Përdorimi i ultrasonics është një metodë efektive për nxjerrjen e caffeine dhe komponimet e tjera aktive nga kafe. Pajisjet e fuqishme tejzanore ndihmojnë procesin e nxjerrjes, ndërsa maksimizojnë prodhimin dhe shkurtimin e kohës së përpunimit.

Përmirësoni nxjerrjen e kafeinës me ultratinguj të fuqishëm

Shija e kafesë dhe efektet e kafeinës janë një pasion i ndarë nga miliona në mbarë botën për shekuj me radhë. Ndërsa adhuruesit e kafesë dhe shkencëtarët po kërkojnë mënyra për të përmirësuar nxjerrjen e kafeinës, përbërjeve bioaktive dhe aromave nga kokrrat e kafesë, teknikat inovative janë shfaqur për të revolucionarizuar procesin. Një metodë e tillë, shfrytëzimi i fuqisë së ultrazërit, është shfaqur si një mjet premtues për të përmirësuar efikasitetin e nxjerrjes së kafeinës. Sonicers Hielscher lejojnë nxjerrjen e rendimenteve më të larta të kafeinës dhe zhbllokimin e dimensioneve të reja të shijeve dhe aromave në pijet e kafesë, aditivët ushqimorë dhe ekstraktet.

Avantazhet e nxjerrjes së kokrrave të kafesë duke përdorur Sonication

Efikasiteti i lartë dhe cilësia superiore e ekstraktit të kafesë janë vetëm dy kritere, të cilat e bëjnë përdorimin e sonikatorëve të tipit sondë Hielscher metodën më të mirë për nxjerrjen e kafeinës dhe përbërjeve të kafesë nga kokrrat e kafesë. Më poshtë janë renditur përfitimet më të rëndësishme të nxjerrjes së kafesë me ultratinguj:

• efikasiteti: Sonicatorët e tipit sonda gjenerojnë valë intensive tejzanor që mund të depërtojnë në materiale të ngurta në mënyrë efektive. Kjo ndihmon në zbërthimin e strukturës së kokrrave të kafesë dhe lehtëson nxjerrjen e kafeinës.
• Kontroll i saktë: Sonicatorët e tipit sonda lejojnë kontrollin e saktë të energjisë tejzanor dhe kohës së ekspozimit. Ky kontroll është thelbësor për të shmangur nxjerrjen e tepërt, gjë që mund të çojë në shije të padëshiruara dhe hidhërim në ekstraktin e kafesë.
• Shpejtësia: Sonicizimi është një proces i shpejtë dhe sonikatorët e tipit sonda mund të reduktojnë ndjeshëm kohën e nxjerrjes në krahasim me metodat tradicionale, duke e bërë procesin më efikas.
• Uniformiteti: Valët tejzanor mund të ofrojnë nxjerrje më uniforme në të gjithë materialin e kokrrave të kafesë, duke siguruar që kafeina të nxirret në mënyrë të barabartë.
• Përdorimi i reduktuar i tretësit: Nxjerrja me ultratinguj shpesh kërkon më pak tretës në krahasim me metodat tradicionale. Kjo mund të jetë miqësore me mjedisin dhe me kosto efektive.
• Ruajtja e komponimeve të shijes: Sonicizimi i llojit të sondës mund të optimizohet për të nxjerrë në mënyrë selektive kafeinë duke lënë përbërës të tjerë shije kryesisht të paprekura. Kjo është e rëndësishme për ruajtjen e cilësisë dhe shijes së ekstraktit të kafesë.
• Shkallëzueshmëria: Me Hielscher Ultrasonica, proceset e nxjerrjes tejzanor mund të rriten në mënyrë lineare për aplikime industriale. Kjo do të thotë, fizibiliteti dhe optimizimi i procesit mund të jetë në shkallë laboratorike dhe më pas pa rrezik dhe të shkallëzohet lehtësisht në xhiron e prodhimit.

Nxjerrja tejzanor e përbërësve të kafesë

Ekstrakti me ndihmën e ultrazërit është një metodë e zakonshme e përdorur për të izoluar substanca bioaktive nga materiali bimor [Dong et al. 2010]. Sa i përket kafesë, komponimet fenolike të kafeinës dhe antioksidantit mund të jenë komponimet më të vlefshme për nxjerrjen e tyre për shkak të aplikacioneve të tyre të gjerë në industrinë farmaceutike dhe ushqimore. Por gjithashtu flavonoids, acid chlorogenic dhe acid protocatechuic janë ekstrakte të cilat janë përdorur si aditivë.
Përdorimi i metodave tradicionale të nxjerrjes, siç është nxjerrja e lëngjeve dhe lëngjeve në tretës, në përgjithësi rritet efikasiteti i nxjerrjes me rritjen e temperaturës së nxjerrjes. Kjo shkakton shpesh dëmtime dhe humbje të cilësisë së ekstraktit pasi temperatura ndikon në qëndrueshmërinë e përbërjeve fenolike.
Nxjerrja e lëngshme e ngurtë me ndihmën e ultrazërit është treguar si një metodë ekstraktimi efektive dhe që kursen kohë. Forcat ultrasonike shumë të fuqishme sigurojnë energjinë e nevojshme për nxjerrjen, në mënyrë që të nevojiten më pak ose aspak tretës. Temperatura mund të kontrollohet mirë pasi reaktori i grupit të sonikuar ose qelizës rrjedhëse mund të ftohet në mënyrë efikase (ose nxehet nëse është e nevojshme).
Për shkak të forcave intensive ekstraktuese të ultrazërit, gjithashtu toka e harxhuar tashmë e kafesë (mbeturinat e kafesë) është ende një lëndë e parë e pasur me komponime të ekstraktueshme. Meqenëse materiali i mbeturinave të kafesë është i lirë dhe është i disponueshëm në sasi të madhe, është një material i papërpunuar ideal për nxjerrjen e komponimeve të mbetura aktive. Megjithëse përmbajtja e kafeinës dhe përbërësve të tjerë në mbeturinat e kafesë është më e ulët sesa në pluhurin e kafesë të papërdorur, ende mbetet një sasi e madhe dhe është e ekstraktueshme. Për të lëshuar këto komponime nga toka e kafesë, ndikimi i plotë në parametrat e përpunimit bëhet veçanërisht i rëndësishëm. Ultrazërit me fuqi të lartë janë në gjendje të nxjerrin sasi të larta të përbërjes aktive brenda një kohe të shkurtër përpunimi.

Ultratinguj me fuqi të lartë për ekstraktim

Për të siguruar një kuptim më të lehtë të procedurës së nxjerrjes me ndihmën e ultrazërit, duhet të sqarohet efekti i ultrazërit në lëngje.
ultratingull – futur në lëngje – shkakton efekte shumë ekstreme në nivel lokal. Gjatë sonikimit të lëngjeve me intensitet të lartë, valët e zërit që përhapen në median e lëngshme rezultojnë në cikle alternative të presionit të lartë (ngjeshje) dhe presionit të ulët (rrallimi), me shpejtësi në varësi të frekuencës. Gjatë ciklit të presionit të ulët, valët ultrasonike me intensitet të lartë krijojnë flluska të vogla vakumi ose zbrazëti në lëng. Kur flluskat arrijnë një vëllim në të cilin nuk mund të thithin më energji, ato shemben me dhunë gjatë një cikli me presion të lartë. Ky fenomen quhet kavitacion akustik. Gjatë shpërthimit arrihen temperatura shumë të larta (rreth 5,000 K) dhe presione (rreth 2,000 atm). Shpërthimi i flluskës së kavitacionit rezulton gjithashtu në avionë të lëngshëm me shpejtësi deri në 280 m/s. [Suslick 1998] Nga këto forca ekstreme ndodh sonoliza, muret qelizore prishen dhe materiali ndërqelizor nxirret.
Ekstrakti i asistuar ultrasonically është një alternativë e lirë, e thjeshtë dhe e efektshme në krahasim me teknikat e ekstraktimit konvencional. Përparësitë kryesore të ultrazërit në nxjerrjen e ngurta-lëngshme përfshijnë rritjen e prodhimit të nxjerrjes dhe kinetikën më të shpejtë. Ekstraktimi tejzanor është një teknikë e përdorur shpesh për nxjerrjen e materialeve bimore duke përdorur tretës të lëngët dhe është provuar për një proces të shpejtë dhe më të plotë të nxjerrjes në krahasim me metodat tradicionale sepse sipërfaqja ndërmjet fazës së ngurtë dhe të lëngët është dukshëm më e madhe për shkak të përçarjes së qelizës dhe shpërndarjen e grimcave.
Me përdorimin e sonication gjithashtu mund të reduktohet temperatura e funksionimit, duke lejuar nxjerrjen e komponentëve të ndjeshëm ndaj temperaturës. Krahasuar me teknikat e tjera të reja të nxjerrjes si nxjerrja me mikrovalë, aparati i ultrazërit është më i lirë dhe funksionimi i tij është më i lehtë. Për më tepër, nxjerrja e asistuar me ultratinguj mund të përdoret me çdo tretës, siç është ekstraktimi Soxhlet, për nxjerrjen e një shumëllojshmërie të gjerë të komponimeve natyrore. [Wang et al. 2006]
Një përparësi substanciale e ultrasonikës është ndikimi në parametrat më të rëndësishëm të përpunimit: amplitudë, kohë, temperaturë, presion dhe viskozitet. Në këtë mënyrë, procesi i nxjerrjes mund të optimizohet për të siguruar që struktura e ekstrakteve të mos dëmtohet.

Nxjerrja e kafeinës e përmirësuar nga sonication

Kafeina mund të konsiderohet nxitësi më i zakonshëm i konsumuar. Meqë kafeina nuk konsumohet vetëm nga pirja e kafesë, ekstrakt kafeina përdoret në industri për të trajtuar produkte të tjera me kafeinë si shtesë. Në këtë mënyrë bëhet e mundur të krijoni kafe më të forta ose të formuloni pije të buta (p.sh. cola), pije energjie ose ushqime të tjera (p.sh. çokollata).
Por kafeina nuk përdoret vetëm si aditiv në prodhimin e ushqimit, por është gjithashtu një përbërës aktiv i rëndësishëm në farmaceutikë. Një aplikim i zakonshëm i ekstraktit të kafeinës është p.sh. përzierja në barna kundër dhimbjes së kokës dhe migrenës ose në qetësuesit e dhimbjes.
Për të nxjerrë kafeinën, alkaloidin kryesor në kafe, ultratingulli është një metodë e përshtatshme. Wang dhe kolegët e tij zbuluan se nevojitet vetëm një kohë e shkurtër ekstraktimi për të arritur një gjendje të ngopur, nëse përdoret ultratingulli. Kjo do të thotë që ekografia është një teknikë shumë efikase dhe që kursen kohë për marrjen e kafeinës. [Wang et al. 2011]

Molekulat aromatike dhe komponimet e shijes

Komponimet e avullueshme të kafesë janë pjesa më e vlefshme e fasuleve të pjekur të kafesë dhe i jep kafe aromën dhe aromën e saj unike. Cilësia e kafesë të tretshme mund të përmirësohet ndjeshëm me shtimin e vajrave të kafesë të absorbuar me aromë në pluhurin e kafesë.
Një studim krahasues, që shqyrton nxjerrjen e përbërjeve fenolike nga luleshtrydhet, tregoi se nxjerrja tejzanor shkakton më pak degradim të fenoleve dhe është një proces shumë më i shpejtë i nxjerrjes krahasuar me metodat e tjera të nxjerrjes duke përfshirë metodën e ngurtë-lëngshme, nënkriti dhe me mikrovalë. [Herrera et al. 2005]
Studimi i Wang dhe kolegëve të tij tregon se ultratingulli me frekuencë të ulët dhe me fuqi të lartë është më efikas për nxjerrjen e aromave të kafesë. Veçanërisht për 4-Tridecanone dhe 2-Metoksi-3-Methylpyrazine, ata gjetën teknikën e nxjerrjes tejzanor më të lehtë dhe efikase duke marrë rendimente shumë të larta të nxjerrjes. Më tej, tregohet se temperatura duhet të kontrollohet pasi përbërësit e shijes së kafesë janë shumë të paqëndrueshëm në temperatura të larta. Ata arritën rezultate të mira të nxjerrjes në diapazonin e temperaturës midis 35-65 °C nën rrezatim ultrasonik me kohë relativisht të shkurtër. [Wang et al. 2011]

Nxjerrja e çajit e përmirësuar nga sonication

Rezultatet e arritura nga nxjerrja e asistuar ultrasonically janë gjithashtu të përshtatshme për nxjerrjen e komponimeve të çajit (p.sh. fletët e çajit të gjelbër). Një studim nga Xia et al. tregoi një përmbajtje dukshëm më të lartë të polifenoleve të çajit, aminoacideve dhe kafeinave në infuzionet e çajit të trajtuara ultrasonikisht sesa në ato të fituara nga nxjerrja konvencionale. Kjo rezulton në rezultate të përmirësuara gjatë një vlerësimi organoleptik që doli: cilësia e ndjeshme e infuzionit të çajit me nxjerrjen tejzanor ndihmoi më mirë se ajo e infuzionit të çajit me nxjerrjen konvencionale. [Xia et al. 2005]

Përfundim: Nxjerrja shumë efikase e kafeinës me ultratinguj

Ekstraktimi me ndihmën e ultrazërit është një metodë efikase, që kursen kohë dhe e kontrollueshme për nxjerrjen e përbërësve aktivë nga kafeja. Komponimet më interesante dhe më të vlefshme janë kafeina dhe antioksidantët si diterpenet fenolike (kafestol, kahweol) dhe acidet askorbike. Përparësitë kryesore të nxjerrjes me ndihmën e ultrazërit janë ekstrakti i cilësisë së shkëlqyer me rendiment të lartë. Këto përfitime të nxjerrjes tejzanor arrihen me optimizimin dhe kontrollin e saktë të parametrave të nxjerrjes tejzanor.

Sonicatorë me performancë të lartë për nxjerrjen e kafeinës

Kur bëhet fjalë për nxjerrjen e kafeinës në çdo shkallë përpunimi, Hielscher Sonicators qëndron si kulmi i inovacionit dhe efikasitetit. Pavarësisht nëse jeni një prodhues artizanal në shkallë të vogël ose një objekt prodhimi industrial në shkallë të gjerë, aparatet sonikë Hielscher ofrojnë një zgjidhje të saktë dhe të fuqishme për nxjerrjen e esencës së pastër të kafeinës nga materiali juaj burimor.

• Saktësia dhe konsistenca: Sonikatorët e tipit sondë Hielscher janë krijuar për të ofruar kontroll të saktë mbi procesin e nxjerrjes. Teknologjia e tyre moderne siguron rezultate të qëndrueshme grup pas grumbulli, duke ju lejuar të ruani cilësinë dhe fuqinë e ekstraktit tuaj të kafeinës.
• Shkallëzueshmëria: Hielscher ofron një sërë sonikatorësh të përshtatshëm për shkallë të ndryshme përpunimi. Nga modelet kompakte të tavolinës për kërkim dhe zhvillim deri te sistemet industriale të fuqishme të afta për të përballuar vëllime të larta, Hielscher ofron fleksibilitetin e nevojshëm për të përmbushur kërkesat tuaja të prodhimit.
• efikasiteti: Me sonikatorët Hielscher, ju mund të reduktoni ndjeshëm kohën e nxjerrjes në krahasim me metodat tradicionale. Valët ultrasonike të krijuara nga këto makina krijojnë forca intensive të kavitacionit, duke thyer me shpejtësi muret e qelizave dhe duke çliruar molekulat e kafeinës, duke rezultuar në cikle më të shkurtra të përpunimit.
• Shkathtësia: Sonicers Hielscher nuk kufizohen vetëm në nxjerrjen e kafeinës. Sonicers tona janë të adaptueshëm për një gamë të gjerë aplikimesh në industrinë ushqimore, farmaceutike dhe kozmetike. Pavarësisht nëse jeni duke nxjerrë kafeinë nga kokrrat e kafesë, gjethet e çajit ose burime të tjera botanike, sonikatorët Hielscher ofrojnë shkathtësi për t'iu përshtatur nevojave tuaja.

Hielscher Ultrasonics është një kompani e certifikuar ISO dhe i kushton theks të veçantë ultratingujve me performancë të lartë që paraqesin teknologjinë më të fundit dhe lehtësinë ndaj përdorimit. Sigurisht, ultrasonikët Hielscher janë në përputhje me CE dhe plotësojnë kërkesat e UL, CSA dhe RoHs.

Tabela më poshtë ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonicators tonë: