Extracție cu ultrasunete vanilie – O metodă non-termică
- Extractul de vanilie este o soluție aromată extrasă din păstăi de vanilie într-o soluție de etanol și apă.
- Pentru a produce vanilină de înaltă calitate ca aromă, aromă și componentă de parfum, este necesară o tehnică de extracție eficientă, dar ușoară pentru a preveni descompunerea.
- Extracția cu ultrasunete este o metodă ușoară de extracție mecanică, care oferă randamente mari de vanilină într-un timp foarte scurt de extracție.
Ultrasonics de înaltă performanță pentru extracte de vanilină de înaltă calitate
Ca al doilea cel mai scump condiment după șofran, producția de vanilie necesită o metodă eficientă de extracție, care previne degradarea uleiurilor esențiale valoroase. Extracția cu ultrasunete este bine-cunoscut și stabilit ca o ușoară, non-termică, dar foarte eficient metoda de eliberare a compușilor bioactivi din material vegetal. Extracția cu ultrasunete se bazează pe fenomenul cavitației acustice, care este un tratament pur mecanic. Acest lucru face Sonicare metoda preferată pentru izolarea compușilor bioactivi sensibili, ar fi compușii aromelor și uleiurile esențiale, de exemplu vanilină, polifenoli, sau antioxidanți de la Botanicals.
- Randament superior
- Extracție de mare viteză – în câteva minute
- extracte de înaltă calitate – Ușoară, non-termice
- Solvenți verzi (de exemplu, apă/etanol)
- Rentabilă
- operare ușoară și sigură
- Costuri operaționale și de investiții scăzute
- 24/7 operațiune în regim de grele
- Verde, Eco-Friendly metoda
Extracție cu ultrasunete vanilie – în mod flux continuu sau în lot
Lot: Procesele de extracție cu ultrasunete pot fi operate ca procese de lot simplu sau ca tratament inline, în cazul în care mediul este alimentat continuu printr-un flux ultrasonic-prin reactor.
Procesarea pe loturi este o procedură ușoară, în cazul în care extracția se efectuează lot de lot. Hielscher Ultrasonics oferă procesoare cu ultrasunete pentru loturi mici și mari, adică 1L la 120L.
Pentru procesarea loturilor de 5 până la 10L, vă recomandăm UP400St (400W, pic. stânga) cu sonotrode S24d22L2D.
Pentru procesarea loturilor de cca. 120L, vă recomandăm UIP2000hdT (2kW, pic. coloana dreapta în partea de sus) cu sonotrode RS4d40L4.
120L extracția cu ultrasunete lot de Botanicals cu UIP2000hdT și agitator
Pentru un volum de cca. 8L/min., vă recomandăm UIP4000hdT (4kW, pic. dreapta) cu sonotrode RS4d40L3 și presurizabile flux-Cell FC130L4-3G0
Studiu de caz de extracție cu ultrasunete de vanilie
Jadhav et al. (2009) a comparat extracția asistată ultrasonically (EAU) și extracția Soxhlet. Cercetările au confirmat că extracția cu ultrasunete intensifică eliberarea de vanilină în mod semnificativ în comparație cu extracția Soxhlet. Tratamentul cu Soxhlet a necesitat o temperatură de funcționare de 95 ° c, solvent: raport solute de 66.67 ml/g și un timp de extracție de 8 ore a dus la eliberarea a aproximativ 180ppm vanilină. Extracția asistată cu ultrasunete (EAU) necesita doar 1oră pentru a elibera aproximativ 140ppm vanilină folosind același solvent: raport solute la temperatura camerei.
Rasoamandrary et al. (2013) a comparat eficiența extracției vanilină folosind un ultrasonicator de tip sondă de 100W (de exemplu, UP100H), o baie cu ultrasunete, și o baie de apă caldă. Cercetatorii au concluzionat că sonda de tip ultrasonicator este un instrument puternic de extracție din cauza sale cu ultrasunete de mare intensitate. Prin urmare, ultrasonicator de tip sondă a depășit metodele alternative de extracție prin oferirea de randamente similare/sau mai mari de vanilină extrase într-un timp semnificativ mai scurt de extracție și mai puțin solvent (de exemplu, etanol) consumul.
Compararea celor trei metode de extracție – sondă cu ultrasunete, baie cu ultrasunete, extracția de apă caldă – a arătat că extracția vanilină a fost cel mai eficient pentru sonda-Sonicare folosind 40% etanol (v/v) la temperatura ambientală de 30 ° c și un timp de extracție de 1hr. Extracția de baie de apă necesita o concentrație de etanol 50% (v/v) la 56 ° c timp de 15ore.
UIP4000hdT – 4kW Extractor cu ultrasunete pentru tratamentul continuu inline.
Echipamente cu ultrasunete pentru extracția de înaltă performanță
Hielscher Ultrasonics este specializata in fabricarea de înaltă performanță procesoare cu ultrasunete pentru producerea de extracte de înaltă calitate de la Botanicals.
Portofoliul larg de produse Hielscher variază de la mici, puternice ultrasonicators de laborator pentru a robust banc-top și pe deplin sisteme industriale, care oferă ultrasunete de mare intensitate pentru extracția eficientă și izolarea substanțelor bioactive (de exemplu, Quercetin. Cafeină. Curcumina. Terpene etc.). Toate dispozitivele cu ultrasunete de la 200w la 16, 000W dispun de un afișaj colorat pentru controlul digital, un card SD integrat pentru înregistrarea automată a datelor, telecomanda browserului și multe alte caracteristici mai ușor de utilizat. Sonotrodes și celulele fluxului (piesele, care sunt în contact cu mediul) pot fi autoclavizat și sunt ușor de curățat. Toate ultrasonicators noastre sunt construite pentru 24/7 operațiune, necesită întreținere scăzută și sunt ușor și sigur de a opera.
Un afișaj color digital permite un control ușor de utilizat al ultrasonicatorului. Sistemele noastre sunt capabile să livreze de la scăzut până la amplitudini foarte mari. Pentru extracția polifenolii și a altor compuși bioactivi, ar fi Vanilina, oferim sonotrodes speciale cu ultrasunete (de asemenea, cunoscut sub numele de sonde cu ultrasunete sau coarne), care sunt optimizate pentru izolarea sensibilă a substanțelor active de înaltă calitate. Robustețea echipamentelor cu ultrasunete Hielscher permite pentru 24/7 funcționarea la grele și în medii solicitante.
Controlul precis al parametrilor de proces cu ultrasunete asigură reproductibilitatea și standardizarea procesului.
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre:
| volum lot | Debit | Aparate recomandate |
|---|---|---|
| 1 la 500mL | 10 până la 200 ml / min | UP100H |
| 10 la 2000ml | 20 până la 400ml / min | Uf200 ः t. UP400St |
| 0.1 la 20L | 0.2 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 100L | 2 până la 10L / min | UIP4000hdT |
| N / A. | 10 la 100L / min | UIP16000 |
| N / A. | mai mare | grup de UIP16000 |
Contacteaza-ne! / Intreaba-ne!
Procesoare cu ultrasunete de mare putere de la laborator la pilot și scară industrială.
Literatura / Referințe
- Jadhav D. et al. (2009): extragerea vanilinei de la capsulele de vanilie: un studiu de comparare a Soxhlet convențional și extracția asistată cu ultrasunete. Jurnalul de inginerie alimentară 93, 2009:421 – 426.
- Rasoamandrary N. et al. (2013): extracție îmbunătățită de vanilină 4-hidroxi-3-methoxybenzaldehyde din boabe de vanilie vindecat folosind ultrasunete-asistată de extracție: o comparație de ultrasunete-asistat și extracție baie de apă caldă.
Ce trebuie să știți
Principiul de lucru al extracției cu ultrasunete
Aplicarea undelor ultrasonice intense la un mediu lichid duce la cavitație. Fenomenul de Cavitatie duce la nivel local la temperaturi extreme, presiuni, Încălzire/ratele de răcire, diferențiale de presiune și forțe de forfecare ridicate în mediu. Atunci când cavitație bule implozie pe suprafața de solide (cum ar fi particule, celule vegetale, țesuturi etc.), micro-jeturi și coliziune interparticlulare generează efecte, ar fi peeling de suprafață, eroziune și defalcare particule. În plus, implozia bulelor de cavitație în mediile lichide creează macro-turbulențe și micro-amestecare.
Fig. 1: crearea de bule de cavitație stabile și tranzitorii.
(a) deplasarea, (b) cavitație tranzitorie, (c) cavitație stabilă, (d) presiune
[adaptat de la Santos et al. 2009]
Irraditation cu ultrasunete a fragmentelor de material vegetal matricea de celule vegetale și îmbunătățește hidratarea la fel. Chemat et al (2015) concluzionează că extracția cu ultrasunete a compușilor bioactivi din Botanicals este rezultatul diferitelor mecanisme independente sau combinate, inclusiv fragmentarea, eroziunea, capilaritatea, detexturarea și sonoporarea. Aceste efecte perturba peretele celular, îmbunătăți transferul de masă prin împingerea solvent în celulă și suptul Phyto-compus încărcate solvent afară, și să asigure circulația lichidă prin micro-amestecare.
Extracție cu ultrasunete din celulele vegetale: secțiune transversală microscopică (TS) Arată mecanismul acțiunilor în timpul extracției cu ultrasunete din celule (mărire 2000x) [resursă: Vilkhu et al. 2011]
Extracție cu ultrasunete realizează o izolare foarte rapidă a compușilor-supraperformant metode convenționale de extracție în timp de proces mai scurt, randament mai mare, și la temperaturi mai scăzute. Ca un tratament mecanic ușoară, extracția asistată cu ultrasunete evită degradarea termică a componentelor bioactive și excelează în comparație cu alte tehnici, ar fi extracția convențională de solvenți, hidrodistilareasau Soxhlet extracție, care sunt cunoscute pentru a distruge molecule sensibile la căldură. Datorită acestor avantaje, extracția cu ultrasunete este tehnica preferată pentru eliberarea compușilor bioactivi sensibili la temperatură de la Botanicals.
Vanilină
Vanilie este o aromă de valoare, care pot fi extrase din orhidee din genul Vanilla, în primul rând din specia mexicană, vanilatcul cu frunze plate (V. planifolia). Compușii cu aromă unică aorhideei de vanilie se găsesc în fructele sale, care rezultă din polenizarea florii. Aceste păstăi de semințe sunt de aproximativ un 1 / 3 x 6 inch, cu o culoare maronie roșu la negru atunci când coapte. În interiorul acestor păstăi este un lichid gras plin de semințe mici. Atât păstaia, cât și semințele sunt utilizate pentru producția de vanilină.
Deși Vanilina este compus aroma primară în planta de vanilie, extract de vanilie pură conține mai multe sute de compuși aroma suplimentare, care contribuie la aroma sa complexă, profundă.
Esenta de vanilie apare in doua forme, si anume esenta Vanilina reala din seedpod de vanilie si Vanilina sintetizata industrial. Extract de seedpod real este un amestec complex de mai multe sute de compuși diferite. Vanilina compusului chimic – 4-hidroxi-3-metoxibenzaldehida – este principalul contribuitor la aroma caracteristică și aroma de vanilie reale și este componenta principală aroma de boabe de vanilie vindecat. Pe lângă vanilină, poate alți compuși chimici, ar fi acetaldehidă, acid acetic, furfural, acid hexanoic, 4-hydroxybenzaldehida, eugenol, metil cinnamate, și acidul isobutiric contribuie la aroma complexă de vanilie.
Cultivari de vanilie
Bourbon vanilie sau Bourbon-Madagascar vanilie este produsă de la V. planifolia plante, care cresc pe insulele din Oceanul Indian, ar fi Madagascar, Comore, și Réunion, numit anterior Île Bourbon. Termenul “Bourbon vanilie” descrie, de asemenea, aroma distinctivă de vanilie derivată din V. planifolia.
Vanilie mexican, extrase din nativ V. planifolia, este produsă în cantități mult mai mici. Vanilie mexican este cunoscut și comercializat ca vanilie din țara de origine, deoarece planta V. planifolia este nativ pentru Mesoamerica.
Vanilie Tahitian provine din Polinezia franceză, produsă din planta V. tahitiensis. Analiza genetică Arată această specie este, eventual, un cultivar de la un hibrid de V. planifolia și V. odorata.
West Indian vanilie este fabricat din V. pompona, care este cultivat în Caraibe și America Centrală și de Sud.