuticos e cosméticos está a crescer de forma significativa, devido à sua alta transparência óptica, uma boa estabilidade física e capacidade de aumentar a biodisponibilidade. Ultrasonic emulsificação prepara micro estável e nano-emulsões que garantem melhores resultados no produto final.
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Efeitos de ultra-som

Os efeitos de extração ultra-sônicas são baseados no princípio da cavitação ultra-sônica. Cavitação em líquidos cria forças de cisalhamento elevadas, streaming de líquido e microturbulences, que são puramente efeitos mecânicos.

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Sono-Clevenger para a extração de óleos essenciais. Imagem de Pingret et al., 2014.

Clevenger com UP200Ht
Imagem:. Pingret et al, 2014.

Sistemas de extracção de ultra-som

sistemas de ultrassom poder de Hielscher estão disponíveis para bancada, planta piloto e instalações de plantas industriais. Nossos processadores de ultra-som são precisamente controlável e pode entregar muito elevadas amplitudes (até 200 um para ultrasonicators industriais, amplitudes superiores a pedido) para gerar um campo acústico intenso. Todos os nossos aparelhos de ultra-som – de laboratório para sistemas industriais – são construídos para operação 24/7 em condições pesadas.
extractores de ultra-sons da Hielscher pode ser testada em escala de bancada para os ensaios de viabilidade e de optimização do processo. Depois, todos os resultados do processo podem ser linearmente dimensionado para a produção industrial total. Nossa longa experiência no processamento de ultra-som permite-nos consultar e ajudar nossos clientes a partir de primeiros testes e otimização de processos para a implementação de uma operação industrial altamente eficiente. Visite nosso laboratório technial e centro de processo para explorar as capacidades dos sistemas de ultra-sons de Hielscher!
Nossos sistemas de ultra-som robusto pode ser usado para lote e sonicação em linha. A adaptação das linhas de produção existentes pode ser feito facilmente, também.

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Literatura / Referências



Fatos, vale a pena conhecer

Com sucesso extraído por Ultrasonics

Os seguintes tecidos de material de plantas e de plantas são provado que a extracção ultrassónica alcança melhores resultados de extracção. A extracção por ultrassons dá rendimentos mais elevados, extractos de elevada qualidade com um perfil composto completo / aroma e sabor espectro completo.
Ervas & deixa: hortelã, hortelã, Estévia, canabis, Lúpulo, manjericão, tomilho, pimenta, orégano, sálvia, erva-doce, salsa, eucalipto, Oliva, chá verde, chá preto, Boldo, Tabaco, pimenta, manjerona, etc.
Flowers (attars): Rose, lavanda, ylang-ylang, jasmim, patchouli, tuberosa, mimosa, etc.
Frutas: laranja, citrus, limão, framboesa, tomate, maçã, mirtilo, mirtilos, tangerina, uvas, Oliva, Jujuba, etc.
temperos: açafrão, coentro, gengibre, Louro, noz-moscada, de canela, açafrão, baunilha, cravinho, noz moscada, etc.
Madeira & casca: agarwood, carvalho, madeira de sândalo, cedro, pinho, casca de canela, etc.

Os extractos botânicos conter o espectro completo de compostos activos e fitoquímicos para que o óleo essencial contém lípidos, terpenos e terpenóides, fenóis, alcalóides, flavonóides, compostos carbonílicos, antioxidantes, vitaminas, pigmentos, enzimas, etc.
Exemplos de moléculas extraídos: monoterpenos e sesquiterpenos, monoterpeneoids, limoneno, carvona, a-pineno, limoneno, 1,8-cineol, cis-ocimeno, trans-ocimeno, 3-octanona, beta-caroteno, α-pineno, cânfora, canfeno , β-pineno, mirceno, para-cimeno, limoneno, terpineno-γ, linalol, mirtenol, myrtenal, carvona.
Os óleos essenciais apresentam efeitos antioxidantes e antimicrobianos, o que os torna além do seu aroma e sabor um ingrediente benéfico para os produtos alimentares e médicas também.
óleos essenciais, por exemplo, de lavanda, hortelã-pimenta, eucalipto e, na maior parte são produzidos por meio de destilação a vapor. material vegetal bruto, tais como flores, folhas, madeira, casca, raízes, sementes e cascas são extraídos por destilação da água, enquanto encharcado e fervido com água, num aparelho de destilação.

hidrodestilação

Para hidrodestilação, duas formas são diferenciados: a destilação de água e destilação de vapor.
Para o isolamento de óleos essenciais por destilação a água, o material de planta é colocada na água a ser fervida. Por destilação a vapor, o vapor é injectado no / através do material de planta. Devido à influência de água quente e de vapor, o óleo essencial é libertada a partir das glândulas de lípidos no tecido da planta. O vapor de água evaporando transporta o óleo para fora do material de planta. Em seguida, o vapor é condensado num condensador, por arrefecimento indirecto com água. A partir do condensador, o extracto destilado (óleo essencial) flui para um separador, onde o óleo se separa automaticamente a partir da água destilada.

extração de solvente

Devido à eficiência, os óleos mais essenciais, por exemplo, para a indústria de perfumes e fragrâncias, são produzidos por extracção com solvente, a utilização de solventes voláteis, por exemplo hexano, di-cloreto de metileno-, ou éter de petróleo. As principais vantagens da extracção com solvente através de destilação é que uma temperatura uniforme (aprox. 50 ° C) pode ser mantida durante o processo. Uma vez que temperaturas mais elevadas resultam na degradação de compostos de óleos essenciais, óleos extraídos de solvente são caracterizados por uma maior integridade dos seus compostos voláteis e um odor mais natural.
supercrítico CO2 é provado ser um excelente solvente orgânico, também e é, por conseguinte, um outro método alternativo para a extracção de óleos aromáticos a partir de plantas.

Solventes de extracção

solventes orgânicos tradicionais para a extracção incluem benzeno, tolueno, hexano, éter dimetílico, éter de petróleo, di-cloreto de metileno-acetato de etilo, acetona, ou etanol.
O etanol é utilizado para extrair compostos aromáticos a partir de materiais de planta secos, assim como a partir de óleos impuros ou concretos que foram produzidos em primeiro lugar, por extracção com solventes orgânicos, expressão, ou enfluerage. Extractos de etanol a partir de materiais secos são conhecidos como tinturas. Tinturas não devem ser confundidos com lavagens com etanol, as quais são levadas a cabo para purificar os óleos e cimentos para se obter absolutos.
Quando a água é utilizada como fluido de extracção, o processo é chamado de uma extracção livre de solvente.

óleos essenciais

Os óleos essenciais são produzidos por extracção a partir de material vegetal. Como matéria-prima de vários tipos de partes de plantas pode ser utilizada, por exemplo, flores (por exemplo, rosa, jasmim, cravo, cravo, mimosa, alecrim, lavanda), folhas (por exemplo, hortelã, Ocimum spp., lemongrass, jamrosa), folhas e caules (por exemplo, gerânio, patchouli, petitgrain, verbena, canela), cascas ( por exemplo canela, cássia, canella), madeira (por exemplo, cedro, sandália, pinho), raízes (por exemplo, angélica, sassafrás, vetiver, saussurea, valeriana), sementes (por exemplo, erva-doce, coentro, alcaravia, funcho, noz-moscada), frutos (bergamota, laranja, limão, zimbro), rizomas (eg gengibre, calamus, curcuma, lírio) e gomas ou exsudações oleorresinas (por exemplo, bálsamo do Peru, Myroxylon balsamum, estoraque, mirra, benjoim).

Concreto e Absolute

O concreto é o termo para a massa semi-sólida que é obtida por extracção com solvente do material de planta fresco. O material de planta fresco é principalmente extraída com solventes não polares, tais benzeno, tolueno, hexano, éter de petróleo. Após o processo de extracção, o solvente é evaporado, de modo que um resíduo semi-sólido de óleos essenciais, ceras, resinas e outros fitoquímicos lipofílicos (hidrofóbicos) são obtidos. Este é o chamado concreto.
Para obter um absoluto de betão, o betão deve ser tratada com um álcool forte em que certos componentes podem ser dissolvidos.