Traditionell kanelextraktion är tidskrävande och relativt ineffektiv. Ultraljud utvinning är en enkel, men ändå mycket effektiv process intensifiera teknik wich minskar extraktionstiden till några timmar och ökar samtidigt kanel eterisk olja avkastning.

Förbättrad kanel extraktion med Ultrasonics

Den traditionella utvinning av kanel eterisk olja uppnås genom ångdestillation av kanel bark och blad. Den traditionella ångdestillationen är mycket långsam och tidskrävande. Ju högre riktad avkastning av kanelolja, desto längre ånga destillation, vilket innebär att ånga destillation av en vattenkokare av kanelblad kan ta upp till 12 timmar, medan ånga destillation av kanel bark kan ta mer än 24 timmar. Ultraljud extraktion bryta cellstrukturer av kanel bark och lämnar upp så att kanelolja frigörs snabbt och fullständigt. Ultraljud extraktion påskyndar ånga destillation betydligt, förkorta bearbetningstiden från en hel dag till några timmar samtidigt öka avkastningen av kanel eterisk olja.
Ultraljud extraktion släpper hela spektrumet av aromatiska kanel föreningar, inklusive cinnamaldehyd, linalool, eugenol, och cinnamic syra. Att ge en full-spektrum extrakt av högkvalitativa eterisk olja föreningar är orsaken till den överlägsna kvaliteten på ultraljud extraherade kanel oljor. Speciellt cinnamaldehyd, den viktigaste organiska föreningen ger kanel sin signatur smak och doft. Som ultraljudsbehandling är en icke-termisk behandling, är de eteriska oljeföreningarna hindras från termisk nedbrytning. Därför producerar ultraljud extraktion arom-intensiva eteriska oljor uppfyller högsta kvalitetsnormer.
Ultraljud extraktion kan appliceras på kanel bark och blad. Kanelbladsolja har en starkare doft vid jämförelse med barkolja. Kanelblad innehåller höga mängder eugenol.

Varför Ultraljud Extrahering Excels Steam Destillation

För att producera eteriska oljor från kanel via ångdestillation måste de eteriska oljorna först frigöras från växtmatrisen (dvs. växtceller i kanelbladen eller barken). Vid ångdestillation kokas kanelväxtmaterialet i upp till 24 timmar i vattenkokare. Värme ensam är relativt ineffektivt att bryta cellstrukturerna och släppa de eteriska oljorna instängda. Generellt, kokning släpper inte de instängda eteriska oljorna helt och större mängder av restoljor slösas bort, eftersom de inte utvinns. Efter värmeutsugningsprocessen kommer ångdestillationen att äga rum. Därför kokas en blandning av två immiscible vätskor (dvs. eterisk olja och vatten). Blandningen börjar koka när deras kombinerade ångtryck är lika med 760 mm Hg. Kokpunkten för en blandning av vatten och eterisk olja kommer därmed att vara lägre än kokpunkten för endera komponenten separat. Den traditionella hydrodestillationen har stora nackdelar: Den långa koknings- och ångkokningsprocessen är mycket tids- och energiförbrukande.
Ultraljud extraktion fungerar genom akustisk kavitation. Akustisk kavitation sker, när makt ultraljud vågor är par i en vätska (t.ex. en suspension bestående av botaniskt material i ett lösningsmedel eller vatten). Ultraljudsvågorna färdas genom vätskan som orsakar växlande högtrycks - / lågtryckscykler. Under lågtryckscykler skapas småvakuumbubblor (så kallade kavitationsbubblor) som växer under flera tryckcykler. Vid en viss storlek, när bubblorna inte kan absorbera mer energi, imploderar de våldsamt under en högtryckscykel. Bubblan implosion kännetecknas av intensiva cavitational krafter, inklusive mikro-turbulenser och flytande strömmar med hastigheter på upp till 100m / s. Dessa cavitational skjuvning effekter är också känd som sonomekaniska effekter. Ultraljud utvinning av bioaktiva molekyler orsakas främst av sonomekaniska effekter: den agitation och turbulenser störa celler och främja massöverföring. Detta innebär att de bioaktiva molekylerna såsom eteriska oljor, polyfenoler, terpener, och cannabinoider frigörs från växtcellmatrisen i lösningsmedlet.
Fördelen med ultraljud extraktion över den traditionella kokning och ångdestillation metod är den jämförelsevis högre utvinning av eteriska oljor och andra organiska förening i en betydligt kortare tid. De högre extraktionsavkastningen undviker slöseri med råvara och gör utvinningen mer lukrativ. Tid och energibesparingar som uppnås genom ultraljud utvinning är betydande. Som icke-termisk metod förhindrar ultraljudsextraktion de termokänsliga föreningarna från värmeinducerad nedbrytning.
De milda temperaturer och korta bearbetningstid är stora fördelar med ultraljud extraktion sedan en termisk nedbrytning av de naturliga extrakten förhindras. Detta gör ultraljud utvinning mycket effektiv och därför ger ultraljudsbehandling eteriska oljor av överlägsen kvalitet.

Fallstudier av Ultraljud kanel utvinning

Forskning och industri har redan antagit ultraljud utvinning för produktion av högkvalitativa eteriska oljor från många växter inklusive kanel blad och bark.

Ultraljud Hydrodistillation av kanel

Chen et al. (2020) undersökte ultraljud främjas hydrodistillation och drog slutsatsen att ultraljudsbehandling förbättrat destillation processen avsevärt. Ultraljud ånga destillation som högre avkastning av kanel olja inom drastiskt minskad utvinning tid. Med hjälp av GC-MS-analys, visade de ultraljud assisterad hydrodistillation som mer värdefull eterisk olja med en hög halt av de viktigaste sammansatta trans-cinnamaldehyd jämfört med den traditionella hydrodistillation. Scanning elektron micrograph (SEM) bekräftade effektiviteten av ultraljudsbehandling för kanel olja extraktion. Analysen av elförbrukningen och koldioxidutsläppen visar dessutom att den ultraljudsstödda hydrodistillationsprocessen är den mer ekonomiska och miljövänliga metoden. Därför Chen et al. sammanfatta att ultraljud assisterad hydrodistillation är en effektiv och grön teknik för den kanel eterisk olja utvinning, som kan förbättra kvantitet och kvalitet av kanel oljor.

Ultraljud kanel extraktion med hjälp av djupa eutektiska lösningsmedel

Ultraljud extraktion med hjälp av djupa eutektiska lösningsmedel har visat sig vara en överlägsen teknik för att extrahera hög avkastning av trans-cinnamaldehyd och kumarin från kanel bark.
metod under optimala förhållanden gav högre trans-cinnamaldehyd- och kumarinhalt än de som erhållits från konventionella metoder (reflux, soxhlet och maceration) med hjälp av organiska lösningsmedel (96% etanol). De optimala förutsättningarna för ultraljudsextraktion med hjälp av naturliga djupa eutektiska lösningsmedel befanns vara kolinklorid-citronsyra (ChCl-CA) med 40% vattentillsats och en 30-minuters extraktionstid för att utvinna trans-2cinnamaldehyd (9,24 ± 0,01 mg/g) och kumarin (11,6 ± 0,11 mg/g) från kanelbark (C. burmannii Blume). Ytterligare utredning bör göras för att utforska den farmakologiska aktiviteten av trans-cinnamaldehyd och kumarin från kanel bark. (jfr Aryati m.fl. 2020)

Ytan bilden av kanel bark med hjälp av scanning elektronmikroskopi 1000x förstoring; torkat pulver (a), efter macerationsutsug (b), efter återflödesutsug (c), efter Soxhlet-utvinning (d); efter extraktion med NADES-UAE ChCl-CA (e).
studie och bild av Aryati et al. 2020

Högpresterande ultraljud extraktorer

Ultraljudsutvinning är en tillförlitlig bearbetningsteknik, som underlättar och påskyndar produktionen av högkvalitativa eteriska oljor. Hielscher Ultrasonics portfölj täcker hela sortimentet från kompakta lab ultrasonicators till industriella utvinningssystem. Därigenom kan vi på Hielscher erbjuda dig den mest lämpliga ultraljudsatorn för din planerade processkapacitet. Vår lång-tid erfarna personal kommer att hjälpa dig från genomförbarhetstester och processoptimering till installation av ditt ultraljud system på slutlig produktionsnivå.
Den lilla fot-print av våra ultraljud extractors samt deras mångsidighet i installationsalternativ gör dem passar även i små utrymmen bearbetningsanläggningar. Ultraljud processorer är installerade över hela världen i livsmedel, pharma och näringstillskott produktionsanläggningar.

Hielscher Ultrasonics – Sofistikerad extraktionsutrustning

Hielscher Ultrasonics produktportfölj täcker hela sortimentet av högpresterande ultraljudsutdrag från små till storskaliga. Ytterligare tillbehör möjliggör enkel montering av den mest lämpliga ultraljud enhet konfiguration för din utvinning process. Den optimala ultraljud setup beror på den planerade kapacitet, volym, råvara, batch eller inline process och tidslinje.

Batch och Infogad

Hielscher ultrasonicators kan användas för batch och kontinuerlig genomflöde bearbetning. Ultraljud batchbearbetning är idealisk för processtestning, optimering och liten till medelstora produktionsnivå. För en producerar stora volymer av växter (t.ex. kanelblad och bark), inline bearbetning kan vara mer fördelaktigt. Även om batching kräver bara en mycket enkel inställning, är det mer tids- och arbetsintensiva. En kontinuerlig inline-utvinningsprocess kräver sofistikerad inställning – består i en pump, slangar eller rör och tankar -, men det är effektivare, snabbare och kräver betydligt mindre arbetskraft. Hielscher Ultrasonics har den mest lämpliga extraktion setup för din extraktion volym och mål process.

Ultraljudssugare för varje produktkapacitet

Hielscher Ultrasonics produktsortiment täcker hela spektrumet av ultraljud processorer från kompakta lab ultrasonicators över bänk-top och pilotsystem till helt-industriella ultraljud processorer med kapacitet att bearbeta truckloads per timme. Det fullständiga produktsortimentet gör att vi kan erbjuda dig den mest lämpliga ultraljudsutsugaren för din råvara, processkapacitet och produktionsmål.
Ultraljudsbänkskivor är idealiska för genomförbarhetstester och processoptimering. Linjär uppskalning baserad på etablerade processparametrar gör det mycket enkelt att öka bearbetningskapaciteten från mindre partier till helt kommersiell produktion. Upp-skalning kan göras genom att antingen installera en mer kraftfull ultraljud extraheringsenhet eller klustring flera ultrasonicators parallellt. Med UIP16000 erbjuder Hielscher den mest kraftfulla ultraljudsutsugen i hela världen.

Exakt kontrollerbara amplituder för optimala resultat

Alla Hielscher ultrasonicators är exakt kontrollerbara och därigenom pålitliga arbetshästar i produktion. Amplituden är en av de avgörande processparametrar som påverkar effektiviteten och effektiviteten av ultraljudsutvinning av eteriska oljor från kanel.
Alla Hielscher Ultrasonics’ processorer möjliggör den exakta inställningen av amplituden. Sonotrodes och booster horn är tillbehör som gör det möjligt att modifiera amplituden i ett ännu bredare sortiment. Hielschers industriella ultraljudsprocessorer kan leverera mycket höga amplituder och leverera den nödvändiga ultraljudsintensiteten för krävande applikationer. Amplituder på upp till 200μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7 drift.
Exakta amplitudinställningar och den permanenta övervakningen av ultraljudsprocessparametrarna via smart programvara ger dig möjlighet att behandla dina kanelblad och bark med de mest effektiva ultraljudsförhållandena. Optimal ultraljudsbehandling för bästa extraktion resultat!
Robustheten i Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör 24/7-drift vid kraftig och i krävande miljöer. Detta gör Hielschers ultraljudsutrustning till ett pålitligt arbetsredskap som uppfyller dina utsugningskrav.

Enkel, riskfri testning

Ultraljudsprocesser kan vara helt linjär skalas. Detta innebär att varje resultat som du har uppnått med hjälp av ett labb eller bänk-top ultrasonicator, kan skalas till exakt samma utgång med hjälp av exakt samma processparametrar. Detta gör ultraljud idealisk för riskfri genomförbarhetstestning, processoptimering och efterföljande implementering till kommersiell tillverkning. Kontakta oss för att lära dig hur ultraljudsbehandling kan öka din produktion kanelextrakt.

Högsta kvalitet – Designad och Tillverkad i Tyskland

Som ett familjeägt och familjeägt företag prioriterar Hielscher högsta kvalitet för sina ultraljudsprocessorer. Alla ultraljudsapparater är konstruerade, tillverkade och noggrant testade i vårt huvudkontor i Teltow nära Berlin, Tyskland. Robusthet och tillförlitlighet i Hielschers ultraljudsutrustning gör den till en arbetshäst i din produktion. 24/7 drift under full belastning och i krävande miljöer är en naturlig egenskap hos Hielschers högpresterande blandare.

Nedanstående tabell ger dig en indikation på hur mycket våra ultraljudsapparater kan hantera: