Ультразвуковая ванильная экстракция – Нетермический метод

• Ванильный экстракт представляет собой ароматический раствор, извлеченный из стручков ванили в растворе этанола и воды.
• Для производства высококачественного ванилина в качестве компонента аромата, вкуса и ароматизатора требуется эффективный, но мягкий метод экстракции, предотвращающий разложение.
• Ультразвуковая экстракция – это мягкий метод механической экстракции, который дает высокие выходы ванилина за очень короткое время экстракции.

Высокопроизводительный ультразвук для получения высококачественных экстрактов ванилина

Будучи второй по стоимости специей после шафрана, производство ванили требует эффективного метода экстракции, который предотвращает деградацию ценных эфирных масел. Ультразвуковая экстракция хорошо известна и зарекомендовала себя как мягкий, нетермический, но высокоэффективный метод высвобождения биологически активных соединений из растительного сырья. Ультразвуковая экстракция основана на явлении акустической кавитации, которое является чисто механической обработкой. Это делает ультразвук предпочтительным методом выделения чувствительных биологически активных соединений, таких как ароматизаторы и эфирные масла, например, ванилин, полифенолы или антиоксиданты из растительных компонентов.

Ультразвуковая ванильная экстракция – в периодическом или непрерывном режиме

Партия: Процессы ультразвуковой экстракции могут осуществляться как простые периодические процессы или как поточная обработка, при которой среда непрерывно подается через ультразвуковой проточный реактор.
Пакетная обработка – это простая процедура, при которой извлечение производится лот за партией. Hielscher Ultrasonics предлагает ультразвуковые процессоры для малых и больших партий, т.е. от 1 л до 120 л.
Для обработки партий объемом от 5 до 10 л мы рекомендуем УП400Ст (400 Вт, видео ниже) с сонотродом S24d22L2D.

Caution: Video "duration" is missing

Для обработки партий объемом около 120 л мы рекомендуем УИП2000HDT (2 кВт, рис. правая колонка вверху) с сонотродом RS4d40L4.

Проточный: Для больших объемов и полномасштабной коммерческой экстракции непрерывный поток жидкости подается через ультразвуковой реактор, где растворитель/растительная суспензия подвергается интенсивному ультразвуковому воздействию.
Для объема около 8 л/мин. мы рекомендуем УИП4000HDT (4 кВт, рис. справа) с сонотродом RS4d40L3 и проточной ячейкой под давлением FC130L4-3G0

Практический пример ультразвуковой экстракции ванилью

Jadhav et al. (2009) сравнили экстракцию с помощью ультразвука (UAE) и экстракцию по методу Сокслета. Исследования подтвердили, что ультразвуковая экстракция значительно усиливает высвобождение ванилина по сравнению с экстракцией методом Сокслета. Для обработки методом Сокслета требовалась рабочая температура 95°C, соотношение растворитель:растворенное вещество 66,67 мл/г и время экстракции 8 часов, что привело к высвобождению ванилина около 180 ppm. При ультразвуковой экстракции (ЭМА) требовался всего 1 час для выделения около 140 ppm ванилина при том же соотношении растворителя и растворенного вещества при комнатной температуре.
Rasoamandrary et al. (2013) сравнили эффективность экстракции ванилина с помощью ультразвукового аппарата зондового типа мощностью 100 Вт (например, УП100Ч), ультразвуковую ванну и ванну с горячей водой. Исследователи пришли к выводу, что ультразвуковой аппарат зондового типа является мощным инструментом экстракции благодаря своей высокой интенсивности ультразвука. Таким образом, ультразвуковой аппарат зондового типа превзошел альтернативные методы экстракции, обеспечивая аналогичный/или более высокий выход ванилина, экстрагированного за значительно более короткое время экстракции и меньший расход растворителя (т.е. этанола).
Сравнение трех методов экстракции – ультразвуковой зонд, ультразвуковая ванна, экстракция горячей водой – показало, что экстракция ванилина наиболее эффективна для зондовой ультразвука с использованием 40% этанола (v/v) при температуре окружающей среды 30°C и времени экстракции 1 час. Для экстракции на водяной бане требовалась 50% концентрация этанола (v/v) при температуре 56°C в течение 15 часов.

 

 

Ультразвуковое оборудование для высокопроизводительной экстракции

Hielscher Ultrasonics специализируется на производстве высокопроизводительных ультразвуковых процессоров для производства высококачественных экстрактов из растительных компонентов.
Широкий ассортимент продукции Hielscher варьируется от небольших, мощных лабораторных ультразвуковых аппаратов до надежных настольных и полностью промышленных систем, которые обеспечивают высокоинтенсивный ультразвук для эффективной экстракции и выделения биологически активных веществ (например, Кверцетин, кофеин, Куркумин, терпены и т.д.). Все ультразвуковые приборы от 200 Вт Кому 16 000 Вт оснащены цветным дисплеем для цифрового управления, встроенной SD-картой для автоматической записи данных, дистанционным управлением через браузер и многими другими удобными функциями. Сонотроды и проточные ячейки (части, которые контактируют со средой) могут быть автоклавированы и легко чистятся. Все наши ультразвуковые аппараты рассчитаны на работу в режиме 24/7, не требуют особого обслуживания, просты и безопасны в эксплуатации.
Цифровой цветной дисплей обеспечивает удобное управление ультразвуковым аппаратом. Наши системы способны работать как с низкими, так и с очень высокими амплитудами. Для экстракции полифенолов и других биологически активных соединений, таких как ванилин, мы предлагаем специальные ультразвуковые сонотроды (также известные как ультразвуковые зонды или рупоры), которые оптимизированы для чувствительного выделения высококачественных активных веществ. Надежность ультразвукового оборудования Hielscher позволяет работать в режиме 24/7 в тяжелых условиях эксплуатации и в сложных условиях.
Точный контроль параметров ультразвукового процесса обеспечивает воспроизводимость и стандартизацию процесса.
В таблице ниже приведена примерная производительность обработки наших ультразвуковых аппаратов: