Použitie ultrazvukom je efektívna metóda pre ťažbu kofeínu a ďalších účinných zlúčenín z kávy. Výkonné Ultrazvukové prístroje pomáhajú procesu extrakcie a zároveň maximalizujú výnos a skrátenie doby spracovania.

Zlepšite extrakciu kofeínu pomocou výkonového ultrazvuku

Chuť kávy a účinky kofeínu sú vášňou, ktorú po stáročia zdieľajú milióny ľudí po celom svete. Keďže fanúšikovia kávy a vedci hľadajú spôsoby, ako zlepšiť extrakciu kofeínu, bioaktívnych zlúčenín a chutí z kávových zŕn, objavili sa inovatívne techniky, ktoré spôsobili revolúciu v tomto procese. Jedna takáto metóda, využívajúca silu ultrazvuku, sa ukázala ako sľubný nástroj na zlepšenie účinnosti extrakcie kofeínu. Hielscher ultrazvukom umožňujú extrahovať vyššie výnosy kofeínu a odomknúť nové dimenzie chutí a arómy v kávových nápojoch, potravinárskych prísadách a extraktoch.

Výhody extrakcie kávových zŕn pomocou ultrazvukom

Vysoká účinnosť a vynikajúca kvalita kávového extraktu sú len dve kritériá, vďaka ktorým je použitie sondy Hielscher sonicators najlepšou metódou na extrakciu kofeínu a kávových zlúčenín z kávových zŕn. Nižšie sú uvedené najdôležitejšie výhody ultrazvukovej extrakcie kávy:

• Účinnosť: Sonikátory sondového typu vytvárajú intenzívne ultrazvukové vlny, ktoré môžu účinne preniknúť do pevných materiálov. To pomáha rozkladať štruktúru kávových zŕn a uľahčuje extrakciu kofeínu.
• Presné ovládanie: Sonikátory sondového typu umožňujú presnú kontrolu ultrazvukovej energie a expozičného času. Táto kontrola je nevyhnutná, aby sa zabránilo nadmernej extrakcii, ktorá môže viesť k nežiaducim chutiam a horkosti v kávovom extrakte.
• Rýchlosť: Sonikácia je rýchly proces a sonikátory typu sondy môžu výrazne znížiť čas extrakcie v porovnaní s tradičnými metódami, čím sa proces stáva efektívnejším.
• Jednotnosť: Ultrazvukové vlny môžu poskytnúť rovnomernejšiu extrakciu v celom materiáli kávových zŕn, čím sa zabezpečí rovnomerná extrakcia kofeínu.
• Znížené používanie rozpúšťadiel: Ultrazvuková extrakcia často vyžaduje menej rozpúšťadla v porovnaní s tradičnými metódami. To môže byť šetrné k životnému prostrediu a nákladovo efektívne.
• Konzervovanie chuťových zlúčenín: Sonikácia typu sondy môže byť optimalizovaná na selektívnu extrakciu kofeínu, pričom ostatné chuťové zlúčeniny zostávajú do značnej miery nedotknuté. To je dôležité pre zachovanie kvality a chuti kávového extraktu.
• Škálovateľnosť: S Hielscher Ultrasonica, ultrazvukové extrakčné procesy môžu byť lineárne rozšírené pre priemyselné aplikácie. To znamená, že optimalizácia uskutočniteľnosti a procesov môže byť v laboratórnom meradle a potom bez rizika a ľahko škálovateľná na výrobnú kapacitu.

Ultrazvukový extrakcie kávových zlúčenín

Ultrazvuková-Asistovaná extrakcia je bežná metóda využívaná na izoláciu bioaktívnych látok z rastlinného materiálu [Dong et al. 2010]. Čo sa týka kávových zŕn, kofeín a antioxidačné fenolové zlúčeniny môžu byť najcennejšie zlúčeniny pre extrakciu vzhľadom na ich široké využitie v farmaceutických a potravinársky priemysel. Ale aj flavonoidy, chlorogénna kyselina a kyselina protocatechuová sú výťažky, ktoré sa používajú ako prídavné látky.
Pri použití tradičných metód extrakcie, ako je extrakcia kvapalnej kvapaliny v rozpúšťadlách, sa vo všeobecnosti zvyšuje účinnosť extrakcie s rastúcou teplotou extrakcie. To spôsobuje často škody a kvalitu straty extraktu ako teplota ovplyvňuje stabilitu fenolových zlúčenín.
Ultrazvukom asistovaná extrakcia tuhých látok a kvapalín sa ukázala ako účinná a časovo úsporná metóda extrakcie. Vysoko silné ultrazvukové sily poskytujú potrebnú energiu na extrakciu, takže menej alebo dokonca žiadne rozpúšťadlá sú potrebné. Teplota môže byť dobre regulovaná, pretože sonikovaný dávkový alebo prietokový reaktor môže byť účinne chladený (alebo v prípade potreby zahrievaný).
Vzhľadom k intenzívnej extrakčné sily ultrazvuku, tiež už strávil kávu zem (káva odpad) je stále surovinou bohatá na extrahovateľné zlúčeniny. Ako odpad z kávy je lacný a dostupný vo veľkom množstve, je ideálnym surovinou na extrakciu zostávajúcich účinných zlúčenín. Hoci obsah kofeínu a iných zložiek v kávovom odpade je nižší ako v nepoužitom káve prášku, stále veľké množstvo zostáva a je extrahovateľné. Na uvoľnenie týchto zlúčenín z kávovej Zeme sa plný vplyv na parametre spracovania stáva obzvlášť významným. High-Power ultrazvuk je schopný extrahovať vysoké množstvo aktívnej zlúčeniny v krátkom čase spracovania.

Vysokovýkonný ultrazvuk na extrakciu

Na zabezpečenie jednoduchnejšieho pochopenia postupu ultrazvukového asistovaného extrakcie sa musí vysvetliť účinok ultrazvuku v kvapalinách.
Ultrazvuk – zavedené v kvapalinách – spôsobuje lokálne veľmi extrémne účinky. Pri sonikácii kvapalín pri vysokých intenzitách majú zvukové vlny, ktoré sa šíria do kvapalného média, za následok striedanie vysokotlakových (kompresných) a nízkotlakových (zriedených) cyklov s rýchlosťami závislými od frekvencie. Počas nízkotlakového cyklu vytvárajú ultrazvukové vlny s vysokou intenzitou malé vákuové bubliny alebo dutiny v kvapaline. Keď bubliny dosiahnu objem, pri ktorom už nemôžu absorbovať energiu, prudko sa zrútia počas vysokotlakového cyklu. Tento jav sa nazýva akustická kavitácia. Počas implózie sa lokálne dosahujú veľmi vysoké teploty (približne 5 000 K) a tlaky (približne 2 000 atm). Implózia kavitačnej bubliny má tiež za následok prúdy kvapaliny s rýchlosťou až 280 m / s. [Suslick 1998] Týmito extrémnymi silami dochádza k sonolýze, bunkové steny sú narušené a intracelulárny materiál je extrahovaný.
Rozpúšťadle asistovanej ťažby je lacná, jednoduchá a efektívna alternatíva v porovnaní s konvenčnými extrakčných techník. Hlavnými výhodami ultrazvuku v pevnej – extrakcii kvapaliny zahŕňajú zvýšenie výťažnosti extrakcie a rýchlejšiu kinetika. Ultrazvukový extrakcia je často používaná technika pre ťažbu rastlinných materiálov pomocou kvapalných rozpúšťadiel a je preukázaná pre rýchly a úplnejší proces extrakcie v porovnaní s tradičnými metódami, pretože plocha medzi pevnými a kvapalina fáza je výrazne väčšia v dôsledku prerušenia buniek a častíc disperzie.
Použitím ultrazvukom môže byť tiež znížená prevádzková teplota, čo umožňuje extrakciu komponentov citlivých na teplotu. V porovnaní s inými novými extrakčnými technikami, ako je mikrovlnná extrakcia, je ultrazvukový prístroj lacnejší a jeho prevádzka je jednoduchšia. Okrem toho, ultrazvukom asistovaná extrakcia môže byť použitá s akýmkoľvek rozpúšťadlom, ako je Soxhletova extrakcia, na extrakciu širokej škály prírodných zlúčenín. [Wang et al. 2006]
Podstatnou výhodou ultrazvukom je vplyv na najdôležitejšie parametre spracovania: amplitúda, čas, teplota, tlak a viskozita. Preto môže byť proces extrakcie optimalizovaný tak, aby sa zabezpečilo, že štruktúra výťažkov sa nepoškodí.

Extrakcia kofeínu zlepšená ultrazvukom

Kofeín môže byť vyhlasoval, najčastejšie konzumované stimulant. Keďže kofeín nie je konzumovaný len pitnou kávou, extrakt kofeínu sa používa v priemysle na liečbu iných výrobkov s kofeínom ako prísada. Tým sa stáva možné vytvoriť silnejšie kávu alebo formulovať nealkoholické nápoje (napr. Cola), energetické nápoje alebo iné potraviny (napr. čokoláda).
Kofeín sa však nepoužíva len ako prísada pri výrobe potravín, ale je tiež dôležitou účinnou látkou vo farmaceutickom priemysle. Bežnou aplikáciou kofeínového extraktu je napr. prímes v liekoch na bolesť hlavy a migrénu alebo v liekoch proti bolesti.
Ak chcete extrahovať kofeín, hlavný alkaloid v káve, ultrazvukom je vhodnou metódou. Wang a jeho kolegovia zistili, že na dosiahnutie nasýteného stavu je potrebný len krátky čas extrakcie, ak sa používa ultrazvukom. To znamená, že ultrazvuk je veľmi efektívna a časovo úsporná technika na získanie kofeínu. [Wang et al. 2011]

Aromatické molekuly a aromatické zlúčeniny

Prchavé kávové zlúčeniny sú najcennejšou časťou pražených kávových zŕn a jej súčasťou je jedinečná chuť a vôňa. Kvalita rozpustnej kávy možno podstatne zlepšiť pridaním aróma absorbovanej kávových olejov na kávový prášok.
Porovnávacia štúdia, skúšajúca extrakciu fenolových zlúčenín z jahôd, ukázala, že Ultrazvukový extrakcia spôsobuje menšiu degradáciu fenolíkov a je oveľa rýchlejší proces extrakcie v porovnaní s inými extrakčných metód, vrátane tuhá kvapalina, subkritická voda a mikrovlnná rúra-Asistovaná metóda. [Herrera et al. 2005]
Štúdia Wanga a jeho kolegov ukazuje, že nízkofrekvenčný, vysokovýkonný ultrazvuk je účinnejší pri extrakcii chutí kávy. Najmä pre 4-tridekanón a 2-metoxy-3-metylpyrazín, zistili, že ultrazvuková extrakcia jednoduchšia a efektívnejšia technika získanie veľmi vysokých extrakčných výnosov. Ďalej sa ukazuje, že teplota musí byť regulovaná, pretože zložky chuti kávy sú pri vysokých teplotách veľmi prchavé. Dosiahli dobré výsledky extrakcie v teplotnom rozsahu medzi 35 ~ 65 ° C pri relatívne krátkodobom ultrazvukovom ožarovaní. [Wang et al. 2011]

Extrakcia čaju zlepšená ultrazvukom

Výsledky dosiahnuté Rozpúšťadle asistovanej extrakcie sú tiež vhodné na extrakciu čajových zlúčenín (napr. zelené čajové listy). Štúdia Xia et al. ukázala výrazne vyšší obsah čajových polyfenolov, aminokyselín a kofeínu v rozpúšťadle liečených čajových infúzií ako v tých, ktoré získali konvenčné extrakcie. Výsledkom je zlepšenie výsledkov počas organoleptického hodnotenia, ktoré sa ukázalo: senzorická kvalita čajovej infúzie s ultrazvukovou pomocou extrakcie bola lepšia ako infúzia čaju s konvenčnou extrakciou. [Xia et al. 2005]

Záver: Vysoko účinná extrakcia kofeínu ultrazvukom

Rozpúšťadlo-asistovaná extrakcia je efektívna, časovo úsporná a kontrolovateľná metóda extrakcie účinných látok z kávy. Najzaujímavejšie a najcennejšie zlúčeniny sú kofeín a antioxidanty, ako sú fenolové diterpény (cafestol, kahweol) a kyseliny askorbové. Hlavnými výhodami ultrazvukovej asistovanej extrakcie sú extrakt vynikajúcej kvality pri vysokých výnosoch. Tieto výhody ultrazvukovej extrakcie sa dosahujú optimalizáciou a presnou kontrolou parametrov ultrazvukovej extrakcie.

Vysokovýkonné ultrazvukom na extrakciu kofeínu

Pokiaľ ide o extrakciu kofeínu v akomkoľvek meradle spracovania, Hielscher Sonicators stojí ako vrchol inovácie a efektívnosti. Či už ste malý remeselný výrobca alebo veľké priemyselné výrobné zariadenie, Hielscher sonicators ponúkajú presné a výkonné riešenie na extrakciu čistej esencie kofeínu z vášho zdrojového materiálu.

• Presnosť a konzistentnosť: Sonicators typu sondy Hielscher sú navrhnuté tak, aby poskytovali presnú kontrolu nad procesom extrakcie. Ich najmodernejšia technológia zaisťuje konzistentné výsledky dávku po dávke, čo vám umožní zachovať kvalitu a účinnosť vášho kofeínového extraktu.
• Škálovateľnosť: Hielscher ponúka rad ultrazvukom vhodných pre rôzne spracovateľské váhy. Od kompaktných stolových modelov pre výskum a vývoj až po robustné priemyselné systémy schopné zvládnuť veľké objemy, Hielscher poskytuje flexibilitu potrebnú na splnenie vašich výrobných požiadaviek.
• Účinnosť: S Hielscher sonicators môžete výrazne znížiť čas extrakcie v porovnaní s tradičnými metódami. Ultrazvukové vlny generované týmito strojmi vytvárajú intenzívne kavitačné sily, rýchlo rozkladajú bunkové steny a uvoľňujú molekuly kofeínu, čo vedie k kratším cyklom spracovania.
• Univerzálnosť: Hielscher sonicators nie sú obmedzené na samotnú extrakciu kofeínu. Naše ultrazvukom sú prispôsobiteľné širokej škále aplikácií v potravinárskom, farmaceutickom a kozmetickom priemysle. Či už extrahujete kofeín z kávových zŕn, čajových lístkov alebo iných botanických zdrojov, Hielscher sonicators ponúkajú všestrannosť, ktorá vyhovuje vašim potrebám.

Hielscher Ultrasonics je spoločnosť certifikovaná podľa ISO a kladie osobitný dôraz na vysoko výkonné ultrazvukové prístroje s najmodernejšou technológiou a užívateľskou prívetivosťou. Samozrejme, Hielscher ultrasonicators sú v súlade s CE a spĺňajú požiadavky UL, CSA a RoHs.

Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov: