Ultraljudsproduktion av smakämnen
- Ultraljudsextraktion ökar avkastningen och förkortar processtiden.
- Ultraljud är nyckeltekniken för hållbar grön extraktion eftersom det är en säker process som använder säkra, gröna lösningsmedel.
- Dessutom har den en mycket hög energieffektivitet.
Botaniska extrakt
Ultraljud extraktion är kommersialiserad teknik för produktion av högkvalitativa extrakt för maten & dryckes-, läkemedels- och kosmetikindustrin.
“Med hjälp av ultraljud kan fullständiga extraktioner nu slutföras på några minuter med hög reproducerbarhet, vilket minskar förbrukningen av lösningsmedel, förenklar manipulering och upparbetning, ger högre renhet hos slutprodukten, eliminerar efterbehandling av avloppsvatten och förbrukar endast en bråkdel av den fossila energi som normalt behövs för en konventionell extraktionsmetod som Soxhlet-extraktion, maceration eller Clevenger-destillation. Flera klasser av livsmedelskomponenter såsom aromer, pigment, antioxidanter och andra organiska och mineraliska föreningar har extraherats, analyserats och formulerats effektivt från en mängd olika matriser (främst animaliska vävnader, mikroalger, jäst, livsmedel och växtmaterial).” [Chemat et al. 2017]
Som marknadsledare har Hielscher Ultrasonics etablerat en bred databas med kunskap om ultraljudsextraktionsprocesser inklusive extraktion av kryddor, örter, blommor, frukter, grönsaker för produktion av smaker och dofter. Hielscher Ultrasonics har fått djupgående kunskaper om utvinning av olika växtmaterial som t.ex. kaffe, saffran, druvor (vin)ek teblad, lavendel, mynta, Stevia, chilipeppar, vanilj, kakao, Boldus bladoch många andra.
Ultraljud extraktionsprocesser kan utföras med nästan alla lösningsmedel såsom vatten, alkohol, oljor, hexan, bensen etc.
För produktion av smaker, dofter och aktiva komponenter, som kommer att användas som ingredienser i maten & dryckes-, läkemedels-, kosmetika- och parfymindustrin är användningen av ofarliga, gröna lösningsmedel som vatten och alkohol en stor fördel.
Industriell installation av ultraljudsextraktorn UIP4000hdT för produktion av botaniska extrakt.
- ultraljudsbehandling
- termo-ultraljudsbehandling
- mano-ultraljudsbehandling
- termo-mano-ultraljudsbehandling
- Ultraljud Soxhlet (Sono-Soxhet)
- Ultraljud superkritisk extraktion
Ultraljudsmetoden ger bättre extraktion jämfört med de flesta av de konventionella extraktionsprocesserna, t.ex. maceration, när det gäller processtid, högre avkastning, mer energibesparing, renlighet, säkerhet och produktkvalitet. Särskilt när det gäller produktion av livsmedel, drycker och farmaceutiska och kosmetiska tillsatser är den gröna ultraljudsextraktionstekniken en stor fördel när det gäller produktsäkerhet.
Transparenta smakemulsioner
Emulsioner är en vanlig tillsats för att funktionalisera livsmedel och drycker med avseende på smak, näringsvärde och stabilitet. Särskilt för formuleringen av drycker är klarheten en viktig faktor eftersom slutprodukten inte bara måste uppfylla kvalitets- och näringsstandarder, utan även optiska standarder. För klara drycker och livsmedel innebär detta att emulsionstillsatsen inte bör störa det eftersträvade slutliga kvalitetsmålet. Därmed är en klar emulsion lättare att bearbeta. På grund av sin storlek är nanoemulsioner transparenta och genomskinliga (åtminstone för blotta ögat). På grund av deras höga kinetiska stabilitet, låga viskositet, höga transparens och höga stabilitet mot sedimentering, krämning, koalescens och flockning används de ofta som ingredienser.
Ju större dropp-/partikelstorlek, desto mer opacitet bidrar slutprodukten med. För formulering av klara drycker ger användningen av en klar emulsion med nanodroppar de bästa resultaten. Ultraljudsemulgering gör det möjligt att producera W/O, O/W, inversa emulsioner, samt dubbla eller flera emulsioner W/O/W med droppar i nanoområdet (så kallade miniemulsioner, nanoemulsioner, ultrafina emulsioner eller submikronemulsioner). Droppstorleken kan justeras och styras av ultraljudsprocessparametrar. Hielschers ultraljudsenheter är exakt kontrollerbara för optimala och reproducerbara processresultat.
Ultraljud extraktion från örter
Klicka här för att läsa mer om MultiPhaseCavitator!
Klicka här för att läsa mer om ultraljudsemulgering!
Inkapsling av smak
Användningen av liposomer i läkemedels- och livsmedelsprodukter ökar kontinuerligt. Liposomer kan användas som bärare av aktiva molekyler, t.ex. näringsämnen och läkemedel. Genom ultraljudsbehandling kan liposomer bildas genom emulgering av en lipid / vattensuspension eller genom ultraljudsbehandling av multilamellära vesiklar (MLV). Genom ultraljudsemulsionsprocessen bryts lipidlager i mindre sprickor, så att dessa bitar skapar sig själva till små unilamellära vesiklar (SUV) som består av fosfolipider. Under ultraljudsbehandling processen, aktiva ingredienser kan kapslas in i liposomerna.
Klicka här för att lära dig mer om ultraljudsproduktion av liposomer!
System för utvinning av ultraljud
Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten för våra mest populära ultraljudsextraktionssystem:
- Gröna lösningsmedel
- Högre avkastning
- kortare extraktionstid
- Säkerhet
- Snabb avkastning på investeringen
- Låga kostnader
Ultraljud superkritisk extraktion
Superkritisk vätska och superkritisk CO2 Extraktion En av de viktigaste extraktionsteknikerna när det gäller produktion av smaker och dofter.
Superkritisk koldioxid är ett selektivt lösningsmedel med justerbar densitet. Dess selektivitet och lösningsmedelseffekt beror på den variabla densiteten som kan påverkas av trycket och temperaturen.
Genom att kombinera superkritisk extraktion med ultraljudsbehandling, blir det möjligt att använda lösningsmedel av livsmedelskvalitet som alkohol eller vatten och ändå uppnå höga extraktionshastigheter och höga utbyten.
Använd formuläret nedan för att få mer information om våra ultraljudsextraktionssystem och deras tillämpningar!
Den kompakta SonoStation kombinerar en 38 liters omrörd tank med en justerbar progressiv kavitetspump som kan mata upp 3 liter per minut till en eller två ultraljudsflödescellsreaktorer.
Hielschers ultraljudsmatberedare är tillgängliga för alla processskalor.
Litteratur / Referenser
- Dent, M.; Dragović-Uzelac, V; Elez Garofulić, I.; Bosiljkov, T.; Ježek, D.; Brnčić, M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound-assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from Sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q., 29 (3), 2015. 475–484.
- Djenni, Z.; Pingret, D.; Mason, T.J.; Chemat, F. (2013): Sono–Soxhlet: In Situ Ultrasound-Assisted Extraction of Food Products. Food Anal. Methods 6, 2013. 1229-1233.
- Petigny, L.; Périno-Issartier, S.; Wajsman, J.; Chemat, F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). Int. J. Mol. Sci. 2013, 14, 5750-5764.
- Sicaire, Anne-Gaëlle; Vian, Maryline Abert; Fine, Frédéric; Carré, Patrick; Tostain, Sylvain; Chemat, Farid (2016): Ultrasound induced green solvent extraction of oil from oleaginous seeds. Ultrasonics Sonochemistry (2016), Vol. 31. 319-329.
- Šic Žlabur, J.; Voća, S.; Dobričević, N.; Brnčić, M.; Dujmić, F.; Rimac Brnčić, S. (2015): Optimization of ultrasound assisted extraction of functional ingredients from Stevia rebaudiana Bertoni leaves. Int. Agrophys. 29, 2015. 231-237.
Mer om ultraljud extraktion
Ultraljudsextraktion är en välkänd och pålitlig metod för att producera extrakt från olika växtbaserade råvaror. Ultraljud med hög effekt ökar massöverföringen mellan råmaterialet och lösningsmedlet genom att trycka in lösningsmedlet i cellstrukturen och spola ut det med en hastighet av cirka 20 000 gånger per sekund (vid 20 kHz). Ultraljudsbehandling har visat sig vara en mycket mild, men ändå mycket effektiv metod – Skapa högre skördar och extrakt av högre kvalitet på kortare bearbetningstid!
Följande material har redan varit mycket framgångsrika extraherade genom ultraljud:
Kryddor: saffran, chilipeppar (t.ex. capsaicin), ingefära, kanel, vanillin / vanilj, rosmarinsyra, salvia, rosmarin, majoram, basilika, etc.
Örter: pepparmynta, teer (t.ex. svart, grönt, Pai Mu Tan, jasmin, rooibos, honeybush), grönmynta, stevia, cannabis, etc.
blommor: lavendel, patcholi, ylang-ylang, ros, etc.
Frukt och grönsaker: vin, vindruvor / druvkärnor, kaffe, kakao, oliver, apelsin / apelsinskal, tomat, guaranafrön, oljehaltiga frön (mandel, sojabönor, papayafrön, linfrön, solros, rapsfrön), granatäppleskal, spenat, mullbär, rötter, etc.
mikroorganismer: alger, spirulina, mikroalger (Nannochloropsis spp mikroalger, Nannochloropsis oculata mikroalger, Dunaliella salina mikroalger), Synechococcus sp. cyanobakterier, Xanthophyllomyces dendrorhous jäst, Trichosporon oleaginosisus jäst, oljehaltig svamp, Cordyceps sinensis svamp
Riktade extrakt, som erhålls genom ultraljudsbehandling, är eteriska oljor, vitaminer, lipider, proteiner och fytokomplex såsom fenoler, antioxidanter, polysackarider, oleoresiner, estrar, essenser, proteinhydrolysater, aminosyror, saponiner, flavonoider, alkaloider (t.ex. morfin, kodein, tebain), pigment / färgämnen (karotinoider, klorofyll, fykocyanin), antocyaniner, limonen, alantolakton, isoalantolakton och andra aktiva substanser.
Om grön utvinning
Grön utvinning är inriktad på miljövänliga, hållbara metoder. Att minska energiförbrukningen i processen, användningen av alternativa lösningsmedel och förnybara naturliga råvaror är därför nyckelfaktorer för grön utvinning. Målet är att säkerställa ett säkert extrakt av hög kvalitet. För att få en säker produkt av hög kvalitet är det viktigt att använda alternativa, återvinningsbara och säkrare lösningsmedel. Genom att minska den totala toxiciteten i processen och slutprodukterna kan konsumenterna dra nytta av en hälsosammare och säkrare produkt och producenterna skapar en säkrare bearbetningsmiljö för sina anställda.