Tradicionalno ekstrakcija cimeta je zamudna in razmeroma neučinkovita. Ultrazvočno ekstrakcijo je preprost, vendar zelo učinkovit proces intenzivnejše tehnike zmanjša čas ekstrakcije na nekaj ur in hkrati povečuje donos cimetovega eteričnega olja.

Izboljšana ekstrakcija cimeta z ultrazvočno

Tradicionalno ekstrakcijo cimetovega eteričnega olja dosežemo s parno destilacijo cimetovega laja in listja. Tradicionalna parna destilacija je zelo počasna in zamudna. Višji kot je ciljni donos cimetovega olja, daljša je parna destilacija, kar pomeni, da lahko parna destilacija kotliča cimetovega listja traja do 12 ur, medtem ko lahko parna destilacija cimetovega laja traja več kot 24 ur. Ultrazvočno ekstrakcijo prekiniti celične strukture cimetovega laja in pusti gor, tako da se cimetovo olje sprosti hitro in popolnoma. Ultrazvočna ekstrakcija bistveno pospeši destilacijo pare, skrajša čas predelave iz celega dneva na nekaj ur, hkrati pa poveča donos cimetovega eteričnega olja.
Ultrazvočna ekstrakcija sprošča celoten spekter aromatičnih cimetovih spojin, vključno s cinnamaldehidom, linaloolom, evgenolom in cinamično kislino. Dajanje ekstrakta visokokakovostnih eteričnih oljnih spojin s polnim spektrom je razlog za vrhunsko kakovost ultrazvočno ekstrahovanih olj cimeta. Še posebej cinnamaldehyde, glavna organska spojine daje cimet njegov podpis okus in vonj. Ker je sonication netermalna obdelava, se spojine eteričnega olja preprečujejo toplotni razgraditvi. Zato ultrazvočna ekstrakcija proizvaja aroma intenzivna eterična olja, ki izpolnjujejo najvišje standarde kakovosti.
Ultrazvočno ekstrakcijo se lahko nanaša na cimetovo laje in listje. Cimetovo listno olje ima močnejši vonj v primerjavi z lajnim oljem. Cimetovi listje vsebuje visoke količine evgenola.

Zakaj ultrazvočno ekstrakcijo Excels Parna destilacija

Za proizvodnjo eteričnih olj iz cimeta s parno destilacijo morajo eterična olja najprej izpustiti iz rastlinske matrike (to so rastlinske celice v cimetovih listih ali laju). V parni destilaciji se rastlinski material cimeta v kotlih kuha do 24 ur. Samo toplota je razmeroma neučinkovita pri raztrganju celičnih struktur in pri iznašanju ujetih eteričnih olj. Na splošno, vrelo ne sprosti zajetih eteričnih olj povsem in večje količine ostankov olj se zasuka, saj niso bili izvleček. Po postopku ekstrakcije toplote bo potekalo parno destilacijo. Zato je mešanica dveh nemogočih tekočin (torej eteričnega olja in vode) vrela. Mešanica začne vreli, ko je njihov kombinirani parni tlak enak 760 mm Hg. Vrelišče mešanice vode in eteričnega olja bo tako nižje od vrelišča obeh sestavnih delov posebej. Tradicionalna hidrodistilacija ima velike pomanjkljivosti: dolg proces vrelišča in parovanja je zelo dolgotrajen in energijsko užit.
Ultrazvočno ekstrakcijo deluje z akustično kavitacijo. Akustična kavitacija se pojavi, ko so močni ultrazvočni valovi pari v tekočino (npr. vzmetenje, sestavljeno iz botaničnega materiala v topilu ali vodi). Ultrazvočni valovi potujejo skozi tekočino, ki povzroča izmenično visokotlačne / nizkotlačne cikle. Med nizkotlačnimi cikli se ustvarijo minutni vakumski mehurčki (tako imenovani mehurčki kavitacije), ki rastejo v več tlačnih ciklih. Pri določeni velikosti, ko mehurčki ne morejo absorbirati več energije, nasilno implodirajo med visokotlačno ciklo. Za implozijo mehurčkov so značilne intenzivne kavitacialne sile, vključno z mikro turbulencami in tekočimi tokovi z hitrostjo do 100m/s. Ti kavitacialni omejevalni učinki so znani tudi kot sonomehanski učinki. Ultrazvočno ekstrakcijo bioaktivnih molekul povzročajo predvsem sonomehanski učinki: agitacija in turbulence motijo celice in spodbujajo prenos mase. To pomeni, da se bioaktivne molekule, kot so eterična olja, polifenoli, terpeni in canabinoidi, sprostijo iz matrice rastlinskih celic v topilo.
Prednost ultrazvočnega ekstrakcije pred tradicionalno metodo vrelišča in parne destilacije je primerjalno višja ekstrakcija eteričnih olj in drugih organskih spojin v bistveno krajšem času. Višji donosi ekstrakcije se izogibajo zapravljanju surovin in naredijo ekstrakcijo bolj donosno. Prihranek časa in energije, dosežen z ultrazvočno ekstrakcijo, sta precejšnja. Kot netermalna metoda ultrazvočna ekstrakcija preprečuje termo-občutljive spojine, da bi degradacijo, ki jo povzroči toplota.
Blage temperature in kratek čas obdelave so glavne prednosti ultrazvočnega ekstrakcije, saj je toplotna razgradnja naravnih izvlečk preprečevana. To naredi ultrazvočno ekstrakcijo zelo učinkovito in zato, sonication daje eterična olja vrhunske kakovosti.

Študije primerov ultrazvočnega ekstrakcije cimeta

Raziskave in industrija so že sprejele ultrazvočno ekstrakcijo za proizvodnjo visokokakovostnih eteričnih olj iz številnih botanikov, vključno s cimetovimi listki in laježem.

Ultrazvočna hidrodistilacija cimeta

Chen et al. (2020) je preiskal ultrazvočno spodbujano hidrodistilacijo in zaključil, da je sonication bistveno izboljšal proces destilacije. Ultrazvočna parna destilacija je zagotavljala višje donose cimetovega olja v drastično skrajšanem času ekstrakcije. Z analizo GC-MS so pokazali ultrazvočno podprto hidrodistilacijo, ki je zagotavljala dragoceneje eterično olje z visoko vsebnostjo glavne spojine transcinamaldehida v primerjavi s tradicionalno hidrodistilacijo. Skeniranje elektronskega mikrografa (SEM) je potrdilo učinkovitost sonikacije za ekstrakcijo cimetovega olja. Poleg tega analiza porabe električne energije in emisij CO2 kaže, da je ultrazvočno podprt proces hidrodistilacije bolj gospodarski in okolju prijazen pristop. Zato Chen et al. povzema, da je ultrazvočno podprta hidrodistilacija učinkovita in zelena tehnologija za ekstrakcijo eteričnega olja cimeta, ki lahko izboljša količino in kakovost cimetovih olj.

Ultrazvočno ekstrakcijo cimeta z uporabo globokih evtektičnih topil

Ultrazvočno ekstrakcijo z globokimi evtektičnimi topili se je izkazalo, da je vrhunska tehnika za ekstrakcijo visokih donosov transcinamaldehida in koumarina iz cimetovega laja.
metoda v optimalnih pogojih dal višjo vsebnost trans cinamaldehida in kuparina kot tisti, pridobljeni s konvencionalnimi metodami (refluks, sokšlet in maceracija) z uporabo organskih topil (96% etanola). Za optimalne pogoje za ultrazvočno ekstrakcijo z naravnimi globokimi evtektičnimi topili so ugotovili, da so holinska klorid-citronska kislina (ChCl-CA) s 40% dodatkom vode in 30-minutnim časom ekstrakcije za ekstrakcijo trans-Cinnamaldehyde (9,24 ± 0,01 mg/g) i coumarin (11,6 ± 0,11 mg/g) iz cimetove laje (C. Burmannii Blume). Opraviti je treba nadaljnjo preiskavo za raziskovanje farmakološke aktivnosti transcinamaldehida in koumarina iz cimetovega laja. (prim. Aryati et al. 2020)

Površinska slika cimetovega laja z uporabo skeniranja elektronskih mikroskopij 1000x povečavo; sušeni prašek (a); po ekstrakciji maceracije (b); po ekstrakciji refluksa (c); po ekstrakciji soxhlet (d); po ekstrakciji z uporabo NADES-UAE ChCl-CA (e).
študija in slika Aryati et al. 2020

Visoko zmogljivih ultrazvočnih ekstraktorji

Ultrazvočna ekstrakcija je zanesljiva tehnologija predelave, ki olajša in pospešuje proizvodnjo visokokakovostnih eteričnih olj. Hielscher Ultrasonics portfolio zajema celoten razpon od kompaktnih laboratorijskih ultrazvočnikov do industrijskih sistemov za ekstrakcijo. Zato vam lahko v Hielscherju ponudimo najbolj primeren ultrazvočnikovnik za predvideno zmogljivost procesa. Naše dolgotrajno izkušeno osebje vam bo pomagalo od testov izvedljivosti in optimizacije procesov do namestitve vašega ultrazvočnega sistema na končni ravni proizvodnje.
Majhen odtis naših ultrazvočnih ekstraktorjev, kot tudi njihova vsestranskost v možnostih namestitve, jih naredijo, da se prilegajo tudi v naprave za obdelavo majhnih prostorov. Ultrazvočni predelovalci so nameščeni po vsem svetu v prehrambenih, farmacevtskih in prehranskih dopolnilnih proizvodnih zmogljivostih.

Hielscher Ultrazvočna – Sofisticirana ekstrakcijska oprema

Hielscher Ultrasonics portfelj izdelkov zajema celotno paleto visoko zmogljivosti ultrazvočnih ekstraktorjev od majhnega do velikega obsega. Dodatni dodatki omogočajo enostavno montažo najbolj primerne ultrazvočne konfiguracije naprave za vaš postopek ekstrakcije. Optimalna ultrazvočna nastavitev je odvisna od predvidene zmogljivosti, volumna, surovine, serije ali inline procesa in časovnice.

Serija in v vrstici

Hielscher ultrasonicators se lahko uporablja za obdelavo in neprekinjeno obdelavo pretoka. Ultrazvočna obdelava serije je idealna za procesno testiranje, optimizacijo in majhno do srednje veliko raven proizvodnje. Za proizvodnjo velikih količin botanikov (npr. cimetovih list in laja) je lahko inline obdelava ugodneje. Medtem ko je za selitev potrebna le zelo preprosta nastavitev, je bolj časovno in delovno intenzivna. Za neprekinjeno inline ekstrakcijo je potrebna prefinjena nastavitev – sestoji iz črpalke, cevi ali cevi in rezervoarjev -, vendar je učinkovitejša, hitrejša in zahteva bistveno manj delovne sile. Hielscher Ultrasonics ima najbolj primeren nastavitev ekstrakcije za vaš obseg ekstrakcije in cilje procesa.

Ultrazvočni ekstraktorji za vsako zmogljivost izdelka

Hielscher Ultrasonics paleto izdelkov zajema celoten spekter ultrazvočnih procesorjev iz kompaktnih lab ultrasonicators nad klopi-top in pilotni sistemi za popolnoma industrijske ultrazvočne procesorje z zmogljivostjo za obdelavo truckloads na uro. Celotna ponudba izdelkov nam omogoča, da vam ponudimo najprimernejši ultrazvočni ekstraktor za vašo surovino, procesno zmogljivost in proizvodne cilje.
Ultrazvočni klopi sistemi so idealni za preskuse izvedljivosti in optimizacijo procesov. Linearna lestvica, ki temelji na uveljavljenih procesnih parametrih, omogoča zelo enostavno povečanje predelovalnih zmogljivosti od manjših sklopov do v celoti komercialne proizvodnje. Up-povečanje je mogoče storiti bodisi z namestitvijo močnejši ultrazvočni ekstraktor enoto ali grozdenje več ultrasonicators vzporedno. Z UIP16000, Hielscher ponuja najmočnejši ultrazvočni ekstraktor po vsem svetu.

Natančno nadzorovati Amplitudes za optimalne rezultate

Vsi Hielscher ultrasonicatorji so natančno pod nadzorom in s tem zanesljivi delovni konji v proizvodnji. Amplituda je eden od ključnih procesnih parametrov, ki vplivajo na učinkovitost in učinkovitost ultrazvočnega ekstrakcije eteričnih olj iz cimeta.
Vse Hielscher Ultrasonics’ procesorji omogočajo natančno nastavitev amplitude. Sonotrodes in booster rogovi so dodatki, ki omogočajo, da spremenite amplitudo v še širšem območju. Hielscher je industrijski ultrazvočni procesorji lahko poda zelo visoke amplitude in poda potrebno ultrazvočno intenzivnost za zahtevne aplikacije. Amplitude do 200 μm lahko enostavno neprekinjeno izvajamo v 24/7 delovanju.
Natančna nastavitev amplitude in stalno spremljanje ultrazvočnih procesnih parametrov preko pametne programske opreme vam dajejo možnost, da obdelate svoje cimetove listje in lajete z najučinkovitejšimi ultrazvočnimi pogoji. Optimalno sonication za najboljše rezultate ekstrakcije!
Robustnost Hielscher je ultrazvočna oprema omogoča 24 / 7 delovanje na težkih in v zahtevnih okoljih. To naredi Ultrazvočna oprema Hielscher je zanesljivo delovno orodje, ki izpolnjuje vaše zahteve ekstrakcije.

Enostavno, brez tveganja Testiranje

Ultrazvočni procesi so lahko povsem lineažni. To pomeni vsak rezultat, ki ste ga dosegli z uporabo laboratorija ali bench-top ultrasonicator, se lahko meri na popolnoma enak izhod z uporabo popolnoma enakih procesnih parametrov. Zaradi tega je ultrasonication idealen za preskušanje izvedljivosti brez tveganja, optimizacijo procesov in posodnem izvajanju v komercialno proizvodnjo. Kontaktirajte nas in se naučite, kako lahko sonication poveča vašo proizvodnjo ekstrakta cimeta.

Najvišja kakovost – Izdelano in izdelano v Nemčiji

Kot družinsko voden in družinsko vodeno podjetje Hielscher daje prednost najvišjim standardom kakovosti za svoje ultrazvočne procesorje. Vsi ultrasonicators so zasnovani, izdelani in temeljito testirajo v naši sedež v Teltow blizu Berlin, Nemčija. Robustnost in zanesljivost Hielscher je ultrazvočne opreme, da je delovni konj v vaši proizvodnji. 24/7 operacija pod polnim tovorom in v zahtevnih okoljih je naravna značilnost Hielscher je visoko zmogljivih mešalniki.

V spodnji tabeli vam daje podatek o približni zmogljivosti obdelave naših ultrasonicators: