Hielscher ultraljud teknik

Ultraljud vanilj extraktion – En icke-termisk metod

  • Vaniljextrakt är en smak lösning extratur från vaniljbaljor i en lösning av etanol och vatten.
  • Att producera högkvalitativ vanillin som arom, smak och doft komponent, en effektiv, men ändå mild extraktionsteknik krävs för att förhindra nedbrytning.
  • Ultraljud extraktion är en mild mekanisk utvinning metod, vilket ger hög avkastning av vanillin i en mycket kort utvinning tid.

Högpresterande Ultrasonics för högkvalitativa vanillin extrakt

Som den näst dyraste kryddan efter saffran, kräver vanilj produktion en effektiv utvinning metod, som förhindrar nedbrytning av värdefulla eteriska oljor. Ultraljud utvinning är välkänd och etablerad som en mild, icke-termisk, men ändå mycket effektiv metod för att frigöra bioaktiva föreningar från växtmaterial. Ultraljud utvinning är baserad på fenomenet akustisk kavitation, vilket är en rent mekanisk behandling. Detta gör ultraljudsbehandling den föredragna metoden för isolering av känsliga bioaktiva föreningar såsom smaker föreningar och eteriska oljor, t. ex. vanillin, polyfenoler, eller antioxidanter från växter.

Fördelar med ultraljud Vanilla extraktion

  • Överlägsen avkastning
  • Snabb utvinning – inom några minuter
  • Högkvalitativa extrakt – Milda, icke-termisk
  • Gröna lösnings medel (t. ex. vatten/etanol)
  • Kostnadseffektiva
  • Enkel och säker drift
  • Låga investerings-och drifts kostnader
  • 24/7 drift under tunga last-
  • Grön, miljö vänlig metod

Ultraljud vanilj extraktion – i batch-eller kontinuerligt flödes läge

UP400St upprörd 8L utvinning setupBatch: Ultraljud utvinning processer kan drivas som enkla satsvis processer eller som inline behandling, där mediet kontinuerligt matas genom ett ultraljud genomflöde reaktor.
Batchbearbetning är en enkel procedur, där extraktionen utförs parti för lott. Hielscher Ultrasonics erbjuder ultraljud processorer för små till stora partier, dvs 1L till 120L.
För bearbetning av partier på 5 till 10L rekommenderar vi UP400St (400W, pic. Left) med sonotrode S24d22L2D.
För bearbetning av partier på ca 120L rekommenderar vi UIP2000hdT (2kW, pic. Right kolumn överst) med sonotrode RS4d40L4.

2kW batch ultraljudsbehandling setup för utvinning av ört extrakt

120L ultraljud batch utvinning av Botanicals med UIP2000hdT och omrörare

Informationsförfrågan




Notera vår Integritetspolicy.


Genomflöde: För större volymer och fullskalig kommersiell utvinning, en kontinuerlig flytande ström matas genom ett ultraljud reaktor, där lösnings medlet/botaniska flyt gödsel är intensivt sonicated.
För en volym på ca 8L/min., rekommenderar vi att UIP4000hdT (4kW, pic. Right) med sonotrode RS4d40L3 och tryckbart flöde-cell FC130L4-3G0

Fallstudie av ultraljud Vaniljextraktion

Jadhav et al. (2009) jämförde ultraljud-Assisted utvinning (UAE) och Soxhlet utvinning. Forskningen bekräftade att ultraljud extraktion intensifierar frisättningen av vanillin signifikant jämfört med Soxhlet extraktion. Den Soxhlet behandling krävs drifts temperatur på 95 ° c, lösnings medel: lösningshastighet förhållandet 66.67 ml/g och en utvinning tid på 8hrs resulterade i release ca. 180ppm vanillin. Ultraljud-Assisted extraktion (UAE) krävs endast 1 timme att släppa ca. 140ppm vanillin med samma lösnings medel: lösningshastighet vid rums temperatur.
Rasoamandrary et al. (2013) jämförde effektiviteten av vanillin extraktion med en 100W sond-typ ultrasonicator (t. ex. UP100H), ett ultraljudsbad och ett varmt vatten bad. Forskarna drog satsen att sonden-typ ultrasonicator är en kraftfull utvinning verktyg på grund av dess hög intensitet ultraljud. Därför outprestade sonden-typ ultrasonicator alternativa extraktionsmetoder genom att ge liknande/eller högre avkastning av vanillin extraheras i en betydligt kortare utvinning tid och mindre lösnings medel (dvs. etanol) konsumtion.
Jämförelsen av de tre extraktionsmetoderna – ultraljud sond, ultraljudsbad, varm vatten bad extraktion – visade att vanillin extraktion var mest effektivt för sond-ultraljudsbehandling med 40% etanol (v/v) vid omgivnings temperatur på 30 ° c och en extraktion tid av 1 timme. Vatten badet extraktion krävde en 50% etanol (v/v) koncentration vid 56 ° c i 15 timmar.

UIP4000hdT 4kW kraftfull ultraljud processor för utvinning

UIP4000hdT – 4kW ultraljud Extractor för kontinuerlig inline behandling.

Ultraljud utrustning för högpresterande extraktion

Hielscher Ultrasonics är specialiserat på tillverkning högpresterande ultraljud processorer för produktion av högkvalitativa extrakt från växter.
Hielschers breda produkt portfölj sträcker sig från små, kraftfulla labb ultrasonicators till robust bänk och helt industriella system, som levererar hög intensitet ultraljud för effektiv utvinning och isolering av bioaktiva ämnen (t. ex. Quercetin, Koffein, curcumin, Terpener etc.). Alla Ultrasonic enheter från 200W till 16, 000W har en färgad display för digital kontroll, ett integrerat SD-kort för automatisk data registrering, fjärrstyrd webbläsare och många fler användarvänliga funktioner. Den sonotrodes och flöde celler (de delar, som är i kontakt med mediet) kan autoklaveras och är lätta att rengöra. Alla våra ultrasonicators är byggda för 24/7 drift, kräver lågt underhåll och är enkla och säkra att använda.
Colored touch display of the new hdT series of Hielscher's industrial ultrasonicatorsEn digital färg skärm gör det möjligt för en användarvänlig kontroll av ultrasonicator. Våra system klarar av att leverera från låga upp till mycket höga amplituder. För utvinning av polyfenoler och andra bioaktiva föreningar såsom vanillin, erbjuder vi speciella ultraljud sonotrodes (även känd som ultraljud sonder eller horn) som är optimerade för en förnuftig isolering av högkvalitativa aktiva substanser. Robustheten av Hielschers ultraljud utrustning möjliggör 24/7 drift vid tunga och i krävande miljöer.
Den exakta kontrollen av ultraljud process parametrar säkerställer reproducerbarhet och process standardisering.
Nedanstående tabell ger dig en indikation på hur mycket våra ultraljudsapparater kan hantera:

batch Volym Flödeshastighet Rekommenderade Devices
1 till 500 ml 10 till 200 ml / min UP100H
10 till 2000 ml 20 till 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 till 20L 0.2 till 4L / min UIP2000hdT
10 till 100 liter 2 till 10 1 / min UIP4000hdT
n.a. 10 till 100 l / min UIP16000
n.a. större kluster av UIP16000

Kontakta oss! / Fråga oss!

Be om mer information

Använd formuläret nedan om du vill begära ytterligare information om ultraljud homogenisering. Vi ska vara glada att kunna erbjuda dig ett ultraljud system som uppfyller dina krav.









Observera att våra Integritetspolicy.


Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultrasonicators för sonochemical applikationer.

Hög effekt ultraljud processorer från Lab till pilot och industriell skala.

Litteratur / Referenser

  • Jadhav D. et al. (2009): extraktion av vanillin från vaniljskidor: en jämförelse studie av konventionella Soxhlet och ultraljud assisterad extraktion. Tidning för livsmedels teknik 93, 2009:421 – 426.
  • Rasoamandrary N. et al. (2013): förbättrad utvinning av vanillin 4-hydroxi-3-metoxibenzaldehyd från härdad vanilj bönor med hjälp av ultraljud-Assisted extraktion: en jämförelse av ultraljud-Assisted och varm vatten bad extraktion.


Fakta Värt att veta

Arbets principen för ultraljud extraktion

Tillämpningen av intensiva ultraljud vågor till ett flytande medium resulterar i kavitation. Fenomenet kavitation leder lokalt till extrema temperaturer, tryck, värme/kyla priser, tryckdifferentialer och hög skjuvning krafter i mediet. När kavitation bubblor implodera på ytan av fasta ämnen (såsom partiklar, växt celler, vävnader etc.), mikro-Jets och interparticlular kollision generera effekter såsom ytpeeling, erosion och partikel nedbrytning. Dessutom, implosion av kavitation bubblor i flytande Media skapa makro-turbulenser och mikro-blandning.

Kavitation bubblor kan differentieras i stabila och övergående bubblor. (Klicka för att förstora!)

Fig. 1: skapa stabila och övergående kavitation bubblor.
(a) förskjutning, (b) övergående kavitation, (c) stabil kavitation, d) Tryck
[anpassad från Santos et al. 2009]

Ultraljud irraditation av växtmaterial fragment matrisen av växt celler och förbättrar hydrering av samma. Chemat et al (2015) dra satsen att ultraljud utvinning av bioaktiva föreningar från växter är resultatet av olika oberoende eller kombinerade mekanismer inklusive fragmentering, erosion, kapillaritet, detexturation, och sonoporation. Dessa effekter stör cell väggen, förbättra Mass överföring genom att trycka lösnings medel i cellen och sugande Phyto-sammansatta laddade lösnings medel ut, och säkerställa flytande rörelse genom mikro-blandning.

Ultraljud som är störande används för extraktioner från Phyto källor (t. ex. växter, alger, svampar)

Ultraljud extraktion från växt celler: den mikroskopiska tvärgående avsnitt (TS) visar mekanismen för åtgärder under ultraljud extraktion från celler (förstoring 2000x) [resurs: Vilkhu et al. 2011]

Ultraljud extraktion uppnår en mycket snabb isolering av föreningar-överträffar konventionella extraktionsmetoder i kortare process tid, högre avkastning, och vid lägre temperaturer. Som en mild mekanisk behandling, ultraljud-Assisted extraktion undviker termisk nedbrytning av bioaktiva komponenter och utmärker sig i jämförelse med andra tekniker såsom konventionell vätskeextraktion, vattEller Soxhlet utvinning, som är kända för att förstöra värme känsliga molekyler. På grund av dessa fördelar, ultraljud extraktion är den föredragna tekniken för frisättning av temperatur känsliga bioaktiva föreningar från växter.

Vanillin

Vanilj är en uppskattad smak, som kan utvinnas ur orkidéer från släktet Vanilla, främst från den mexikanska arten, flatbladig vanilj (V. planifolia). Den unikt smaksatt föreningar av vanilj orkidé finns i dess frukt, vilket resulterar från pollinering av blomman. Dessa frö kapslar är ungefär en 1/3 x 6 inches, med en brunaktig röd till svart färg när den är mogen. Insidan av dessa baljor är en oljig vätska full av små frön. Både Pod och frön används för produktion av vanillin.
Även om vanillin är den primära arom föreningen i vaniljväxten innehåller rent vaniljextrakt flera hundra ytterligare smak ämnen, som bidrar till dess komplexa, djupa smak.
Vanilj väsen förekommer i två former, nämligen verkliga vanillin essensen från vanilj frö kapsel och industriellt syntetiseras vanillin. Real seedpod extrakt är en komplex blandning av flera hundra olika föreningar. Den kemiska föreningen vanillin – 4-hydroxi-3-metoxibensaldehyd – är den största bidraget till den karakteristiska smaken och doften av äkta vanilj och är den viktigaste smaken komponent av härdade vaniljbönor. Förutom vanillin kan andra kemiska föreningar som acetaldehyd, ättiksyra, Furfural, hexanonsyra syra, 4-hydroxibensaldehyd, eugenol, metylcinnamat och isobutyric syra bidra till vaniljens komplexa arom.

Vanilj sorter

Bourbon vanilj eller Bourbon-Madagaskar vanilj framställs av V. planifolia växter, som växer på Indiska oceanen öar som Madagaskar, Komorerna, och Réunion, som tidigare hette Île Bourbon. Termen “Bourbon vanilj” beskriver också den distinkta vanilj arom som härrör från V. planifolia.
Mexikansk vanilj, extraheras från infödda V. planifolia, produceras i mycket lägre kvantiteter. Mexikansk vanilj är känd och marknadsförs som vanilj från landet av dess ursprung, eftersom V. planifolia växten är infödd till Mesoamerica.
Tahitian vanilj kommer från franska Polynesien, producerad från V. tahitiensis växten. Genetisk analys visar denna art är möjligen en sort från en hybrid av V. planifolia och V. odorata.
Västindisk vanilj är tillverkad av V. pomen, som odlas i Karibien och Central-och Sydamerika.