Använda Ultrasonics är en effektiv metod för utvinning av koffein och andra aktiva föreningar från kaffe. Kraftfulla Ultrasonic enheter hjälpa utvinning processen samtidigt maximera avkastningen och förkorta handläggnings tiden.

Kaffe – tillverkat av rostade kaffe bönor – är en mycket populär Dryck som konsumeras i hela världen. Förutom att dess vitaliserande inverkan om konsumeras som en stimulerande dryck, föreningarna av kaffe är av intresse för livsmedel, läkemedel (t. ex. i smärtstillande) och Kosmetik industrin används som värdefulla tillsatser i olika produkter. Detta gäller särskilt för koffein (1, 3, 7-trimetylxantin) och antioxidanter, som är kända för sina positiva effekter på människors hälsa. Kaffe innehåller bland annat fenolditerpener såsom cafestol och kahweol, och askor bin syra, som är kända för sin antioxidativa aktivitet. Epidemiologiska studier tyder på att kaffe ingredienser kan ha en förebyggande effekt på flera kroniska sjukdomar, inklusive typ 2 diabetes mellitus, Alzheimers sjukdom, Parkinsons sjukdom, och lever sjukdomar som cirros och hepatocellulära Cancer.
Ultrasonics är ett välkänt och bevisat verktyg för många olika tillämpningar inom olika branscher. En mycket lyckad tillämpning är ultraljud Extraktion. Därmed, ultraljud kavitation effekter på cell materialet orsakar cell störningar och frisläppandet av den intracellulära frågan.

Hög effekt ultraljud

För att säkerställa en mer enkel förståelse av ultraljud assisterad extraktion förfarande, effekten av ultraljud i vätskor måste förklaras.
Ultraljud – som introduceras i vätskor – orsakar lokalt mycket extrema effekter. När sonicera vätskor vid höga intensiteter, ljud vågor som propagerar i flytande Media resultera i omväxlande högtrycks (kompression) och lågtrycks (förtunning) cykler, med priser beroende på frekvensen. Under lågtrycks cykeln skapar hög intensiva ultraljudsvågor små vakuum bubblor eller håligheter i vätskan. När bubblorna uppnår en volym där de inte längre kan absorbera energi, kollapsar de våldsamt under en högtrycks cykel. Detta fenomen kallas kavitation. Under implosionen mycket höga temperaturer (ca. 5, 000K) och pressar (ca. 2, 000atm) nås lokalt. Implosion av kavitation bubblan resulterar också i flytande jets av upp till 280 m/s hastighet. [Suslick 1998] Genom dessa extrema krafter sonolysis inträffar cell väggar störs, och intracellulära material extraheras.

Ultraljud assisterad utvinning är ett billigt, enkelt och effektivt alternativ jämfört med konventionella extraktionsmetoder. De främsta fördelarna med ultraljud i solid-vätskeextraktion inkluderar ökningen av utvinning avkastning och snabbare kinetik. Ultraljud extraktion är en ofta använd teknik för utvinning av växtmaterial med flytande lösnings medel och är bevisat för en snabb och mer komplett utvinning process i jämförelse med traditionella metoder eftersom ytan mellan den solida och vätske fasen är signifikant större på grund av cell störningen och partikel spridningen.
Genom användning av ultraljudsbehandling också drift temperaturen kan reduceras, vilket gör utvinning av temperatur känsliga komponenter. Jämfört med andra nya extraktionsmetoder såsom mikrovågs-Assisted extraktion, ultraljud apparaten är billigare och dess funktion är lättare. Dessutom kan ultraljud assisterad utvinning användas med alla lösnings medel, såsom Soxhlet utvinning, för att utvinna en mängd olika naturliga föreningar. [Wang et al. 2006] Vid behov finns explosions säkra system för industriell process kapacitet.
En betydande fördel med ultraljud är påverkan på de viktigaste bearbetnings parametrarna: amplitud, tid, temperatur, tryck och viskositet. Därmed kan extraktionsprocessen optimeras för att säkerställa att strukturen på extrakten inte skadas.

Ultraljud utvinning av kaffe föreningar

Ultraljud-Assisted utvinning är en vanlig metod används för att isolera bioaktiva ämnen från växtmaterial [Dong et al. 2010]. När det gäller kaffe bönor, koffein och antioxidant fenolföreningar kan vara de mest värdefulla föreningarna för utvinning på grund av deras breda tillämpningar inom Pharma och livsmedels industrin. Men också flavonoider, klorogensyra och protocatechuic syra är extrakt som används som tillsatser.
Med hjälp av traditionella extraktionsmetoder som vätske-vätskeextraktion i lösnings medel ökar vanligt vis extraktionseffektiviteten med ökande extraktionstemperaturer. Detta orsakar ofta skador och kvalitet förlust av extraktet som temperatur påverkar stabiliteten i fenolföreningar.
Ultraljud-Assisted solid-vätskeextraktion har visats som en effektiv och tidsbesparande utvinning metod. Den mycket kraftfulla ultraljud krafterna ger den nödvändiga energin för utvinning, så att mindre eller ens inga lösnings medel behövs. Temperaturen kan vara väl kontrollerad som sonicated batch eller flöde cell reaktorn effektivt kan kylas (eller upphettas om det behövs). För utvinning processer med lösnings medel, ger Hielscher Ultrasonics ATEX och FM certifierade explosions säkra ultraljud system också.
På grund av den intensiva extraktionkrafterna av ultraljud, även den redan förbrukade kaffe marken (kaffe avfall) är fortfarande en råvara rik på extraherbara föreningar. Som kaffe avfall material är billigt och finns i stora mängder, det är en idealisk råvara för utvinning av de återstående aktiva föreningarna. Även om halten av koffein och andra komponenter i kaffe avfall är lägre än i oanvänt kaffepulver, fortfarande en stor mängd kvar och är extraherbara. För att frigöra dessa föreningar från kaffe marken, blir den fulla påverkan på bearbetningsparametrarna särskilt betydande. Hög effekt ultraljud kan extrahera höga halter av aktiv förening inom en kort handläggningstid.

Koffein utvinning

Koffein kan påstås vara den vanligast konsumerade stimulerande. Eftersom koffein inte bara konsumeras genom att dricka bryggt kaffe, koffein extrakt används i branschen för att behandla andra produkter med koffein som tillsats. Därmed blir det möjligt att skapa starkare kaffe eller att formulera läskedrycker (t. ex. Cola), energi drycker eller annan mat (t. ex. choklad).
Men koffein används inte bara som tillsats i Mat produktion är det också en viktig aktiv substans i läkemedel. En gemensam tillämpning av koffein extrakt är e.g. blandningen i droger för huvudvärk och migrän eller i smärtstillande.
För att extrahera koffein, den viktigaste alkaloiden i kaffe, ultraljud är en lämplig metod. Wang och hans kollegor [Wang et al. 2011] fann att endast en kort utvinning tid behövs för att nå ett mättat tillstånd, om ultraljud används. Detta innebär att ultraljud en mycket effektiv och tidsbesparande teknik för att få koffein.

Caution: Video "duration" is missing

Aromatiska och arom föreningar

De flyktiga kaffe föreningarna är den mest värdefulla delen av den rostade kaffe bönor och förmedlar kaffe dess unika smak och doft. Kvaliteten på pulver kaffe kan förbättras avsevärt genom tillsats av arom-absorberad kaffe oljor till kaffe pulvret.
En jämför ande studie, examinating utvinning av fenolföreningar från jordgubbar, visade att ultraljud utvinning orsakar mindre nedbrytning av fenoliska och är en mycket snabbare utvinning process jämfört med andra extraktionsmetoder inklusive fast flytande, subkritiskt vatten och mikrovågsassisterad metod. [Herrera et al. 2005]
Studien av Wang och hans kollegor [Wang et al. 2011] visar att låg frekvent, hög effekt ultraljud är mer effektiv för utvinning av kaffe smaker. Speciellt för 4-Tridecanone och 2-metoxi-3-Metylpyrazin, fann de ultraljud utvinning mer lätt och effektiv teknik att få mycket hög utvinning avkastning. Vidare, det visas att temperaturen måste kontrol leras som kaffe smak komponenter är mycket flyktiga vid höga temperaturer. De uppnådde bra extraktion resultat i temperatur intervallet mellan 35 ~ 65 ° c under relativt kort tid ultraljud bestrålning.

Te-extraktion

De resultat som uppnås genom ultraljud assisterad utvinning är också lämpliga för utvinning av te föreningar (t. ex. grönt te blad). En studie av Xia et al. visade en betydligt högre halt av te polyfenoler, aminosyra och koffein i ultraljud behandlade teinfusioner än i de som erhålls genom konventionell utvinning. Detta resulterar i förbättrade resultat under en organoleptisk utvärdering som visade sig: den sensoriska kvaliteten på te infusion med ultraljud-Assisted extraktion var bättre än att te infusion med konventionell extraktion. [Xia et al. 2005]