Турбо екстракција цимета ултразвуком

Традиционална екстракција цимета је дуготрајна и релативно неефикасна. Ултразвучна екстракција је једноставна, али веома ефикасна техника интензивирања процеса која скраћује време екстракције на неколико сати и истовремено повећава принос есенцијалног уља цимета.

Побољшана екстракција цимета помоћу ултразвука

Традиционална екстракција есенцијалног уља цимета постиже се парном дестилацијом коре и листова цимета. Традиционална дестилација паром је веома спора и дуготрајна. Што је већи циљни принос циметовог уља, то је дестилација паром дужа, што значи да парна дестилација котла од листова цимета може трајати до 12 сати, док парна дестилација коре цимета може трајати више од 24 сата. Ултразвучна екстракција разбија ћелијске структуре коре цимета и оставља горе тако да се уље цимета брзо и потпуно ослобађа. Ултразвучна екстракција значајно убрзава дестилацију паром, скраћујући време обраде са целог дана на неколико сати, а истовремено повећава принос есенцијалног уља цимета.
Ултразвучна екстракција ослобађа цео спектар ароматичних једињења цимета, укључујући цинамалдехид, линалол, еугенол и циметну киселину. Давање екстракта пуног спектра висококвалитетних једињења есенцијалних уља разлог је врхунског квалитета ултразвучно екстрахованих уља цимета. Посебно циметалдехид, главно органско једињење даје цимету његов препознатљиви укус и мирис. Пошто је соникација нетермички третман, једињења есенцијалних уља су спречена од термичке деградације. Стога, ултразвучна екстракција производи етерична уља интензивне ароме која испуњавају највише стандарде квалитета.
Ултразвучна екстракција се може применити на кору и лишће цимета. Уље листова цимета има јачи мирис у поређењу са уљем коре. Листови цимета садрже велике количине еугенола.

Зашто ултразвучна екстракција надмашује дестилацију паром

Да би се произвела етерична уља из цимета дестилацијом воденом паром, етерична уља се прво морају ослободити из биљног матрикса (тј. биљних ћелија у листовима или кори цимета). У парној дестилацији, биљни материјал цимета се кува до 24 сата у казанима. Сама топлота је релативно неефикасна у разбијању ћелијских структура и ослобађању заробљених етеричних уља. Уопштено говорећи, кључање не ослобађа у потпуности заробљена етерична уља и веће количине заосталих уља се расипају, јер нису екстрахована. Након процеса екстракције топлоте, врши се дестилација воденом паром. Због тога се мешавина две течности које се не мешају (тј. етарског уља и воде) прокува. Смеша почиње да кључа када је њихов комбиновани притисак паре једнак 760 мм Хг. Тачка кључања мешавине воде и етеричног уља биће тако нижа од тачке кључања било које компоненте одвојено. Традиционална хидродестилација има велике недостатке: процес дугог кључања и парења захтева много времена и енергије.
Ултразвучна екстракција ради акустичном кавитацијом. Акустична кавитација настаје када се ултразвучни таласи упарују у течност (нпр. суспензија која се састоји од ботаничког материјала у растварачу или води). Ултразвучни таласи путују кроз течност изазивајући наизменичне циклусе високог/ниског притиска. Током циклуса ниског притиска стварају се минутни вакуумски мехурићи (тзв. кавитациони мехурићи), који расту током неколико циклуса притиска. При одређеној величини, када мехурићи не могу да апсорбују више енергије, они снажно имплодирају током циклуса високог притиска. Имплозију мехурића карактеришу интензивне кавитационе силе, укључујући микро-турбуленције и струје течности са брзинама до 100м/с. Ови ефекти кавитационог смицања познати су и као сономеханички ефекти. Ултразвучна екстракција биоактивних молекула је углавном узрокована сономеханичким ефектима: агитација и турбуленције ометају ћелије и промовишу пренос масе. То значи да се биоактивни молекули као што су етерична уља, полифеноли, терпени и канабиноиди ослобађају из матрикса биљне ћелије у растварач.
Предност ултразвучне екстракције у односу на традиционалну методу кључања и парне дестилације је релативно већа екстракција етеричних уља и других органских једињења за знатно краће време. Већи приноси екстракције избегавају расипање сировина и чине екстракцију уноснијом. Уштеде времена и енергије постигнуте ултразвучном екстракцијом су значајне. Као нетермална метода, ултразвучна екстракција спречава термо-осетљива једињења од деградације изазване топлотом.
Благе температуре и кратко време обраде су главне предности ултразвучне екстракције јер је спречено термичко разлагање природних екстраката. Ово чини ултразвучну екстракцију веома ефикасном и стога соникација даје етерична уља врхунског квалитета.

Студије случаја ултразвучне екстракције цимета

Истраживања и индустрија су већ усвојили ултразвучну екстракцију за производњу висококвалитетних етеричних уља из многих биљака, укључујући лишће и кору цимета.

Ултразвучна хидродестилација цимета

Цхен ет ал. (2020) истраживали су ултразвучно промовисану хидродестилацију и закључили да је соникација значајно побољшала процес дестилације. Ултразвучна дестилација паром је обезбедила веће приносе циметовог уља у драстично смањеном времену екстракције. Користећи ГЦ-МС анализу, показали су да ултразвучна хидродестилација даје вредније етерично уље са високим садржајем главног једињења транс-цинамалдехида у поређењу са традиционалном хидродестилацијом. Скенирајући електронски микрограф (СЕМ) потврдио је ефикасност ултразвучне обраде за екстракцију уља од цимета. Поред тога, анализа потрошње електричне енергије и емисије ЦО2 показује да је процес хидродестилације уз помоћ ултразвука економичнији и еколошки прихватљивији приступ. Стога, Цхен ет ал. резимирамо да је ултразвучна хидродестилација ефикасна и зелена технологија за екстракцију есенцијалног уља цимета, која може побољшати количину и квалитет уља цимета.

Ултразвучна екстракција цимета помоћу дубоких еутектичких растварача

Показало се да је ултразвучна екстракција коришћењем дубоких еутектичких растварача супериорна техника за издвајање високих приноса транс-цинамалдехида и кумарина из коре цимета.
метода под оптималним условима дала је већи садржај транс-цинамалдехида и кумарина од оних добијених конвенционалним методама (рефлукс, сокслет и мацерација) коришћењем органских растварача (96% етанола). Утврђено је да су оптимални услови за ултразвучну екстракцију коришћењем природних дубоких еутектичких растварача холин хлорид-лимунска киселина (ЦхЦл-ЦА) са додатком 40% воде и временом екстракције од 30 минута за екстракцију транс-цинамалдехида (9,24 ± 0,01 мг/г) и кумарин (11,6 ± 0,11 мг/г) из коре цимета (Ц. бурманнии Блуме). Даље истраживање треба да се уради како би се истражила фармаколошка активност транс-цинамалдехида и кумарина из коре цимета. (уп. Ариати ет ал. 2020)

Слика површине коре цимета коришћењем скенирајуће електронске микроскопије са увећањем од 1000к; сушени прах (а); након мацерацијске екстракције (б); после екстракције рефлукса (ц); после Сокхлет екстракције (д); након екстракције коришћењем НАДЕС-УАЕ ЦхЦл-ЦА (е).
студија и слика Ариати ет ал. 2020

Ултразвучни екстрактори високих перформанси

Ултразвучна екстракција је поуздана технологија обраде, која олакшава и убрзава производњу висококвалитетних етеричних уља. Хиелсцхер Ултрасоницс портфолио покрива читав спектар од компактних лабораторијских ултрасоникатора до индустријских система за екстракцију. На тај начин, ми у Хиелсцхеру можемо вам понудити најпогоднији ултрасоникатор за ваш предвиђени капацитет процеса. Наше дугогодишње искусно особље ће вам помоћи од тестова изводљивости и оптимизације процеса до инсталације вашег ултразвучног система на коначном нивоу производње.
Мали отисак наших ултразвучних екстрактора, као и њихова разноврсност у опцијама уградње, чине их уклапањем чак и у мале просторе за обраду. Ултразвучни процесори су инсталирани широм света у објектима за производњу хране, фармације и додатака исхрани.

Hielscher Ultrasonics – Софистицирана опрема за екстракцију

Портфолио производа Хиелсцхер Ултрасоницс покрива читав низ ултразвучних екстрактора високих перформанси од малих до великих. Додатни додаци омогућавају једноставну монтажу најпогодније конфигурације ултразвучног уређаја за ваш процес екстракције. Оптимална ултразвучна поставка зависи од предвиђеног капацитета, запремине, сировине, серијског или инлине процеса и временског оквира.

батцх и инлине

Хиелсцхер ултрасоницатори се могу користити за серијску и континуирану проточну обраду. Ултразвучна серијска обрада је идеална за тестирање процеса, оптимизацију и ниво производње мале до средње величине. За производњу великих количина биљака (нпр. листова и коре цимета), инлине обрада би могла бити кориснија. Док серирање захтева само врло једноставно подешавање, захтева више времена и рада. Континуирани инлине процес екстракције захтева софистицирано подешавање – који се састоји од пумпе, црева или цеви и резервоара -, али је ефикаснији, бржи и захтева знатно мање рада. Хиелсцхер Ултрасоницс има најпогодније подешавање екстракције за ваш волумен екстракције и циљеве процеса.

Ултразвучни екстрактори за сваки производни капацитет

Асортиман производа Хиелсцхер Ултрасоницс покрива читав спектар ултразвучних процесора од компактних лабораторијских ултразвучних уређаја преко столних и пилот система до потпуно индустријских ултразвучних процесора са капацитетом за обраду камиона на сат. Комплетан асортиман производа нам омогућава да вам понудимо најпогоднији ултразвучни екстрактор за ваше сировине, капацитет процеса и производне циљеве.
Ултразвучни стони системи су идеални за тестове изводљивости и оптимизацију процеса. Линеарно повећање на основу утврђених параметара процеса чини веома лаким повећање прерађивачких капацитета од мањих серија до потпуно комерцијалне производње. Повећање се може извршити било инсталирањем снажније ултразвучне јединице за екстракцију или групирањем неколико ултразвучних уређаја паралелно. Са УИП16000, Хиелсцхер нуди најмоћнији ултразвучни екстрактор широм света.

Прецизно контролисане амплитуде за оптималне резултате

Сви Хиелсцхер ултрасоникатори су прецизно контролисани и тиме поуздани радни коњи у производњи. Амплитуда је један од кључних параметара процеса који утичу на ефикасност и ефективност ултразвучне екстракције етеричних уља из цимета.
Алл Хиелсцхер Ултрасоницс’ процесори омогућавају прецизно подешавање амплитуде. Сонотроде и бустер рогови су додаци који омогућавају модификацију амплитуде у још ширем опсегу. Хиелсцхер-ови индустријски ултразвучни процесори могу да испоруче веома високе амплитуде и испоруче потребан ултразвучни интензитет за захтевне примене. Амплитуде до 200 µм могу се лако радити у континуитету у раду 24/7.
Прецизна подешавања амплитуде и трајно праћење параметара ултразвучног процеса путем паметног софтвера дају вам могућност да третирате своје лишће и кору цимета најефикаснијим ултразвучним условима. Оптимална соникација за најбоље резултате екстракције!
Робусност Хиелсцхерове ултразвучне опреме омогућава 24/7 рад у тешким условима иу захтевним окружењима. Ово чини Хиелсцхерову ултразвучну опрему поузданим радним алатом који испуњава ваше захтеве за екстракцијом.

Лако тестирање без ризика

Ултразвучни процеси се могу потпуно линеарно скалирати. То значи да сваки резултат који сте постигли коришћењем лабораторијског или стоног ултразвучног апарата, може се скалирати на потпуно исти излаз користећи потпуно исте параметре процеса. Ово чини ултрасоницатион идеалним за тестирање изводљивости без ризика, оптимизацију процеса и накнадну имплементацију у комерцијалну производњу. Контактирајте нас да бисте сазнали како ултразвук може повећати производњу екстракта цимета.

Највиши квалитет – Дизајниран и произведен у Немачкој

Као породично предузеће које је у породичном власништву, Хиелсцхер даје приоритет највишим стандардима квалитета за своје ултразвучне процесоре. Сви ултрасоникатори су дизајнирани, произведени и темељно тестирани у нашем седишту у Телтову близу Берлина, Немачка. Робусност и поузданост Хиелсцхерове ултразвучне опреме чине је радним коњем у вашој производњи. 24/7 рад под пуним оптерећењем иу захтевним окружењима је природна карактеристика Хиелсцхер-ових миксера високих перформанси.

Табела у наставку даје вам индикацију приближних капацитета обраде наших ултразвучних апарата: