Tradicionalno vađenje cimeta oduzima mnogo vremena i relativno je neefikasno. Ultrazvučno vađenje je jednostavan, a opet visoko efikasan proces intenziviranja tehnike wich smanjuje vreme ekstrakcije na nekoliko sati i istovremeno povećava prinos esencijalnog ulja cimeta.

Poboljšano vađenje cimeta ultrazvučnim

Tradicionalno vađenje cimeta esencijalnim uljem postiže se parnom destilacijom kore cimeta i lišća. Tradicionalna destilacija pare je veoma spora i oduzima mnogo vremena. Što je veći ciljani prinos ulja cimeta, to je duža destilacija na pari, što znači da parna destilacija kotlića listova cimeta može da potraje i do 12 sati, dok destilacija kore cimeta na pari može da potraje duže od 24 sata. Ultrazvučno vađenje razbija ćelijske strukture kore cimeta i lišće tako da se ulje cimeta oslobađa brzo i u potpunosti. Ultrazvučno vađenje značajno ubrzava destilaciju pare, skraćujući vreme obrade sa punog dana na nekoliko sati dok povećava prinos esencijalnog ulja cimeta.
Ultrazvučno vađenje oslobađa pun spektar aromatičnih jedinjenja cimeta, uključujući cinnamaldehid, linalool, eugenol i cinnamičnu kiselinu. Davanje ekstrakta punog spektra visokokvalitetnih esencijalnih ulja je razlog za vrhunski kvalitet ultrazvučno izvađenih ulja cimeta. Naročito cinnamaldehyde, glavno organsko jedinjenje daje cimetu njegovu aromu i miris. Kako je sonikacija ne-termalni tretman, esencijalna naftna jedinjenja se sprečavaju od toplotne degradacije. Stoga ultrazvučno vađenje proizvodi aroma-intenzivna esencijalna ulja koja ispunjavaju najviše standarde kvaliteta.
Ultrazvučno vađenje se može naneti na koru cimeta i lišće. Ulje lista cimeta ima jači miris u poređenju sa uljem kore. Listovi cimeta sadrže visoke količine eugenola.

Why Ultrasonic Extraction Excels Steam Distillation

Da biste proizveli esencijalna ulja od cimeta putem parne destilacije, esencijalna ulja prvo moraju da se iskišu iz biljne matrice (odnosno biljnih ćelija u listovima cimeta ili kore). U destilaciji na pari, biljni materijal cimeta se kuva do 24 sata u kuvalima. Samo toplota je relativno neefikasna u razbijanju struktura ćelija i oslobađanju esencijalnih ulja. Generalno, ključanje ne oslobađa u potpunosti zapuštena esencijalna ulja i veće količine zaostavnih ulja se troši, pošto nisu izvađena. Nakon procesa vađenja toplote, odvijaće se parna destilacija. Zbog toga se prokuva mešavina dve nepogrešiva tečnosti (dakle esencijalnog ulja i vode). Smesa počinje da ključa kada je njihov kombinovani pritisak pare jednak 760 mm Hg. Tačka ključanja mešavine vode i esencijalnog ulja će tako biti niža od tačke ključanja bilo koje komponente odvojeno. Tradicionalna hidrodistilacija ima velike mane: dug proces ključanja i parenja je veoma vremenski i troši energiju.
Ultrazvučno vađenje funkcioniše po akustičnoj kavitaciji. Dolazi do akustične kavitacije, kada su power ultrazvučni talasi parovi u tečnost (npr. suspenzija koja se sastoji od botaničkog materijala u rastvaraču ili vodi). Ultrazvučni talasi putuju kroz tečnost uzrokujući naizmenične cikluse visokog pritiska / niskog pritiska. Tokom ciklusa niskog pritiska stvaraju se minuti vakuumskih mehurića (takozvani mehurići kavitacije) koji rastu tokom nekoliko ciklusa pritiska. U određenoj veličini, kada mehurići ne mogu da apsorbuju više energije, oni nasilno imploduju tokom ciklusa visokog pritiska. Imploziju mehurića karakterišu intenzivne kavitacione sile, uključujući mikro turbulencije i tečne tokove sa brzinom do 100m/s. Ovi kavitacioni efekti šera su poznati i kao sonomehanički efekti. Ultrazvučno vađenje bioaktivnih molekula je uglavnom uzrokovano sonomehaničkim dejstvom: agitacije i turbulencije remete ćelije i promovišu masovni prenos. To znači da se bioaktivni molekuli kao što su esencijalna ulja, polifenoli, terpeni i kanabinoidi oslobađaju iz matrice biljnih ćelija u rastvarač.
Prednost ultrazvučnog vađenja u odnosu na tradicionalnu metodu ključanja i destilacije na pari je komparativno veće vađenje esencijalnih ulja i drugog organskog jedinjenja u znatno kraćem roku. Veći prinosi ekstrakcije izbegavaju trošinje sirovina i čine vađenje unosnijim. Ušteda vremena i energije ostvarena ultrazvučnim izvlačenjem su znatni. Kao ne-termalna metoda, ultrazvučno vađenje sprečava termooosetljiva jedinjenja od toplotne degradacije.
Blage temperature i kratko vreme obrade su velike prednosti ultrazvučnog vađenja pošto se sprečava toplotno raspadanje prirodnih ekstrakata. To ultrazvučno vađenje čini visoko efikasnim i zato sonicija daje esencijalna ulja vrhunskog kvaliteta.

Studije slučaja ultrazvučnog vađenja cimeta

Istraživanja i industrija su već usvojila ultrazvučno vađenje za proizvodnju visokokvalitetnih esencijalnih ulja iz mnogih botanika uključujući listove cimeta i koru.

Ultrazvučna hidrodistilacija cimeta

Čen et al. (2020) je istraživao ultrasonično promovisanu hidrodistilaciju i zaključio da je sonicija značajno poboljšala proces destilacije. Ultrazvučna destilacija na pari obezbedila je veće prinose ulja cimeta u drastično smanjenom vremenu ekstrakcije. Koristeći GC-MS analizu, pokazali su da je ultrasonično potpomognuta hidrodistilacija obezbedila vrednije esencijalno ulje sa visokim sadržajem glavnog jedinjenja trans-cinnamaldehyde u poređenju sa tradicionalnom hidrodistilacijom. Skeniranje elektronskog mikrografa (SEM) potvrdilo je efikasnost sonikacije za vađenje ulja cimeta. Pored toga, analiza električne potrošnje i emisije CO2 pokazuje da je ultrasonično potpomognuti proces hidrodistilacije ekonomski i povoljniji pristup životne sredine. Stoga, Chen et al. sumira da je ultrasonično potpomognuta hidrodistilacija efikasna i zelena tehnologija za vađenje esencijalnog ulja cimeta, koja može poboljšati količinu i kvalitet ulja cimeta.

Ultrazvučno vađenje cimeta pomoću dubokih eutektičnih rastvarača

Ultrazvučno vađenje pomoću dubokih eutektičnih rastvarača pokazalo se kao superiorna tehnika za izvlačenje visokih prinosa trans-cinnamaldehida i kumarina iz kore cimeta.
metod pod optimalnim uslovima dao je veći trans-cinnamaldehyde i coumarin sadržaj od onih dobijenih konvencionalnim metodama (refluks, soxhlet i maceration) koristeći organske rastvarači (96% etanola). Utvrđeno je da su optimalni uslovi za ultrazvučno vađenje pomoću prirodnih dubokih eutektičnih rastvarača čolin hlorid-citrična kiselina (ChCl-CA) sa dodatkom vode od 40% i 30-minutnim vremenom vađenja trans-cinanamaldehyde (9,24 ± 0,01 mg/g) i kumarin (11,6 ± 0,11 mg/g) od kore cimeta (C. burmannii Blume). Dalja istraga treba da se uradi kako bi se istražila farmakološka aktivnost trans-cinnamaldehyde i coumarin iz kore cimeta. (cf. Aryati et al. 2020)

Površinska slika kore cimeta pomoću skeniranja elektronske mikroskopije 1000x uvećanje; sušeni prah (a); nakon vađenja maceracije (b); nakon refluksa izvlačenja (c); posle Izvlačenja Soxhleta (d); nakon izdvajanja korišćenjem NADES-UAE ChCl-CA (e).
study and picture by Aryati et al. 2020

Ultrasonični Izdvajači sa visokim performansama

Ultrazvučno vađenje je pouzdana tehnologija obrade, koja olakšava i ubrzava proizvodnju visokokvalitetnih esencijalnih ulja. Portfolio Hielscher Ultrasonics pokriva ceo asortiman od kompaktnih laboratorijskih ultrazvučnih do industrijskih sistema za ekstrakciju. Time vam mi u Hielscheru možemo ponuditi najpogodniji ultrazvučni za vaš predviđeni procesni kapacitet. Naše dugogodišnje iskusno osoblje će vam pomoći od testova izvodljivosti i optimizacije procesa do ugradnje vašeg ultrazvučnog sistema na završnom nivou proizvodnje.
Mali otisak stopala naših ultrazvučnih ekstraktora kao i njihova svestranost u opcijama instalacije čine da se uklope čak i u objekte za obradu malog prostora. Ultrazvučni procesori se postavljaju širom sveta u proizvodne pogone za proizvodnju hrane, farmaceuta i nutricionističkih dodataka.

Хиелсцхер Ултрасонична терапија – Sofisticirana oprema za vađenje

Portfolio proizvoda Hielscher Ultrasonics pokriva čitav spektar ultrazvučnih ekstraktora visokih performansi od malih do velikih razmera. Dodatna dodatna oprema omogućava laku montažu najpogodnije konfiguracije ultrazvučnog uređaja za proces vađenja. Optimalno ultrazvučno podešavanje zavisi od predviđenog kapaciteta, zapremine, sirovine, grupnog ili umetnutog procesa i vremenske ose.

Grupa i ureрi

Hielscher ultrazvučni se mogu koristiti za grupnu i neprekidnu obradu protoka. Ultrazvučna grupna obrada je idealna za testiranje procesa, optimizaciju i mali do srednji nivo proizvodnje. Za proizvodnju velikih zapremina botanike (npr. listova cimeta i kore), umetnuta obrada može biti veća prednost. Dok grupiranje zahteva samo jednostavnu postavku, ona je više vremena i intenzivnija radna snaga. Proces neprekidnog umetnutog izdvajanja zahteva sofisticirano podešavanje – sastoji se u pumpi, crevima ili cevima i rezervoarima - ali je efikasniji, brži i zahteva znatno manje radne snage. Hielscher Ultrasonics ima najpogodnije podešavanje izdvajanja za jačinu zvuka vađenja i ciljeve procesa.

Ultrazvučni ekstraktori za svaki kapacitet proizvoda

Hielscher Ultrasonics asortiman proizvoda pokriva pun spektar ultrazvučnih procesora, od kompaktnih laboratorijskih ultrazvučnih ultrazvučnih sistema preko klupa i pilot sistema do potpuno industrijskih ultrazvučnih procesora sa kapacitetom za obradu kamiona na sat. Kompletan asortiman proizvoda nam omogućava da vam ponudimo najprikladniji ultrazvučni ekstrakt za vaše sirovine, procesni kapacitet i proizvodne ciljeve.
Ultrazvučni sistemi klupa idealni su za testove izvodljivosti i optimizaciju procesa. Linearni skala na osnovu utvrđenih parametara procesa olakšava povećanje prerađivačke kapaciteta sa manjih placa na potpuno komercijalnu proizvodnju. Up-skaliranje se može uraditi ili instaliranjem snažnije ultrazvučne ekstraktorske jedinice ili grupisanjem nekoliko ultrazvučnihatora paralelno. Sa UIP16000, Hielscher nudi najmoćniji ultrazvučni ekstraktor na svetu.

Precizno kontrolisane amplitude za optimalne rezultate

Svi Hielscher ultrazvučnici su precizno pod kontrolom i time pouzdani radni konji u proizvodnji. Amplitude je jedan od ključnih procesnih parametara koji utiču na efikasnost i delotvornost ultrazvučnog vađenja esencijalnih ulja iz cimeta.
Svi Hielscher Ultrasoničari’ procesori omogućavaju preciznu postavku amplitule. Sonotrode i sirene za potisnik su dodaci koji omogućavaju modifikaciju amplitude u još širem opsegu. Hielscherovi industrijski ultrazvučni procesori mogu da isporuče veoma visoke amplitude i isporuče potreban ultrazvučni intenzitet za zahtevne aplikacije. Amplitude do 200μm mogu se lako neprekidno voditi u 24/7 operaciji.
Precizna podešavanja amplitude i trajno praćenje parametara ultrazvučnog procesa putem pametnog softvera daju vam mogućnost da tretirate listove cimeta i lajete sa najefikasnijim ultrazvučnim uslovima. Optimalna sonicija za najbolje rezultate izvlačenja!
Robusnost Hielscherove ultrazvučne opreme omogućava 24/7 operaciju u teškim dužnostima i u zahtevnim okruženju. Ovo Hielscherovu ultrazvučnu opremu čini pouzdanim alatom za rad koji ispunjava vaše zahteve za vađenje.

Lako, testiranje bez rizika

Ultrazvučni procesi mogu biti potpuno linearne razmere. To znači da svaki rezultat koji ste postigli koristeći laboratorijski ili vrhunski ultrazvučnik, može da se podesi na potpuno isti izlaz koristeći potpuno iste parametre procesa. To ultrazvučnost čini idealnom za testiranje izvodljivosti bez rizika, optimizaciju procesa i naknadnu implementaciju u komercijalnu proizvodnju. Kontaktirajte nas da biste saznali kako sonicija može povećati proizvodnju ekstrakta cimeta.

Najviši kvalitet – Dizajnirani i proizvedeni u Nemačkoj

Kao porodična i poslovna kompanija, Hielscher određuje najviše standarde kvaliteta za svoj ultrasonicni procesori. Svi ultrasonicatori su dizajnirani, proizvedeni i temeljno testirani u našem štabu u Teli u blizini Berlina, u Nemačkoj. Robusnosti i pouzdanosti Hielscherove ultrasonove opreme čine ga radnim konjikom u proizvodnji. 24/7 operacija pod punim opterećenjem i u zahtevnim sredinama je prirodna karakteristika Hielschera visokokvalitetnih miksera.

Табела испод показује приближни капацитет обраде наших ултразвучних уређаја: