Decofeinizare fără solvenți cu Power-Ultrasound

• Procesul convențional de decofeinizare a cafelei și ceaiului necesită utilizarea de solvenți toxici.
• Decofeinizarea cu ultrasunete este o metodă eficientă de intensificare care permite eliminarea cofeinei într-o procedură de extracție pe bază de apă, fără utilizarea de solvenți duri.
• Decofeinizarea cu ultrasunete este o metodă economică, eficientă și ecologică pentru a produce cafea, ceai și produse din cacao decofeinizate de înaltă calitate.

Decofeinizare cu ultrasonication

Cofeina este o substanță solubilă în apă, astfel încât apa poate fi utilizată pentru îndepărtarea cofeinei din cafea, ceai și cacao. Procesele convenționale de decofeinizare utilizează o substanță chimică ca agent de decafeinizare (cum ar fi clorura de metilen, CO2 sau acetatul de etil) pentru a accelera procesul. Prin utilizarea extracției pe bază de apă cu ultrasunete în combinație cu cărbune activ ca agent de decafeinizare, o cafea decafeinizată, ceai sau produs de cacao este preparat într-un proces organic și inofensiv pentru mediu.

Ultrasonically intensificat Swiss Water Decaffeination

Decofeinizarea asistată ultrasonically este un proces de intensificare a așa-numitului Swiss water decaffeination .
Procesul elvețian de decofeinizare a apei funcționează pe baza dizolvării și osmozei pentru a elimina cofeina din boabele de cafea, frunzele de ceai și boabele de cacao.
Integrarea ultrasonicators de tip sondă în procesul de decofeinizare a apei elvețiene implică încorporarea sonicare în timpul etapelor specifice ale procesului pentru a spori extracția cofeinei. Procesul elvețian de decofeinizare a apei implică patru etape majore ale procesului. În timp ce punerea în aplicare a ultrasunetelor pentru o decofeinizare mai eficientă poate varia în funcție de configurația specifică și de echipament, aici este o schiță generală a modului în care ultrasonicators de tip sondă sunt integrate în principal pentru îmbunătățirea procesului:

1. Etapa de înmuiere: Pasul inițial în procesul de decofeinizare a apei elvețiene implică înmuierea boabelor de cafea verde în apă fierbinte pentru a crea o soluție de apă încărcată cu aromă. În timpul acestei etape de înmuiere, un ultrasonicator de tip sondă poate fi utilizat pentru a aplica sonicare pentru a facilita extracția cofeinei din fasole. Ultrasonication este bine cunoscut pentru capacitatea sa de a intensifica procesele de extracție din compuși bioactivi, ar fi cafeina din materiale vegetale. Forțele mecanice ale cavitației ultrasonice / acustice perforează și perturbă celulele și promovează transferul de masă. Astfel, cofeina este îndepărtată din boabe și eliberată eficient în apă. Datorită acestor efecte, sonicare accelerează procesul de decofeinizare semnificativ în sus. Cofeina extrasă ultrasonically este un aditiv valoros pentru alimente și băuturi, de exemplu, băuturi energizante.
2. Etapa de eliminare a cofeinei: După înmuierea inițială, apa încărcată cu aromă care conține cafeină este separată de boabele de cafea. Această apă este de obicei trecută prin filtre de cărbune activ pentru a elimina cofeina. Porozitatea acestui filtru este dimensionată pentru a capta doar molecule mai mari de cofeină, permițând în același timp trecerea moleculelor mai mici de ulei și aromă. Aceasta înseamnă că filtrul de cărbune deține cofeina, în timp ce apa filtrată conține toate substanțele bioactive mai mici, despre care se știe că conferă cafelei, ceaiului și cacao aroma lor distinctivă și valoarea nutritivă.
3. Etapa de reabsorbție: Boabele decofeinizate, care au fost lipsite de cafeină și molecule de aromă, sunt aruncate. Apa îmbogățită cu aromă și polifenoli fără cafeină (cunoscută și sub numele de "extract de cafea verde") este foarte valoroasă și este utilizată pentru a elimina cofeina dintr-un lot proaspăt de boabe de cafea care conțin încă cafeină.
   Deoarece această apă este saturată cu molecule de aromă și alte substanțe bioactive, acești compuși nu se pot dizolva în lotul proaspăt de boabe de cafea. Astfel, numai moleculele de cafeină sunt eliberate din boabele de cafea în apă și o decafeinizare fără a elimina aroma și alte substanțe fitochimice valoroase. Odată ce apa încărcată cu aromă nu mai conține cofeină, este reutilizată pentru extragerea cofeinei dintr-un nou lot de boabe de cafea verde. Această etapă de reabsorbție poate beneficia de utilizarea ultrasonication de tip sondă, din nou. Fasolea verde sunt înmuiate în apa încărcată cu aromă, iar ultrasonication se aplică pentru a facilita extracția cofeinei. sonicare ajută la îmbunătățirea penetrării apei în fasole, îmbunătățirea eficienței extracției și reducerea timpului de extracție.
4. Reabsorbție și uscare repetate: Etapele de reabsorbție și sonicare pot fi repetate de mai multe ori până când se atinge nivelul dorit de decofeinizare. După reabsorbția finală, boabele de cafea decofeinizate sunt de obicei uscate, iar apa încărcată cu aromă este gata pentru reutilizare în următorul lot.

Studiu de caz de decofeinizare cu ultrasunete de boabe de cafea

Studiul realizat de Huamaní-Meléndez și Darros-Barbosa (2018) și-a propus să investigheze efectul intensității ultrasunetelor, pulsului și temperaturii asupra extracției cofeinei din boabele de cafea Arabica folosind un mediu apos. Cercetătorii au folosit sonda cu ultrasunete de înaltă intensitate Hielscher UP400S (400 wați; vezi imaginea din stânga) și au efectuat experimente la diferite intensități, durate ale pulsului și temperaturi. Ei au descoperit că creșterea intensității ultrasunetelor și a duratei pulsului a dus la o rată mai mare de extracție a cofeinei, dar numai până la un anumit punct, după care creșterile ulterioare nu au îmbunătățit semnificativ extracția. Condițiile optime pentru extracția cofeinei s-au dovedit a fi o intensitate a ultrasunetelor de 75 W / cm2, o durată a pulsului de 5 sec și o temperatură de 25 ° C. Studiul oferă un protocol specific pentru utilizarea ultrasunetelor pentru a extrage cofeina din boabele de cafea și sugerează că această metodă ar putea fi o alternativă eficientă și ecologică la procesele tradiționale de decofeinizare.

Ultrasonicators de înaltă performanță pentru decofeinizare fără solvenți

Hielscher Ultrasonics vă oferă ultrasonicators de înaltă performanță pentru procesele ușoare, dar extrem de eficiente de extracție și decofeinizare. Cu putere cu ultrasunete de la 50 la 16.000 wați pe ultrasonicator, portofoliul Hielscher de ultrasonicators are ultrasonicator ideal pentru tine procesul de preparare a cafelei și decofeinizare!
Ca producător cu experiență de lungă durată și consultant pentru ultrasonicators de mare putere și aplicarea lor, Hielscher este partenerul dumneavoastră pentru procesele de extracție asistată ultrasonically. Hielscher procesoare cu ultrasunete sunt instalate în întreaga lume pentru aplicații în produsele alimentare & industria băuturilor, farmaceutică și chimică.
Nu numai că furnizăm extractoare cu ultrasunete de mare putere, dar ne asistăm clienții și cu cunoștințele noastre profunde. Serviciul nostru pentru clienți variază de la consultanță și studii de fezabilitate la optimizarea proceselor și echipamente pilot până la instalarea sistemelor cu ultrasunete la scară industrială.
Oferind o gamă largă de procesoare cu ultrasunete și accesorii (ar fi sonotrodes, celule de flux și reactoare), vă putem recomanda cel mai potrivit sistem care îndeplinește cerințele în cazul în care capacitatea procesului și condițiile. Instalarea și retro-montarea în liniile de proces existente se poate face cu ușurință, deoarece extractoarele noastre cu ultrasunete pot fi integrate fără modificări mari.
Personalul nostru bine instruit de consultanți de proces, chimiști și ingineri ne ghidează clienții către o instalare și o funcționare de succes. Echipamentul Hielscher are o robustețe remarcabilă și necesită doar o întreținere foarte redusă. Pentru instruirea operațională, prima punere în funcțiune și serviciul de întreținere, avem o echipă bine pregătită care asistă clienții noștri.

Caution: Video "title" is missing