Декофеинизација без растварача уз помоћ ултразвука

• Конвенционални процес декофеинизације кафе и чаја захтева употребу токсичних растварача.
• Ултразвучна декофеинизација је ефикасан метод интензивирања који омогућава уклањање кофеина у поступку екстракције на бази воде без употребе јаких растварача.
• Ултразвучна декофеинизација је економична, ефикасна и зелена метода за производњу висококвалитетних производа од кафе, чаја и какаа без кофеина.

Декофеинизација ултразвуком

Кофеин је супстанца растворљива у води, тако да се вода може користити за уклањање кофеина из кафе, чаја и какаоа. Конвенционални процеси декофеинизације користе хемикалију као средство за декофеинизацију (као што је метилен хлорид, ЦО2 или етил ацетат) да би се убрзао процес. Коришћењем ултразвучне екстракције на бази воде у комбинацији са активним угљем као средством за декофеинизацију, производ кафе, чаја или какаоа без кофеина се припрема у органском и еколошки бенигном процесу.

Ултрасоницалли Интенсифиед Swiss Water Decaffeination

Ултразвучно потпомогнута декофеинизација је процес интензивирања тзв Swiss water decaffeination .
Процес декофеинизације у швајцарској води функционише на основу растварања и осмозе како би се уклонио кофеин из зрна кафе, листова чаја и какао зрна.
Интегрисање ултразвучних апарата типа сонде у процес декофеинизације Свисс Ватер укључује укључивање соникације током специфичних фаза процеса како би се побољшала екстракција кофеина. Процес декофеинизације у швајцарској води укључује четири главна процесна корака. Док примена ултразвука за ефикаснију декофеинизацију може да варира у зависности од специфичног подешавања и опреме, ево општег приказа како су ултрасоникатори типа сонде углавном интегрисани за побољшање процеса:

1. Фаза намакања: Почетни корак у процесу декофеинизације Свисс Ватер укључује намакање зелених зрна кафе у врућу воду како би се створио водени раствор са аромом. Током ове фазе намакања, ултрасоникатор типа сонде може се користити за примену соникације како би се олакшало екстракцију кофеина из зрна. Ултразвук је добро познат по свом капацитету да интензивира процесе екстракције из биоактивних једињења као што је кофеин из биљних материјала. Механичке силе ултразвучне/акустичне кавитације перфорирају и ометају ћелије и промовишу пренос масе. На тај начин се кофеин уклања из зрна и ефикасно пушта у воду. Због ових ефеката, соникација значајно убрзава процес декофеинизације. Ултразвучно екстрахован кофеин је вредан адитив за храну и пиће, нпр. енергетска пића.
2. Фаза уклањања кофеина: Након почетног намакања, вода са аромом која садржи кофеин се одваја од зрна кафе. Ова вода се обично пролази кроз филтере са активним угљем како би се уклонио кофеин. Порозност овог филтера је величине да ухвати само веће молекуле кофеина, док омогућава мањим молекулима уља и укуса да прођу. То значи да филтер са дрвеним угљем задржава кофеин, док филтрирана вода садржи све мање биоактивне супстанце за које се зна да кафи, чају и какау дају препознатљиву арому и хранљиву вредност.
3. Фаза реапсорпције: Зрна без кофеина, која су лишена кофеина и молекула укуса, се одбацују. Вода обогаћена аромом и полифенолима без кофеина (такође позната као „Екстракт зелене кафе“) је веома вредна и користи се за уклањање кофеина из свеже серије зрна кафе која још увек садржи кофеин.
   Пошто је ова вода засићена молекулима укуса и другим биоактивним супстанцама, ова једињења се не могу растворити у свежој шаржи кафе у зрну. На тај начин се само молекули кофеина ослобађају из зрна кафе у воду и декофеинизују без уклањања ароме и других вредних фитокемикалија. Када вода са аромом не садржи кофеин, она се поново користи за екстракцију кофеина из нове серије зелених зрна кафе. Ова фаза реапсорпције може поново имати користи од употребе ултразвучне сонде. Боранија је натопљена водом са аромом, а ултразвук се примењује да би се олакшала екстракција кофеина. Соникација помаже у побољшању продирања воде у зрна, побољшавајући ефикасност екстракције и смањујући време екстракције.
4. Поновљена реапсорпција и сушење: Кораци реапсорпције и соникације могу се поновити више пута док се не постигне жељени ниво декофеинизације. Након коначне реапсорпције, зрна кафе без кофеина се обично суше, а вода са аромом је спремна за поновну употребу у следећој серији.

Студија случаја ултразвучне декофеинизације зрна кафе

Студија Хуамани-Мелендез и Даррос-Барбоса (2018) имала је за циљ да испита утицај интензитета ултразвука, пулса и температуре на екстракцију кофеина из зрна кафе Арабица користећи водени медијум. Истраживачи су користили Хиелсцхер ултразвучну сонду високог интензитета УП400С (400 вати; погледајте слику лево) и извели експерименте на различитим интензитетима, трајању пулса и температурама. Открили су да повећање интензитета ултразвука и трајања пулса доводи до веће стопе екстракције кофеина, али само до одређене тачке, након чега даље повећање није значајно побољшало екстракцију. Оптимални услови за екстракцију кофеина су ултразвучни интензитет од 75 В/цм2, трајање импулса од 5 секунди и температура од 25°Ц. Студија пружа специфичан протокол за коришћење ултразвука за екстракцију кофеина из зрна кафе и сугерише да би овај метод могао бити ефикасна и еколошки прихватљива алтернатива традиционалним процесима декофеинизације.

Ултрасоникатори високих перформанси за декофеинизацију без растварача

Хиелсцхер Ултрасоницс вам пружа ултрасоникаторе високих перформанси за благе, али веома ефикасне процесе екстракције и декофеинизације. Са снагом ултразвука од 50 до 16.000 вати по ултрасоникатору, Хиелсцхер портфолио ултрасоникатора има идеалан ултрасоникатор за процес кувања кафе и декофеинизације!
Као дугогодишњи искусан произвођач и консултант за ултрасоникаторе велике снаге и њихову примену, Хиелсцхер је ваш партнер за процесе екстракције уз помоћ ултразвука. Хиелсцхер ултразвучни процесори су инсталирани широм света за примену у храни & индустрије пића, фармације и хемијске индустрије.
Ми не испоручујемо само ултразвучне екстракторе велике снаге, већ помажемо нашим клијентима и својим дубоким знањем. Наша корисничка услуга се креће од консултација и студија изводљивости до оптимизације процеса и пилот опреме до инсталације ултразвучних система у индустријском обиму.
Нудећи широк спектар ултразвучних процесора и додатака (као што су сонотроде, проточне ћелије и реактори), можемо вам препоручити најпогоднији систем који испуњава захтеве у складу са вашим капацитетом и условима процеса. Инсталација и накнадна уградња у постојеће процесне линије могу се лако извршити јер се наши ултразвучни екстрактори могу интегрисати без великих модификација.
Наше добро обучено особље процесних консултаната, хемичара и инжењера води наше клијенте ка успешној инсталацији и раду. Хиелсцхер-ова опрема има изузетну робусност и захтева само врло мало одржавања. За оперативну обуку, прво пуштање у рад и услуге одржавања, имамо добро обучен тим који помаже нашим клијентима.

Caution: Video "title" is missing