Extracția tradițională de scorțișoară este consumatoare de timp și relativ ineficientă. Extracția cu ultrasunete este un proces simplu, dar extrem de eficient intensificarea tehnica care reduce timpul de extracție la câteva ore și crește simultan randamentul de ulei esențial scorțișoară.

Extracție îmbunătățită scorțișoară cu ultrasunete

Extracția tradițională a uleiului esențial de scorțișoară se realizează prin distilarea cu abur a scoarței de scorțișoară și a frunzelor. Distilarea tradițională cu abur este foarte lentă și consumatoare de timp. Cu cât este mai mare randamentul țintit de ulei de scorțișoară, cu atât distilarea cu abur este mai lungă, ceea ce înseamnă că distilarea cu abur a unui ceainic de frunze de scorțișoară poate dura până la 12 ore, în timp ce distilarea cu abur a scoarței de scorțișoară poate dura mai mult de 24 de ore. Extracție cu ultrasunete rupe structurile celulare ale scoarței de scorțișoară și lasă în sus, astfel încât uleiul de scorțișoară este eliberat rapid și complet. Extracția cu ultrasunete accelerează în mod semnificativ distilarea cu abur, scurtând timpul de procesare de la o zi întreagă la câteva ore în timp ce creșterea randamentului de ulei esențial de scorțișoară.
Extracția cu ultrasunete eliberează întregul spectru de compuși aromatici scorțișoară, inclusiv cinnamaldehidă, linalool, eugenol, și acid cinnamic. Oferind un extract de spectru complet de compuși de ulei esențial de înaltă calitate este motivul pentru calitatea superioară a uleiurilor de scorțișoară extrase cu ultrasunete. Mai ales cinnamaldehidă, principalul compus organic dă scorțișoară aroma semnătură și miros. Deoarece sonicare este un tratament non-termice, compușii uleiurilor esențiale sunt preveniți de degradarea termică. Prin urmare, extracția cu ultrasunete produce uleiuri esențiale aromate care îndeplinesc cele mai înalte standarde de calitate.
Extracția cu ultrasunete poate fi aplicată scoarței de scorțișoară și frunze. Ulei de frunze de scorțișoară are un miros mai puternic în comparație cu ulei de scoarță de copac. Frunzele de scorțișoară conțin cantități mari de eugenol.

De ce extracția cu ultrasunete Excels distilare cu aburi

Pentru a produce uleiuri esențiale din scorțișoară prin distilare cu abur, uleiurile esențiale trebuie mai întâi eliberate din matricea plantelor (adică celule vegetale din frunzele de scorțișoară sau scoarță). În distilarea cu abur, materialul vegetal cu scorțișoară este fiert timp de până la 24 de ore în ceainice. Căldura singur este relativ ineficientă în ruperea structurilor celulare și eliberarea uleiurilor esențiale prinse. În general, fierberea nu eliberează complet uleiurile esențiale prinse și se risipesc cantități mai mari de uleiuri reziduale, deoarece nu au fost extrase. După procesul de extracție a căldurii, va avea loc distilarea cu abur. Prin urmare, se fierbe un amestec de două lichide imiscibile (adică ulei esențial și apă). Amestecul începe să fiarbă atunci când presiunea lor combinată de vapori este egală cu 760 mm Hg. Punctul de fierbere al unui amestec de apă și ulei esențial va fi astfel mai mic decât punctul de fierbere al fiecărei componente separat. Hidrodistilarea tradițională are dezavantaje majore: Procesul lung de fierbere și aburire este foarte consumatoare de timp și energie.
Extracția cu ultrasunete funcționează prin cavitație acustică. Cavitația acustică apare atunci când undele cu ultrasunete de putere sunt cupluri într-un lichid (de exemplu, o suspensie constând din material botanic într-un solvent sau apă). Undele ultrasonice călătoresc prin lichid provocând alternativ cicluri de înaltă presiune / joasă presiune. În timpul ciclurilor de joasă presiune, se creează bule de vid minute (așa-numitele bule de cavitație), care cresc pe parcursul mai multor cicluri de presiune. La o anumită dimensiune, atunci când bulele nu pot absorbi mai multă energie, ele implodesc violent în timpul unui ciclu de înaltă presiune. Implozia bulelor se caracterizează prin forțe cavitaționale intense, inclusiv microbulentule și fluxurile lichide cu viteze de până la 100m/s. Aceste efecte cavitaționale forfecare sunt, de asemenea, cunoscut sub numele de efecte sonomechanical. Extracția cu ultrasunete a moleculelor bioactive este cauzată în principal de efectele sonomecanice: agitația și turbulențele perturbă celulele și promovează transferul în masă. Aceasta înseamnă că moleculele bioactive, ar fi uleiurile esențiale, polifenolii, terpenele și canabinoidele sunt eliberate din matricea celulară a plantelor în solvent.
Avantajul extracției cu ultrasunete față de metoda tradițională de fierbere și distilare cu abur este extracția relativ mai mare a uleiurilor esențiale și a altor compuși organici într-un timp semnificativ mai scurt. Randamentele mai mari de extracție evită irosirea materiei prime și fac extracția mai profitabilă. Economiile de timp și energie obținute prin extracție cu ultrasunete sunt substanțiale. Ca metodă non-termică, extracția cu ultrasunete previne compușii termo-sensibili de degradare indusă de căldură.
Temperaturile blânde și timpul scurt de procesare sunt avantaje majore ale extracției cu ultrasunete, deoarece o descompunere termică a extractelor naturale este prevenită. Acest lucru face extracția cu ultrasunete extrem de eficient și, prin urmare, sonicare oferă uleiuri esențiale de calitate superioară.

Studii de caz de extracție cu ultrasunete scorțișoară

Cercetare și industrie au adoptat deja extracție cu ultrasunete pentru producția de uleiuri esențiale de înaltă calitate din multe botanice, inclusiv frunze de scorțișoară și scoarță de copac.

Hidrodistilarea cu ultrasunete a scorțișoarei

Chen et al. (2020) a investigat hidrodistilarea promovată cu ultrasunete și a concluzionat că sonicare îmbunătățit procesul de distilare în mod semnificativ. Distilare cu ultrasunete cu abur cu condiția randamente mai mari de ulei de scorțișoară în timpul de extracție drastic redus. Folosind analiza GC-MS, au arătat hidrodistilarea asistată cu ultrasunete a furnizat ulei esențial mai valoros cu un conținut ridicat de compus principal trans-cinnamaldehidă în comparație cu hidrodistilarea tradițională. Scanarea micrografului electronic (SEM) a confirmat eficiența sonicare pentru extracția uleiului de scorțișoară. În plus, analiza consumului electric și a emisiilor de CO2 arată că procesul de hidrodistilare asistată cu ultrasunete este abordarea mai economică și mai ecologică. Prin urmare, Chen et al. rezuma faptul că hidrodistilarea asistată cu ultrasunete este o tehnologie eficientă și verde pentru extracția uleiului esențial de scorțișoară, care poate îmbunătăți cantitatea și calitatea uleiurilor de scorțișoară.

Extracție cu ultrasunete scorțișoară folosind solvenți eutectice profunde

Extracția cu ultrasunete folosind solvenți eutectici adânci s-au dovedit a fi o tehnică superioară pentru a extrage randamente ridicate de trans-cinnamaldehidă și cumarină din scoarță de scorțișoară.
metoda în condiții optime a dat un conținut mai mare de trans-cinnamaldehidă și cumarină decât cele obținute prin metode convenționale (reflux, soxhlet și macerare) folosind solvenți organici (etanol 96%). Condițiile optime pentru extracția cu ultrasunete folosind solvenți naturali de eutectic profund s-au dovedit a fi acid clorură de colină-citric (ChCl-CA) cu adaos de apă 40% și un timp de extracție de 30 de minute pentru a extrage trans-cinnamaldehidă (9,24 ± 0,01 mg/g) și cumarină (11,6 ± 0,11 mg/g) din scoarță de scorțișoară (C. burmannii Blume). Investigații suplimentare ar trebui să fie făcut pentru a explora activitatea farmacologică a trans-cinnamaldehidă și cumarină din scoarță de scorțișoară. (vezi Aryati et al. 2020)

Imaginea de suprafață a scoarței de scorțișoară folosind microscopia electronică de scanare 1000x mărire; pulbere uscată (a); după extracția macerației (b); după extracția refluxului (c); după extracția Soxhlet (d); după extracție cu ajutorul NADES-UAE ChCl-CA (e).
studiu și imagine de Aryati et al. 2020

De înaltă performanță Extractoare cu ultrasunete

Extracția cu ultrasunete este o tehnologie de prelucrare fiabilă, care facilitează și accelerează producția de uleiuri esențiale de înaltă calitate. Hielscher Ultrasonics portofoliu acoperă întreaga gamă de la ultrasonicators de laborator compact la sisteme industriale de extracție. Astfel, noi, cei de la Hielscher, vă putem oferi cel mai potrivit ultrasonicator pentru capacitatea de proces avută în vedere. Personalul nostru cu experiență de lungă durată vă va ajuta de la testele de fezabilitate și optimizarea proceselor până la instalarea sistemului cu ultrasunete la nivelul final de producție.
Mici picior-imprimare a extractoarelor noastre cu ultrasunete, precum și versatilitatea lor în opțiunile de instalare le face să se potrivească chiar și în facilități de procesare spațiu mic. Procesoare cu ultrasunete sunt instalate la nivel mondial în produsele alimentare, pharma și facilități de producție supliment nutritiv.

Hielscher Ultrasonics – Echipamente sofisticate de extracție

Hielscher Ultrasonics portofoliu de produse acoperă întreaga gamă de extractoare cu ultrasunete de înaltă performanță de la scară mică la scară largă. Accesoriile suplimentare permit asamblarea ușoară a configurației dispozitivului cu ultrasunete cele mai potrivite pentru procesul de extracție. Configurarea optimă cu ultrasunete depinde de capacitatea avută în vedere, volum, materie primă, proces lot sau inline și cronologie.

Lot și în linie

Hielscher ultrasonicators pot fi folosite pentru lot și continuu flux-prin prelucrare. Prelucrarea cu ultrasunete lot este ideal pentru testarea procesului, optimizarea și nivelul de producție de dimensiuni mici și medii. Pentru o producție de volume mari de plante (de exemplu, frunze de scorțișoară și scoarță), prelucrarea în linie ar putea fi mai avantajoasă. În timp ce loting necesită doar o configurare foarte simplă, este mai mult timp și de muncă intensivă. Un proces continuu de extracție în linie necesită o configurare sofisticată – constând într-o pompă, furtunuri sau conducte și rezervoare -, dar este mai eficient, mai rapid și necesită mult mai puțină forță de muncă. Hielscher Ultrasonics are cel mai potrivit setup de extracție pentru volumul de extracție și obiectivele de proces.

Extractoare cu ultrasunete pentru fiecare capacitate de produs

Hielscher Ultrasonics gama de produse acoperă întregul spectru de procesoare cu ultrasunete de la ultrasonicators de laborator compact peste bench-top și sisteme pilot la procesoare cu ultrasunete complet industriale, cu capacitatea de a procesa truckloads pe oră. Gama completă de produse ne permite să vă oferim cel mai potrivit extractor cu ultrasunete pentru materia primă, capacitatea de proces și obiectivele de producție.
Sistemele cu ultrasunete benchtop sunt ideale pentru teste de fezabilitate și optimizarea procesului. Extinderea liniară pe baza parametrilor de proces stabiliți face foarte ușoară creșterea capacităților de prelucrare de la loturi mai mici la producția pe deplin comercială. Up-scalare se poate face fie prin instalarea unei unități mai puternice extractor cu ultrasunete sau clustering mai multe ultrasonicators în paralel. Cu UIP16000, Hielscher oferă cel mai puternic extractor cu ultrasunete din întreaga lume.

Amplitudini controlabile precise pentru rezultate optime

Toate ultrasonicators Hielscher sunt exact controlabile și, prin urmare, cai de lucru de încredere în producție. Amplitudinea este unul dintre parametrii cruciali ai procesului care influențează eficiența și eficacitatea extracției cu ultrasunete a uleiurilor esențiale din scorțișoară.
Toate Hielscher Ultrasonics’ procesoarele permit setarea precisă a amplitudinii. Sonotrodes și coarne de rapel sunt accesorii care permit modificarea amplitudinii într-o gamă și mai largă. Hielscher de procesoare industriale cu ultrasunete poate oferi amplitudini foarte mari și să livreze intensitatea cu ultrasunete necesară pentru aplicații solicitante. Amplitudinile de până la 200μm pot fi ușor de rulat continuu în funcționare 24/7.
Setările precise de amplitudine și monitorizarea permanentă a parametrilor procesului cu ultrasunete prin intermediul software-ului inteligent vă oferă posibilitatea de a trata frunzele de scorțișoară și scoarță cu cele mai eficiente condiții cu ultrasunete. Sonicare optimă pentru cele mai bune rezultate de extracție!
Robustețea echipamentului cu ultrasunete Hielscher permite funcționarea 24/7 la sarcini grele și în medii solicitante. Acest lucru face hielscher cu ultrasunete echipamente un instrument de lucru de încredere, care îndeplinește cerințele dumneavoastră de extracție.

Testare ușoară, fără riscuri

Procesele cu ultrasunete pot fi complet liniare scalate. Acest lucru înseamnă că fiecare rezultat pe care le-ați realizat folosind un laborator sau banc-top ultrasonicator, poate fi scalate la exact aceeași ieșire folosind exact aceiași parametri de proces. Acest lucru face ultrasonication ideal pentru testarea de fezabilitate fără risc, optimizarea procesului și punerea în aplicare ulterioară în producția comercială. Contactati-ne pentru a afla sonicare poate crește producția de extract de scorțișoară.

Cea mai înaltă calitate – Proiectat și fabricat în Germania

Ca o afacere de familie și administrată de o familie, Hielscher prioritizează cele mai înalte standarde de calitate pentru procesoarele sale cu ultrasunete. Toate ultrasonicators sunt proiectate, fabricate și testate temeinic în sediul nostru din Teltow lângă Berlin, Germania. Robustețea și fiabilitatea echipamentului cu ultrasunete Hielscher face un cal de lucru în producția dumneavoastră. Funcționarea 24/7 la sarcină maximă și în medii solicitante este o caracteristică naturală a mixerelor de înaltă performanță hielscher.

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre: