Dekofeín bez rozpúšťadiel s ultrazvukom Power-Ultrasound

• Konvenčný proces dekofeínu kávy a čaju vyžaduje použitie toxických rozpúšťadiel.
• Ultrazvuková dekofeínová metóda je účinná metóda intenzifikácie, ktorá umožňuje odstrániť kofeín pri extrakcii na vodnej báze bez použitia drsných rozpúšťadiel.
• Ultrazvuková dekofeínová metóda je ekonomická, účinná a ekologická metóda na výrobu vysokokvalitnej bezkofeínovej kávy, čaju a kakaových výrobkov.

Dekofeín s ultrazvukom

Kofeín je látka rozpustná vo vode, takže vodu možno použiť na odstránenie kofeínu z kávy, čaju a kakaa. Konvenčné procesy dekofeínu používajú chemikáliu ako dekofeínové činidlo (ako je metylénchlorid, CO2 alebo etylacetát) na urýchlenie procesu. Použitím ultrazvukovej extrakcie na vodnej báze v kombinácii s aktívnym uhlím ako dekofeínovým činidlom sa káva, čaj alebo kakaový produkt bez kofeínu pripravuje organickým a environmentálne neškodným procesom.

Ultrazvukovo zosilnený Swiss Water Decaffeination

Ultrazvukom asistovaná dekofeínácia je intenzifikačný proces tzv. Swiss water decaffeination .
Švajčiarsky proces dekofeínu vody funguje na báze rozpúšťania a osmózy na odstránenie kofeínu z kávových zŕn, čajových lístkov a kakaových bôbov.
Integrácia ultrazvukových prístrojov typu sondy do procesu dekofeínu Swiss Water zahŕňa začlenenie sonikácie počas špecifických fáz procesu na zvýšenie extrakcie kofeínu. Proces dekofeínu vo švajčiarskej vode zahŕňa štyri hlavné procesné kroky. Zatiaľ čo implementácia ultrazvuku pre efektívnejšiu dekofeináciu sa môže líšiť v závislosti od konkrétneho nastavenia a vybavenia, tu je všeobecný prehľad toho, ako sú ultrazvukové prístroje typu sondy integrované hlavne na zlepšenie procesu:

1. Fáza namáčania: Počiatočný krok v procese dekofeínu Swiss Water zahŕňa namáčanie zelených kávových zŕn v horúcej vode, aby sa vytvoril vodný roztok nabitý chuťou. Počas tejto fázy namáčania je možné použiť ultrazvukový ultrazvuk typu sondy na aplikáciu sonikácie na uľahčenie extrakcie kofeínu zo zŕn. Ultrazvuk je dobre známy svojou schopnosťou zintenzívniť extrakčné procesy z bioaktívnych zlúčenín, ako je kofeín z rastlinných materiálov. Mechanické sily ultrazvukovej / akustickej kavitácie perforujú a narúšajú bunky a podporujú prenos hmoty. Tým sa kofeín odstráni zo zŕn a efektívne sa uvoľní do vody. Vďaka týmto účinkom sonikácia výrazne urýchľuje proces dekofeínu. Ultrazvukom extrahovaný kofeín je cennou prísadou do potravín a nápojov, napr. energetických nápojov.
2. Fáza odstraňovania kofeínu: Po počiatočnom namočení sa od kávových zŕn oddelí chuťou nabitá voda obsahujúca kofeín. Táto voda zvyčajne prechádza cez filtre s aktívnym uhlím, aby sa odstránil kofeín. Pórovitosť tohto filtra je dimenzovaná tak, aby zachytávala iba väčšie molekuly kofeínu a zároveň umožňovala priechod menších molekúl oleja a chuti. To znamená, že uhlíkový filter zadržiava kofeín, zatiaľ čo filtrovaná voda obsahuje všetky menšie bioaktívne látky, o ktorých je známe, že dodávajú káve, čaju a kakau ich charakteristickú arómu a nutričnú hodnotu.
3. Fáza reabsorpcie: Zrná bez kofeínu, ktoré boli zbavené kofeínu a molekúl chuti, sa vyhodia. Voda bez kofeínu obohatená o príchuť a polyfenoly (tiež známa ako "extrakt zo zelenej kávy") je veľmi cenná a používa sa na odstránenie kofeínu z čerstvej dávky kávových zŕn obsahujúcich kofeín.
   Keďže táto voda je nasýtená molekulami chuti a inými bioaktívnymi látkami, tieto zlúčeniny sa nemôžu rozpustiť v čerstvej dávke kávových zŕn. Z kávových zŕn sa tak do vody uvoľňujú iba molekuly kofeínu a dekofeín bez toho, aby sa odstránila aróma a iné cenné fytochemikálie. Akonáhle je voda nabitá chuťou bez kofeínu, znovu sa použije na extrakciu kofeínu z novej dávky zelených kávových zŕn. Táto fáza reabsorpcie môže opäť ťažiť z použitia ultrazvuku typu sondy. Zelené fazuľky sa namočia do vody nabitej chuťou a na uľahčenie extrakcie kofeínu sa aplikuje ultrazvuk. Sonikácia pomáha zlepšiť prenikanie vody do zŕn, zlepšuje účinnosť extrakcie a skracuje čas extrakcie.
4. Opakovaná reabsorpcia a sušenie: Kroky reabsorpcie a sonikácie sa môžu opakovať niekoľkokrát, kým sa nedosiahne požadovaná úroveň dekofeínu. Po konečnej reabsorpcii sa kávové zrná bez kofeínu zvyčajne vysušia a voda nabitá chuťou je pripravená na opätovné použitie v ďalšej dávke.

Prípadová štúdia ultrazvukovej dekofeínácie kávových zŕn

Štúdia Huamaní-Meléndez a Darros-Barbosa (2018) sa zamerala na preskúmanie vplyvu intenzity ultrazvuku, pulzu a teploty na extrakciu kofeínu z kávových zŕn Arabica pomocou vodného média. Vedci použili Hielscherovu ultrazvukovú sondu s vysokou intenzitou UP400S (400 wattov; pozri obrázok vľavo) a vykonali experimenty pri rôznych intenzitách, trvaní impulzov a teplotách. Zistili, že zvýšenie intenzity ultrazvuku a trvania pulzu viedlo k vyššej rýchlosti extrakcie kofeínu, ale len do určitého bodu, po ktorom ďalšie zvýšenie extrakciu významne nezlepšilo. Zistilo sa, že optimálne podmienky pre extrakciu kofeínu sú intenzita ultrazvuku 75 W/cm2, trvanie pulzu 5 sekúnd a teplota 25 °C. Štúdia poskytuje špecifický protokol na použitie ultrazvuku na extrakciu kofeínu z kávových zŕn a naznačuje, že táto metóda by mohla byť účinnou a ekologickou alternatívou k tradičným procesom dekofeínu.

Vysokovýkonné ultrazvukové prístroje na dekofeín bez rozpúšťadiel

Spoločnosť Hielscher Ultrasonics vám poskytuje vysoko výkonné ultrazvukové prístroje pre mierne, ale vysoko účinné procesy extrakcie a dekofeínu. S ultrazvukovým výkonom od 50 do 16 000 wattov na ultrazvuk má portfólio ultrazvukových prístrojov Hielscher ideálny ultrazvuk pre váš proces varenia kávy a dekofeínu!
Ako dlhoročný skúsený výrobca a konzultant pre vysokovýkonné ultrazvukové prístroje a ich aplikáciu je spoločnosť Hielscher vaším partnerom pre ultrazvukom asistované extrakčné procesy. Ultrazvukové procesory Hielscher sú inštalované po celom svete pre aplikácie v potravinárstve & nápojový, farmaceutický a chemický priemysel.
Nedodávame len vysokovýkonné ultrazvukové odsávače, ale pomáhame našim zákazníkom aj našimi hlbokými znalosťami. Náš zákaznícky servis siaha od konzultácií a štúdií uskutočniteľnosti cez optimalizáciu procesov a pilotné zariadenia až po inštaláciu ultrazvukových systémov v priemyselnom meradle.
Ponúkame širokú škálu ultrazvukových procesorov a príslušenstva (ako sú sonotrody, prietokové články a reaktory) a môžeme vám odporučiť najvhodnejší systém spĺňajúci požiadavky na vašu procesnú kapacitu a podmienky. Inštaláciu a dodatočnú montáž do existujúcich technologických liniek je možné jednoducho vykonať, pretože naše ultrazvukové odsávače je možné integrovať bez veľkých úprav.
Náš dobre vyškolený personál procesných konzultantov, chemikov a inžinierov vedie našich zákazníkov k úspešnej inštalácii a prevádzke. Zariadenie Hielscher má vynikajúcu robustnosť a vyžaduje len veľmi nízku údržbu. Pre prevádzkové školenie, prvé uvedenie do prevádzky a údržbu máme dobre vyškolený tím, ktorý pomáha našim zákazníkom.

Caution: Video "title" is missing