Tradičná extrakcia škorice je časovo náročná a relatívne neefektívna. Ultrazvuková extrakcia je jednoduchý, ale vysoko účinný proces zintenzívňujúce techniku, ktorá znižuje dobu extrakcie na niekoľko hodín a zvyšuje súčasne škorica esenciálny olej výnos.

Vylepšená extrakcia škorice s ultrazvukom

Tradičná extrakcia škoricového esenciálneho oleja sa dosahuje destiláciou škorice a listov v pare. Tradičná destilácia parou je veľmi pomalá a časovo náročná. Čím vyšší je cielený výnos škoricového oleja, tým dlhšia je destilácia pary, čo znamená, že destilácia kanvice škorice môže trvať až 12 hodín, zatiaľ čo destilácia škorice v pare môže trvať viac ako 24 hodín. Ultrazvuková extrakcia rozbiť bunkové štruktúry škorice kôry a ponecháva tak, aby škorica olej sa uvoľňuje rýchlo a úplne. Ultrazvuková extrakcia výrazne urýchľuje destiláciu pary, čím sa skracuje doba spracovania z celého dňa na niekoľko hodín a zároveň sa zvyšuje výťažnosť škoricového esenciálneho oleja.
Ultrazvuková extrakcia uvoľňuje celé spektrum aromatických zlúčenín škorice, vrátane cinnamaldehydu, linaloolu, eugenolu a kyseliny škorice. Dať full-spektrum extrakt z vysoko kvalitných zlúčenín esenciálneho oleja je dôvodom pre vynikajúcu kvalitu ultrazvukom extrahované škoricové oleje. Najmä cinnamaldehyd, hlavná organická zlúčenina dáva škorice jeho podpis chuť a vôňu. Keďže ultrazvukom je netehorúce ošetrenie, zlúčeniny esenciálneho oleja sa zabrania tepelnej degradácii. Preto ultrazvuková extrakcia produkuje aromatické esenciálne oleje spĺňajúce najvyššie štandardy kvality.
Ultrazvuková extrakcia môže byť aplikovaná na kôru škorice a listy. Škorica listový olej má silnejšiu vôňu v porovnaní s kôrou oleja. Škoricové listy obsahujú vysoké množstvo eugenolu.

Prečo ultrazvuková extrakcia vyniká destiláciou pary

Na výrobu esenciálnych olejov zo škorice prostredníctvom destilácie parou sa esenciálne oleje musia najprv uvoľniť z rastlinnej matrice (t. j. rastlinné bunky v škorice alebo kôre). V destilácii v pare sa rastlinný materiál škorice varí v kanvicách až 24 hodín. Teplo samo o sebe je relatívne neefektívne v lámanie bunkových štruktúr a uvoľnenie éterických olejov zamotaný. Všeobecne platí, že varenie neuvoľní zabalené éterické oleje úplne a väčšie množstvo zvyškových olejov sú zbytočné, pretože neboli extrahované. Po procese extrakcie tepla sa uskutoční destilácia parou. Preto sa varí zmes dvoch nemiešateľných kvapalín (t. j. esenciálneho oleja a vody). Zmes začne vrieť, keď sa ich kombinovaný tlak pár rovná 760 mm Hg. Bod varu zmesi vody a esenciálneho oleja bude teda nižší ako bod varu jednej zložky samostatne. Tradičná hydroditilácia má veľké nevýhody: Dlhý proces varenia a naparovania je veľmi časovo a energeticky náročný.
Ultrazvuková extrakcia funguje akustickou kavitáciou. Akustická kavitácia nastane, keď moc ultrazvukové vlny sú páry do kvapaliny (napr. suspenzia pozostávajúca z botanického materiálu v rozpúšťadle alebo vode). Ultrazvukové vlny prechádzajú kvapalinou a spôsobujú striedajúce sa vysokotlakové / nízkotlakové cykly. Počas nízkotlakových cyklov sa vytvárajú minútové vákuové bubliny (takzvané kavitačné bubliny), ktoré rastú počas niekoľkých tlakových cyklov. V určitej veľkosti, keď bubliny nemôžu absorbovať viac energie, implodujú násilne počas vysokotlakového cyklu. Implózia bubliny je charakterizovaná intenzívnymi kavitačnými silami, vrátane mikro turbulencií a kvapalných prúdov s rýchlostiou do 100 m/s. Tieto kavitačné strihové účinky sú tiež známe ako sonomechanické účinky. Ultrazvuková extrakcia bioaktívnych molekúl je spôsobená hlavne sonomechanickými účinkami: nepokoj a turbulencie narúšajú bunky a podporujú masový prenos. To znamená, že bioaktívne molekuly, ako sú esenciálne oleje, polyfenoly, terpény a kanabinoidy, sa uvoľňujú z matrice rastlinných buniek do rozpúšťadla.
Výhodou ultrazvukovej extrakcie oproti tradičnej metóde destilácie varu a pary je pomerne vyššia extrakcia éterických olejov a iných organických zlúčenín v podstatne kratšom čase. Vyššie výnosy ťažby zamežia plytvanie surovinami a ťažba bude lukratívnejšia. Úspora času a energie dosiahnutá ultrazvukovou extrakciou sú značné. Ultrazvuková extrakcia ako netetrálna metóda zabraňuje termocitlivým zlúčeninám degradácie vyvolanej teplom.
Mierne teploty a krátka doba spracovania sú hlavnými výhodami ultrazvukovej extrakcie, pretože sa zabráni tepelnému rozkladu prírodných extraktov. To robí ultrazvukové extrakcie vysoko efektívne, a preto, ultrazvukom dáva esenciálne oleje vynikajúcej kvality.

Prípadové štúdie ultrazvukovej škoricovej extrakcie

Výskum a priemysel už prijali ultrazvukové extrakcie na výrobu vysoko kvalitných esenciálnych olejov z mnohých rastlinných rastlinných výrobkov, vrátane škorice listy a kôry.

Ultrazvuková hydroditilácia škorice

Chen et al. (2020) skúmal ultrazvukom podporovanú hydroditiláciu a dospel k záveru, že ultrazvukom sa výrazne zlepšil destilačný proces. Ultrazvuková destilácia pary za predpokladu, vyššie výnosy škoricového oleja v drasticky skrátenej doby extrakcie. Pomocou analýzy GC-MS ukázali, že ultrazvukom asistovaná hydroditilácia poskytla cennejší éterický olej s vysokým obsahom hlavnej zlúčeniny trans-cinnamaldehydu v porovnaní s tradičnou hydroditiláciou. Skenovací elektrónový mikrograf (SEM) potvrdil účinnosť ultrazvukom pri extrakcii škoricového oleja. Okrem toho analýza spotreby elektrickej energie a emisií CO2 ukazuje, že ultrazvukom podporovaný proces hydroditilácie je ekonomickejší a ekologickejší prístup. Preto Chen et al. zhrnúť, že ultrazvukom asistovanej hydrodistillation je efektívna a zelená technológia pre ťažbu škoricového esenciálneho oleja, ktorý môže zlepšiť množstvo a kvalitu škoricových olejov.

Ultrazvuková extrakcia škorice pomocou hlbokých eutektických rozpúšťadiel

Ultrazvuková extrakcia pomocou hlbokých eutektických rozpúšťadiel sa ukázala ako vynikajúca technika na extrakciu vysokých výťažkov trans-cinnamaldehydu a kumarínu zo škoricovej kôry.
metóda za optimálnych podmienok poskytla vyšší obsah trans-cinnamaldehydu a kumarínu ako tie, ktoré sa získali z konvenčných metód (reflux, soxhlet a macerácia) s použitím organických rozpúšťadiel (96% etanolu). Optimálne podmienky pre ultrazvukovú extrakciu pomocou prírodných hlbokých eutektických rozpúšťadiel sa zistilo, že cholínchlorid-kyselina citrónová (ChCl-CA) s 40% pridaním vody a 30-minútový extrakčný čas na extrakciu trans-cinnamalde (9,24 ± 0,01 mg/g) a kumarín (11,6 ± 0,11 mg/g) zo škoricovej kôry (C. burmannii Blume). Malo by sa vykonať ďalšie preskúmanie farmakologickej aktivity trans-cinnamaldehydu a kumarínu zo škorice kôry. (porovnaj Aryati a kol. 2020)

Povrchový obraz škorice pomocou skenovacej elektrónovej mikroskopie 1000x zväčšenie; sušený prášok a); po extrakcii macerácie b); po extrakcii refluxu c); po extrakcii Soxhlet (d); po extrakcii pomocou NADES-SAE ChCl-CA e).
štúdia a obraz Aryati et al. 2020

Vysokovýkonné ultrazvukové extraktory

Ultrazvuková extrakcia je spoľahlivá technológia spracovania, ktorá uľahčuje a urýchľuje výrobu vysoko kvalitných éterických olejov. Portfólio Hielscher Ultrasonics pokrýva celý rad od kompaktných laboratórnych ultrazvukom až po priemyselné extrakčné systémy. Preto vám my v Hielscheri môžeme ponúknuť najvhodnejší ultrazvuk pre vašu predpokladanú kapacitu procesu. Naši dlhoroční skúsení zamestnanci vám pomôžu od testov uskutočniteľnosti a optimalizácie procesu až po inštaláciu ultrazvukového systému na konečnú úroveň výroby.
Malé nožné výtlačky našich ultrazvukových extraktorov, ako aj ich všestrannosť pri možnostiach inštalácie ich robia vhodnými aj do malých priestorových spracovateľských zariadení. Ultrazvukové procesory sú inštalované po celom svete v potravinách, pharma a výživový doplnok výrobných zariadení.

Hielscher Ultrazvuk – Sofistikované extrakčné zariadenia

Produktové portfólio Hielscher Ultrasonics pokrýva celý rad vysokovýkonných ultrazvukových extraktorov od malých až po veľké. Ďalšie príslušenstvo umožňuje jednoduchú montáž najvhodnejšej konfigurácie ultrazvukového zariadenia pre proces extrakcie. Optimálne ultrazvukové nastavenie závisí od predpokladanej kapacity, objemu, suroviny, dávkového alebo inline procesu a časovej osi.

Dávkové a vnorené

Hielscher ultrasonicators môžu byť použité pre dávkové a kontinuálne flow-through spracovanie. Ultrazvukové dávkové spracovanie je ideálne pre procesné testovanie, optimalizáciu a malú až strednú úroveň výroby. Pre produkujúce veľké objemy rastlinných rastlinných zariadení (napr. škoricové listy a kôra) môže byť inline spracovanie výhodnejšie. Zatiaľ čo dávkovanie vyžaduje len veľmi jednoduché nastavenie, je časovo náročnejšie a náročnejšie na pracovnú silu. Nepretržitý proces inline extrakcie vyžaduje sofistikované nastavenie – skladajúci sa z čerpadla, hadice alebo potrubia a nádrže -, ale je účinnejší, rýchlejší a vyžaduje výrazne menej práce. Hielscher Ultrazvukom má najvhodnejšie extrakcie nastavenia pre extrakciu objem a proces ciele.

Ultrazvukové odsávače pre každú výrobnú kapacitu

Sortiment produktov Hielscher Ultrasonics pokrýva celé spektrum ultrazvukových procesorov od kompaktných laboratórnych ultrazvukom cez stolové a pilotné systémy až po plne priemyselné ultrazvukové procesory s kapacitou na spracovanie nákladu za hodinu. Celý sortiment nám umožňuje ponúknuť vám najvhodnejší ultrazvukový extraktor pre vašu surovinu, kapacitu procesu a výrobné ciele.
Ultrazvukové stolové systémy sú ideálne pre testy uskutočniteľnosti a optimalizáciu procesov. Lineárny rozsah založený na stanovených parametroch procesu veľmi uľahčuje zvýšenie spracovateľských kapacít z menších častí na plne komerčnú výrobu. Up-škálovanie možno vykonať buď inštaláciou silnejší ultrazvukový odsávač jednotky alebo zoskupovanie niekoľkých ultrasonicators paralelne. S UIP16000, Hielscher ponúka najsilnejší ultrazvukový extraktor na celom svete.

Presne ovládateľné amplitúdy pre optimálne výsledky

Všetky Hielscher ultrazvukom sú presne kontrolovateľné a tým spoľahlivé pracovné kone vo výrobe. Amplitúda je jedným z kľúčových parametrov procesu, ktoré ovplyvňujú účinnosť a účinnosť ultrazvukové extrakcie éterických olejov zo škorice.
Všetky Hielscher ultrazvukom’ procesory umožňujú presné nastavenie amplitúdy. Sonotródy a posilňovacie rohy sú príslušenstvo, ktoré umožňuje modifikovať amplitúdu v ešte širšom rozsahu. Hielscher priemyselné ultrazvukové procesory môžu poskytovať veľmi vysoké amplitúdy a dodať požadovanú ultrazvukovú intenzitu pre náročné aplikácie. Amplitúdy do 200 μm sa dajú ľahko nepretržite prevádzkovať pri prevádzke 24/7.
Presné nastavenia amplitúdy a trvalé monitorovanie parametrov ultrazvukového procesu prostredníctvom inteligentného softvéru vám dávajú možnosť liečiť listy škorice a kôru s najúčinnejšími ultrazvukové podmienky. Optimálna sonikácia pre dosiahnutie najlepších výsledkov extrakcie!
Robustnosť ultrazvukového zariadenia Hielscher umožňuje nepretržitú prevádzku v náročných a náročných prostrediach. Vďaka tomu je ultrazvukové zariadenie spoločnosti Hielscher spoľahlivým pracovným nástrojom, ktorý spĺňa vaše požiadavky na extrakciu.

Jednoduché testovanie bez rizika

Ultrazvukové procesy môžu byť úplne lineárne zmenšené. To znamená, že každý výsledok, ktorý ste dosiahli pomocou laboratória alebo bench-top ultrasonicator, môže byť zmenšený na presne rovnaký výstup pomocou presne rovnakých parametrov procesu. Vďaka tomu je ultrazvukom ideálny pre bezrizikové testovanie uskutočniteľnosti, optimalizáciu procesov a následnú implementáciu do komerčnej výroby. Kontaktujte nás a zistite, ako môže ultrazvukom zvýšiť produkciu škoricového extraktu.

Najvyššia kvalita – Navrhnuté a vyrobené v Nemecku

Ako rodinný a rodinný podnik Hielscher uprednostňuje najvyššie štandardy kvality pre svoje ultrazvukové procesory. Všetky ultrasonicators sú navrhnuté, vyrobené a dôkladne testované v našej centrále v Teltow neďaleko Berlína, Nemecko. Robustnosť a spoľahlivosť ultrazvukového zariadenia Hielscher je, aby to pracovný kôň vo vašej výrobe. Prevádzka 24 hodín denne a 7 hodín denne, 7 hodín denne a je v náročných prostrediach prirodzenou charakteristikou vysokovýkonných miešačiek Hielscher.

Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov: