Turbo extracția de scorțișoară cu ultrasunete

Extracția tradițională cu scorțișoară este consumatoare de timp și relativ ineficientă. Extracția cu ultrasunete este o tehnică simplă, dar extrem de eficientă de intensificare a procesului, care reduce timpul de extracție la câteva ore și crește simultan randamentul uleiului esențial de scorțișoară.

Extracția îmbunătățită de scorțișoară cu ultrasunete

Extracția tradițională a uleiului esențial de scorțișoară se realizează prin distilarea cu abur a scoarței și frunzelor de scorțișoară. Distilarea tradițională cu abur este foarte lentă și consumatoare de timp. Cu cât este mai mare randamentul vizat 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. Extracția cu ultrasunete sparge structurile celulare ale scoarței de scorțișoară și se lasă astfel încât uleiul de scorțișoară să fie eliberat rapid și complet. Extracția cu ultrasunete accelerează semnificativ distilarea cu abur, scurtând timpul de procesare de la o zi întreagă la câteva ore, crescând în același timp randamentul uleiului esențial de scorțișoară.
Extracția cu ultrasunete eliberează întregul spectru de compuși aromatici scorțișoară, inclusiv cinamaldehidă, linalool, eugenol și acid cinamic. Oferind un extract cu spectru complet de compuși de ulei esențial de înaltă calitate este motivul pentru calitatea superioară a uleiurilor de scorțișoară extrase ultrasonically. În special cinamaldehida, principalul compus organic, conferă scorțișoarei aroma și parfumul său caracteristic. Deoarece sonicare este un tratament non-termic, compușii ulei esențial sunt împiedicați de degradarea termică. Prin urmare, extracția cu ultrasunete produce uleiuri esențiale cu aromă intensă care îndeplinesc cele mai înalte standarde de calitate.
Extracția cu ultrasunete poate fi aplicată scoarței și frunzelor de scorțișoară. Uleiul din frunze de scorțișoară are un miros mai puternic în comparație cu uleiul de coajă. Frunzele de scorțișoară conțin cantități mari de eugenol.

De ce extracția cu ultrasunete excelează distilarea cu abur

Pentru a produce uleiuri esențiale din scorțișoară prin distilare cu abur, uleiurile esențiale trebuie mai întâi eliberate din matricea plantei (adică celulele vegetale din frunzele sau coaja de scorțișoară). În distilarea cu abur, materialul vegetal de scorțișoară este fiert timp de până la 24 de ore în cazane. Căldura singură este relativ ineficientă în ruperea structurilor celulare și eliberarea uleiurilor esențiale prinse. În general, fierberea nu eliberează complet uleiurile esențiale prinse și cantități mai mari de uleiuri reziduale sunt irosite, 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 nemiscibile (adică ulei esențial și apă). Amestecul începe să fiarbă atunci când presiunea combinată a vaporilor 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 consumator de timp și energie.
Extracția cu ultrasunete funcționează prin cavitație acustică. Cavitația acustică apare atunci când undele cu ultrasunete de putere sunt cuplate într-un lichid (de exemplu, o suspensie constând din material botanic într-un solvent sau apă). Undele ultrasonice călătoresc prin lichid provocând cicluri alternative de înaltă presiune / joasă presiune. În timpul ciclurilor de joasă presiune, se creează bule de vid minuscule (așa-numitele bule de cavitație), care cresc pe parcursul mai multor cicluri de presiune. La o anumită dimensiune, când bulele nu pot absorbi mai multă energie, ele fac implozie violentă în timpul unui ciclu de înaltă presiune. Implozia bulei este caracterizată de forțe cavitaționale intense, inclusiv micro-turbulențe și fluxuri lichide cu viteze de până la 100 m/s. Aceste efecte de forfecare cavitațională sunt, de asemenea, cunoscute sub numele de efecte sonomechanice. Extracția cu ultrasunete a moleculelor bioactive este cauzată în principal de efectele sonomechanical: agitația și turbulențele perturbă celulele și promovează transferul de masă. Aceasta înseamnă că moleculele bioactive, cum ar fi uleiurile esențiale, polifenolii, terpenele și canabinoizii, sunt eliberați din matricea celulelor vegetale în solvent.
Avantajul extracției cu ultrasunete față de metoda tradițională de fierbere și distilare cu abur este extracția comparativ mai mare de uleiuri esențiale și alți compuși organici într-un timp semnificativ mai scurt. Randamentele mai mari de extracție evită risipa de materii prime și fac extracția mai profitabilă. Economiile de timp și energie realizate prin extracție cu ultrasunete sunt substanțiale. Ca metodă non-termică, extracția cu ultrasunete previne degradarea indusă de căldură a compușilor termosensibili.
Temperaturile ușoare și timpul scurt de procesare sunt avantaje majore ale extracției cu ultrasunete, deoarece este împiedicată descompunerea termică a extractelor naturale. 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 extracția cu ultrasunete pentru producerea de uleiuri esențiale de înaltă calitate din multe botanice, inclusiv frunze de scorțișoară și scoarță.

Hidrodistilarea cu ultrasunete de scorțișoară

Chen et al. (2020) a investigat hidrodistilarea promovată ultrasonically și a concluzionat că sonicare a îmbunătățit semnificativ procesul de distilare. Distilarea cu abur cu ultrasunete a oferit randamente mai mari de ulei de scorțișoară în timpul de extracție redus drastic. Folosind analiza GC-MS, au arătat că hidrodistilarea asistată ultrasonically a furnizat ulei esențial mai valoros, cu un conținut ridicat de compus principal trans-cinamaldehidă, comparativ 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 ultrasonically este abordarea mai economică și mai ecologică. Prin urmare, Chen et al. rezumă faptul că hidrodistilarea asistată ultrasonically 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 eutectici adânci

Extracția cu ultrasunete folosind solvenți eutectici adânci s-au dovedit a fi o tehnică superioară pentru a extrage randamente ridicate de trans-cinamaldehidă și cumarină din scoarță de scorțișoară.
în condiții optime a dat un conținut mai mare de trans-cinamaldehidă 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 eutectici naturali adânci s-au dovedit a fi clorură de colină-acid citric (ChCl-CA) cu 40% adaos de apă și un timp de extracție de 30 de minute pentru a extrage trans-cinamaldehidă (9,24 ± 0,01 mg / g) și cumarină (11,6 ± 0,11 mg / g) din scoarță de scorțișoară (C. burmannii Blume). Trebuie efectuate investigații suplimentare pentru a explora activitatea farmacologică a trans-cinamaldehidei și cumarinei din scoarța de scorțișoară. (cf. Aryati et al. 2020)

Imaginea de suprafață a scoarței de scorțișoară folosind microscopie electronică de scanare mărire 1000x; pulbere uscată (a); după extracția macerării (b); după extracția prin reflux (c); după extracția Soxhlet (d); după extracție folosind NADES-Emiratele Arabe Unite ChCl-CA (e).
studiu și imagine de Aryati et al. 2020

Extractoare cu ultrasunete de înaltă performanță

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 la Hielscher vă putem oferi cel mai potrivit ultrasonicator pentru capacitatea de proces preconizată. Personalul nostru cu experiență îndelungată vă va ajuta de la testele de fezabilitate și optimizarea procesului la instalarea sistemului cu ultrasunete la nivelul final de producție.
Amprenta mică a extractoarelor noastre cu ultrasunete, precum și versatilitatea lor în opțiunile de instalare le fac să se potrivească chiar și în instalațiile de procesare cu spațiu mic. Procesoarele cu ultrasunete sunt instalate în întreaga lume în instalațiile de producție alimentară, farmaceutică și suplimente nutritive.

Hielscher Ultrasonics – Echipamente sofisticate de extracție

Hielscher Ultrasonics portofoliul de produse acoperă întreaga gamă de extractoare cu ultrasunete de înaltă performanță de la scară mică la scară largă. Accesorii suplimentare permit asamblarea ușoară a configurației dispozitivului cu ultrasunete cele mai potrivite pentru procesul de extracție. Configurarea optimă cu ultrasunete depinde de capacitatea preconizată, volumul, materia primă, procesul lot sau inline și cronologia.

lot și în linie

Hielscher ultrasonicators pot fi utilizate pentru lot și proces continuu de curgere. Prelucrarea loturilor cu ultrasunete este ideală pentru testarea procesului, optimizarea și nivelul de producție mic până la mijlociu. Pentru producerea unor volume mari de plante (de exemplu, frunze și scoarță de scorțișoară), prelucrarea în linie ar putea fi mai avantajoasă. În timp ce lotizarea necesită doar o configurare foarte simplă, necesită mai mult timp și forță de muncă. Un proces continuu de extracție în linie necesită o configurare sofisticată – constând dintr-o pompă, furtunuri sau țevi și rezervoare -, dar este mai eficient, mai rapid și necesită o forță de muncă semnificativ mai mică. Hielscher Ultrasonics are cea mai potrivită configurare de extracție pentru volumul de extracție și obiectivele procesului.

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 banc-top și sisteme pilot la procesoare cu ultrasunete complet industriale, cu capacitatea de a procesa camioane 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 testele de fezabilitate și optimizarea proceselor. Scalarea liniară bazată pe parametrii de proces stabiliți face foarte ușoară creșterea capacităților de procesare de la loturi mai mici la producția complet comercială. Up-scaling se poate face fie prin instalarea unei unități extractoare cu ultrasunete mai puternice sau gruparea mai multor ultrasonicators în paralel. Cu UIP16000, Hielscher oferă cel mai puternic extractor cu ultrasunete la nivel mondial.

Amplitudini controlabile cu precizie pentru rezultate optime

Toate ultrasonicators Hielscher sunt controlabile cu precizie și, prin urmare, cai de lucru fiabile 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 coarnele de rapel sunt accesorii care permit modificarea amplitudinii într-o gamă și mai largă. Hielscher procesoare industriale cu ultrasunete pot livra amplitudini foarte mari și să furnizeze intensitatea ultrasonică necesară pentru aplicații solicitante. Amplitudinile de până la 200μm pot fi ușor rulate 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 coaja 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 grele și în medii solicitante. Acest lucru face echipamentul cu ultrasunete Hielscher un instrument de lucru fiabil care îndeplinește cerințele de extracție.

Testare ușoară, fără riscuri

Procesele cu ultrasunete pot fi scalate complet liniar. Acest lucru înseamnă că fiecare rezultat pe care l-ați obținut folosind un ultrasonicator de laborator sau banc-top, poate fi scalat la exact aceeași ieșire folosind exact aceiași parametri de proces. Acest lucru face ultrasonication ideal pentru testarea fezabilității fără riscuri, optimizarea procesului și implementarea ulterioară în producția comercială. Contactați-ne pentru a afla cum sonicare poate crește producția de extract de scorțișoară.

Cea mai înaltă calitate – Proiectat și fabricat în Germania

Ca o afacere de familie și de familie, Hielscher acordă prioritate celor 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 sub 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 aproximative de procesare a ultrasonicators noastre: