การสกัดอบเชยแบบเทอร์โบด้วยอัลตราโซนิก

การสกัดอบเชยแบบดั้งเดิมใช้เวลานานและมีประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำ การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการที่เรียบง่าย แต่มีประสิทธิภาพสูงมาก ซึ่งลดเวลาการสกัดเหลือเพียงไม่กี่ชั่วโมง พร้อมกับเพิ่มผลได้ของน้ำมันหอมระเหยอบเชย

การสกัดอบเชยที่มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้นด้วยอัลตราโซนิก

การสกัดน้ำมันหอมระเหยอบเชยแบบดั้งเดิมใช้การกลั่นด้วยไอน้ำจากเปลือกและใบอบเชย การกลั่นด้วยไอน้ำแบบดั้งเดิมช้ามากและใช้เวลานาน ยิ่งตั้งเป้าหมายผลได้ของน้ำมันอบเชยไว้สูง การกลั่นด้วยไอน้ำก็ยิ่งใช้เวลานาน ซึ่งหมายความว่าการกลั่นใบอบเชยด้วยไอน้ำหนึ่งหม้อต้มอาจใช้เวลานานถึง 12 ชั่วโมง ขณะที่การกลั่นเปลือกอบเชยด้วยไอน้ำอาจใช้เวลามากกว่า 24 ชั่วโมง การสกัดด้วยอัลตราโซนิกทำลายโครงสร้างเซลล์ของเปลือกและใบอบเชย ทำให้น้ำมันอบเชยถูกปลดปล่อยออกมาอย่างรวดเร็วและสมบูรณ์ การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเร่งการกลั่นด้วยไอน้ำอย่างมาก โดยลดเวลากระบวนการจากหนึ่งวันเต็มเหลือเพียงไม่กี่ชั่วโมง พร้อมกับเพิ่มผลได้ของน้ำมันหอมระเหยอบเชย
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกปลดปล่อยสารให้กลิ่นของอบเชยได้ครบทุกกลุ่ม รวมถึง cinnamaldehyde, linalool, eugenol และ cinnamic acid การได้สารสกัดที่มีสารประกอบน้ำมันหอมระเหยคุณภาพสูงครบทุกกลุ่มเป็นเหตุผลที่น้ำมันอบเชยซึ่งสกัดด้วยอัลตราโซนิกมีคุณภาพเหนือกว่า โดยเฉพาะ cinnamaldehyde ซึ่งเป็นสารประกอบอินทรีย์หลักที่ให้รสชาติและกลิ่นอันเป็นเอกลักษณ์ของอบเชย เนื่องจากการใช้คลื่นอัลตราโซนิกเป็นการบำบัดที่ไม่ใช้ความร้อน จึงป้องกันสารประกอบน้ำมันหอมระเหยจากการเสื่อมสภาพด้วยความร้อน ดังนั้น การสกัดด้วยอัลตราโซนิกจึงผลิตน้ำมันหอมระเหยที่มีกลิ่นเข้มข้นและเป็นไปตามมาตรฐานคุณภาพสูงสุด
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกสามารถใช้กับเปลือกและใบอบเชยได้ น้ำมันจากใบอบเชยมีกลิ่นแรงกว่าน้ำมันจากเปลือก ใบอบเชยมี eugenol ในปริมาณสูง

เหตุใดการสกัดด้วยอัลตราโซนิกจึงเหนือกว่าการกลั่นด้วยไอน้ำ

ในการผลิตน้ำมันหอมระเหยจากอบเชยด้วยการกลั่นด้วยไอน้ำ ต้องปลดปล่อยน้ำมันหอมระเหยออกจากเมทริกซ์ของพืชก่อน (กล่าวคือ เซลล์พืชในใบหรือเปลือกอบเชย) ในการกลั่นด้วยไอน้ำ วัตถุดิบพืชอบเชยจะถูกต้มในหม้อต้มนานถึง 24 ชั่วโมง ความร้อนเพียงอย่างเดียวมีประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำในการทำลายโครงสร้างเซลล์และปลดปล่อยน้ำมันหอมระเหยที่กักอยู่ โดยทั่วไป การต้มไม่สามารถปลดปล่อยน้ำมันหอมระเหยที่กักอยู่ได้อย่างสมบูรณ์ และน้ำมันที่เหลืออยู่ในปริมาณมากจึงสูญเปล่า เนื่องจากไม่ได้ถูกสกัดออกมา หลังจากกระบวนการสกัดด้วยความร้อน จึงดำเนินการกลั่นด้วยไอน้ำ โดยต้มส่วนผสมของของเหลวสองชนิดที่ไม่ผสมเป็นเนื้อเดียวกัน (กล่าวคือ น้ำมันหอมระเหยและน้ำ) ส่วนผสมเริ่มเดือดเมื่อความดันไอรวมเท่ากับ 760 mm Hg ดังนั้น จุดเดือดของส่วนผสมน้ำและน้ำมันหอมระเหยจึงต่ำกว่าจุดเดือดขององค์ประกอบแต่ละชนิดเมื่ออยู่แยกกัน การกลั่นด้วยน้ำแบบดั้งเดิมมีข้อเสียสำคัญ คือ กระบวนการต้มและการใช้ไอน้ำที่ยาวนานสิ้นเปลืองเวลาและพลังงานมาก
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกทำงานโดยอาศัยคาวิเทชันจากคลื่นเสียง คาวิเทชันจากคลื่นเสียงเกิดขึ้นเมื่อส่งผ่านพลังงานของคลื่นอัลตราโซนิกกำลังสูงเข้าสู่ของเหลว (เช่น สารแขวนลอยที่ประกอบด้วยวัตถุดิบพืชในตัวทำละลายหรือน้ำ) คลื่นอัลตราโซนิกเคลื่อนผ่านของเหลว ทำให้เกิดวัฏจักรความดันสูง / ความดันต่ำสลับกัน ในช่วงวัฏจักรความดันต่ำ จะเกิดฟองสุญญากาศขนาดเล็กมาก (เรียกว่า ฟองคาวิเทชัน) ซึ่งขยายตัวตลอดหลายวัฏจักรความดัน เมื่อฟองมีขนาดถึงระดับหนึ่งและไม่สามารถดูดซับพลังงานได้อีก ฟองจะยุบตัวเข้าด้านในอย่างรุนแรงในช่วงวัฏจักรความดันสูง การยุบตัวของฟองมีลักษณะเด่นคือแรงคาวิเทชันที่รุนแรง รวมถึงการไหลปั่นป่วนระดับจุลภาคและกระแสของเหลวที่มีความเร็วสูงถึง 100m/s ผลของแรงเฉือนจากคาวิเทชันเหล่านี้เรียกอีกอย่างว่าผลเชิงกลจากคลื่นเสียง การสกัดโมเลกุลที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพด้วยอัลตราโซนิกเกิดจากผลเชิงกลจากคลื่นเสียงเป็นหลัก กล่าวคือ การกวนและการไหลปั่นป่วนทำลายเซลล์และส่งเสริมการถ่ายเทมวล ซึ่งหมายความว่าโมเลกุลที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ เช่น น้ำมันหอมระเหย โพลีฟีนอล เทอร์พีน และแคนนาบินอยด์ ถูกปลดปล่อยจากเมทริกซ์เซลล์พืชเข้าสู่ตัวทำละลาย
ข้อได้เปรียบของการสกัดด้วยอัลตราโซนิกเหนือวิธีต้มและกลั่นด้วยไอน้ำแบบดั้งเดิมคือสามารถสกัดน้ำมันหอมระเหยและสารประกอบอินทรีย์อื่น ๆ ได้มากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกัน โดยใช้เวลาสั้นลงอย่างมาก ผลได้จากการสกัดที่สูงขึ้นช่วยหลีกเลี่ยงการสูญเสียวัตถุดิบและทำให้การสกัดสร้างผลกำไรได้มากขึ้น การสกัดด้วยอัลตราโซนิกช่วยประหยัดเวลาและพลังงานได้อย่างมาก ในฐานะวิธีที่ไม่ใช้ความร้อน การสกัดด้วยอัลตราโซนิกจึงป้องกันสารประกอบที่ไวต่อความร้อนจากการเสื่อมสภาพอันเกิดจากความร้อน
อุณหภูมิที่ไม่สูงและเวลากระบวนการที่สั้นเป็นข้อได้เปรียบสำคัญของการสกัดด้วยอัลตราโซนิก เนื่องจากป้องกันการสลายตัวด้วยความร้อนของสารสกัดธรรมชาติได้ ทำให้การสกัดด้วยอัลตราโซนิกมีประสิทธิภาพสูงมาก และด้วยเหตุนี้ การใช้คลื่นอัลตราโซนิกจึงให้น้ำมันหอมระเหยที่มีคุณภาพเหนือกว่า

กรณีศึกษาการสกัดอบเชยด้วยอัลตราโซนิก

ภาคการวิจัยและอุตสาหกรรมได้นำการสกัดด้วยอัลตราโซนิกมาใช้แล้วในการผลิตน้ำมันหอมระเหยคุณภาพสูงจากพืชหลายชนิด รวมถึงใบและเปลือกอบเชย

การกลั่นอบเชยด้วยน้ำโดยใช้อัลตราโซนิก

Chen et al. (2020) ศึกษาการกลั่นด้วยน้ำที่เสริมด้วยอัลตราโซนิก และสรุปว่าการใช้คลื่นอัลตราโซนิกช่วยปรับปรุงกระบวนการกลั่นได้อย่างมาก การกลั่นด้วยไอน้ำโดยใช้อัลตราโซนิกให้ผลได้ของน้ำมันอบเชยสูงขึ้นภายในเวลาการสกัดที่ลดลงอย่างมาก จากการวิเคราะห์ด้วย GC-MS พวกเขาแสดงให้เห็นว่าการกลั่นด้วยน้ำโดยใช้อัลตราโซนิกช่วยให้น้ำมันหอมระเหยที่มีคุณค่ามากกว่า โดยมีสารประกอบหลัก trans-cinnamaldehyde ในปริมาณสูงเมื่อเทียบกับการกลั่นด้วยน้ำแบบดั้งเดิม ภาพถ่ายจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) ยืนยันประสิทธิภาพของการใช้คลื่นอัลตราโซนิกในการสกัดน้ำมันอบเชย นอกจากนี้ การวิเคราะห์การใช้ไฟฟ้าและการปล่อย CO2 แสดงให้เห็นว่ากระบวนการกลั่นด้วยน้ำโดยใช้อัลตราโซนิกช่วยเป็นแนวทางที่ประหยัดกว่าและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า ดังนั้น Chen et al. จึงสรุปว่าการกลั่นด้วยน้ำโดยใช้อัลตราโซนิกช่วยเป็นเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสำหรับการสกัดน้ำมันหอมระเหยอบเชย ซึ่งสามารถปรับปรุงทั้งปริมาณและคุณภาพของน้ำมันอบเชยได้

การสกัดอบเชยด้วยอัลตราโซนิกโดยใช้ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึก

มีการแสดงให้เห็นว่าการสกัดด้วยอัลตราโซนิกโดยใช้ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกเป็นเทคนิคที่เหนือกว่าในการสกัด trans-cinnamaldehyde และ coumarin จากเปลือกอบเชยให้ได้ผลได้สูง
วิธีนี้ภายใต้สภาวะที่เหมาะสมที่สุดให้ปริมาณ trans-cinnamaldehyde และ coumarin สูงกว่าที่ได้จากวิธีทั่วไป (การสกัดแบบไหลย้อนกลับ การสกัดแบบซอกซ์เลต และการแช่สกัด) ซึ่งใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ (เอทานอล 96%) พบว่าสภาวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการสกัดด้วยอัลตราโซนิกโดยใช้ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกจากธรรมชาติคือ choline chloride-citric acid (ChCl-CA) ที่เติมน้ำ 40% และใช้เวลาสกัด 30 นาที เพื่อสกัด trans-cinnamaldehyde (9.24 ± 0.01 mg/g) และ coumarin (11.6 ± 0.11 mg/g) จากเปลือกอบเชย (C. burmannii Blume) ควรศึกษาต่อไปเพื่อสำรวจฤทธิ์ทางเภสัชวิทยาของ trans-cinnamaldehyde และ coumarin จากเปลือกอบเชย (ดู Aryati et al. 2020 ประกอบ)

ภาพพื้นผิวของเปลือกอบเชยจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดที่กำลังขยาย 1000x; ผงแห้ง (a); หลังการแช่สกัด (b); หลังการสกัดแบบไหลย้อนกลับ (c); หลังการสกัดแบบซอกซ์เลต (d); หลังการสกัดโดยใช้ NADES-UAE ChCl-CA (e).
การศึกษาและภาพโดย Aryati et al. 2020

เครื่องสกัดด้วยอัลตราโซนิกสมรรถนะสูง

การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นเทคโนโลยีกระบวนการที่เชื่อถือได้ ซึ่งช่วยให้การผลิตน้ำมันหอมระเหยคุณภาพสูงง่ายขึ้นและรวดเร็วขึ้น กลุ่มผลิตภัณฑ์ของ Hielscher Ultrasonics ครอบคลุมครบทุกระดับ ตั้งแต่เครื่องอัลตราโซนิกสำหรับห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัดไปจนถึงระบบสกัดระดับอุตสาหกรรม ด้วยเหตุนี้ เราที่ Hielscher จึงสามารถเสนอเครื่องอัลตราโซนิกที่เหมาะสมที่สุดกับกำลังการดำเนินกระบวนการที่คุณวางแผนไว้ บุคลากรของเราที่มีประสบการณ์ยาวนานจะช่วยเหลือคุณตั้งแต่การทดสอบความเป็นไปได้และการปรับกระบวนการให้เหมาะสมที่สุด ไปจนถึงการติดตั้งระบบอัลตราโซนิกของคุณในระดับการผลิตขั้นสุดท้าย
เครื่องสกัดด้วยอัลตราโซนิกของเราใช้พื้นที่ติดตั้งน้อย อีกทั้งมีตัวเลือกการติดตั้งที่หลากหลาย จึงติดตั้งได้แม้ในสถานที่ดำเนินกระบวนการที่มีพื้นที่จำกัด เครื่องประมวลผลด้วยอัลตราโซนิกได้รับการติดตั้งในโรงงานผลิตอาหาร ยา และผลิตภัณฑ์เสริมอาหารทั่วโลก

Hielscher Ultrasonics – อุปกรณ์สกัดที่มีเทคโนโลยีล้ำหน้า

กลุ่มผลิตภัณฑ์ของ Hielscher Ultrasonics ครอบคลุมเครื่องสกัดด้วยอัลตราโซนิกสมรรถนะสูงครบทุกระดับ ตั้งแต่ขนาดเล็กไปจนถึงขนาดใหญ่ อุปกรณ์เสริมเพิ่มเติมช่วยให้ประกอบชุดอุปกรณ์อัลตราโซนิกที่เหมาะสมที่สุดกับกระบวนการสกัดของคุณได้อย่างง่ายดาย การจัดระบบอัลตราโซนิกที่เหมาะสมที่สุดขึ้นอยู่กับกำลังการผลิตที่วางแผนไว้ ปริมาตร วัตถุดิบ กระบวนการแบบแบตช์หรือแบบอินไลน์ และกรอบเวลา

แบบแบตช์และแบบอินไลน์

เครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher สามารถใช้ดำเนินกระบวนการแบบแบตช์และแบบไหลผ่านต่อเนื่องได้ การดำเนินกระบวนการด้วยอัลตราโซนิกแบบแบตช์เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทดสอบกระบวนการ การปรับให้เหมาะสมที่สุด และการผลิตระดับเล็กถึงกลาง สำหรับการผลิตวัตถุดิบพืชปริมาณมาก (เช่น ใบและเปลือกอบเชย) การดำเนินกระบวนการแบบอินไลน์อาจมีข้อได้เปรียบมากกว่า แม้การดำเนินกระบวนการแบบแบตช์ต้องการเพียงการจัดระบบที่เรียบง่ายมาก แต่ใช้เวลาและแรงงานมากกว่า กระบวนการสกัดแบบอินไลน์ต่อเนื่องต้องการการจัดระบบที่ซับซ้อน – ประกอบด้วยปั๊ม สายยางหรือท่อ และถัง – แต่มีประสิทธิภาพมากกว่า รวดเร็วกว่า และใช้แรงงานน้อยกว่าอย่างมาก Hielscher Ultrasonics มีระบบสกัดที่เหมาะสมที่สุดกับปริมาตรการสกัดและเป้าหมายกระบวนการของคุณ

เครื่องสกัดด้วยอัลตราโซนิกสำหรับทุกระดับกำลังการผลิต

กลุ่มผลิตภัณฑ์ของ Hielscher Ultrasonics ครอบคลุมเครื่องประมวลผลด้วยอัลตราโซนิกครบทุกระดับ ตั้งแต่เครื่องอัลตราโซนิกสำหรับห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัด ระบบแบบตั้งโต๊ะและระบบระดับนำร่อง ไปจนถึงเครื่องประมวลผลด้วยอัลตราโซนิกระดับอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบที่มีกำลังการดำเนินกระบวนการรองรับวัตถุดิบหลายคันรถบรรทุกต่อชั่วโมง กลุ่มผลิตภัณฑ์ที่ครบถ้วนทำให้เราสามารถเสนอเครื่องสกัดด้วยอัลตราโซนิกที่เหมาะสมที่สุดกับวัตถุดิบ กำลังการดำเนินกระบวนการ และเป้าหมายการผลิตของคุณ
ระบบอัลตราโซนิกแบบตั้งโต๊ะเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทดสอบความเป็นไปได้และการปรับกระบวนการให้เหมาะสมที่สุด การขยายขนาดแบบเชิงเส้นโดยอาศัยพารามิเตอร์กระบวนการที่กำหนดไว้แล้วทำให้เพิ่มกำลังการดำเนินกระบวนการจากล็อตขนาดเล็กไปสู่การผลิตเชิงพาณิชย์เต็มรูปแบบได้อย่างง่ายดายมาก การขยายขนาดสามารถทำได้โดยติดตั้งเครื่องสกัดด้วยอัลตราโซนิกที่มีกำลังสูงขึ้น หรือจัดเครื่องอัลตราโซนิกหลายเครื่องเป็นกลุ่มให้ทำงานแบบขนาน ด้วย UIP16000 Hielscher นำเสนอเครื่องสกัดด้วยอัลตราโซนิกที่มีกำลังสูงที่สุดในโลก

แอมพลิจูดที่ควบคุมได้อย่างแม่นยำเพื่อผลลัพธ์ที่เหมาะสมที่สุด

เครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher ทุกเครื่องสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำ จึงเป็นเครื่องมือหลักที่เชื่อถือได้ในการผลิต แอมพลิจูดเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์กระบวนการที่สำคัญอย่างยิ่ง ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพและประสิทธิผลของการสกัดน้ำมันหอมระเหยจากอบเชยด้วยอัลตราโซนิก
เครื่องประมวลผลของ Hielscher Ultrasonics ทุกเครื่องสามารถตั้งค่าแอมพลิจูดได้อย่างแม่นยำ โซโนโทรดและฮอร์นเพิ่มแอมพลิจูดเป็นอุปกรณ์เสริมที่ช่วยให้ปรับแอมพลิจูดได้ในช่วงที่กว้างยิ่งขึ้น เครื่องประมวลผลด้วยอัลตราโซนิกระดับอุตสาหกรรมของ Hielscher สามารถให้แอมพลิจูดที่สูงมากและให้ความเข้มอัลตราโซนิกตามที่ต้องการสำหรับการใช้งานที่มีข้อกำหนดสูง สามารถใช้งานต่อเนื่องที่แอมพลิจูดสูงถึง 200µm ได้อย่างง่ายดายในการทำงานแบบ 24/7
การตั้งค่าแอมพลิจูดอย่างแม่นยำและการติดตามพารามิเตอร์กระบวนการอัลตราโซนิกอย่างต่อเนื่องผ่านซอฟต์แวร์อัจฉริยะ ช่วยให้คุณดำเนินกระบวนการกับใบและเปลือกอบเชยภายใต้สภาวะอัลตราโซนิกที่มีประสิทธิผลสูงสุด การใช้คลื่นอัลตราโซนิกอย่างเหมาะสมที่สุดเพื่อผลการสกัดที่ดีที่สุด!
ความแข็งแกร่งของอุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher ช่วยให้ทำงานแบบ 24/7 ได้ภายใต้ภาระงานหนักและในสภาพแวดล้อมที่มีข้อกำหนดสูง ทำให้อุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher เป็นเครื่องมือทำงานที่เชื่อถือได้และตอบสนองความต้องการด้านการสกัดของคุณ

การทดสอบที่ง่ายและปราศจากความเสี่ยง

กระบวนการอัลตราโซนิกสามารถขยายขนาดแบบเชิงเส้นได้อย่างสมบูรณ์ ซึ่งหมายความว่าทุกผลลัพธ์ที่คุณได้จากการใช้เครื่องอัลตราโซนิกสำหรับห้องปฏิบัติการหรือแบบตั้งโต๊ะสามารถขยายขนาดให้ได้ผลลัพธ์เดียวกันทุกประการ โดยใช้พารามิเตอร์กระบวนการเดียวกันทุกประการ ด้วยเหตุนี้ การใช้อัลตราโซนิกจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทดสอบความเป็นไปได้ที่ปราศจากความเสี่ยง การปรับกระบวนการให้เหมาะสมที่สุด และการนำไปใช้ในการผลิตเชิงพาณิชย์ในขั้นต่อไป ติดต่อเราเพื่อเรียนรู้ว่าการใช้คลื่นอัลตราโซนิกสามารถเพิ่มการผลิตสารสกัดอบเชยของคุณได้อย่างไร

คุณภาพสูงสุด – ออกแบบและผลิตในประเทศเยอรมนี

ในฐานะธุรกิจที่ครอบครัวเป็นเจ้าของและบริหาร Hielscher ให้ความสำคัญกับมาตรฐานคุณภาพสูงสุดสำหรับเครื่องประมวลผลด้วยอัลตราโซนิก เครื่องอัลตราโซนิกทุกเครื่องได้รับการออกแบบ ผลิต และทดสอบอย่างละเอียดที่สำนักงานใหญ่ของเราในเมือง Teltow ใกล้กรุงเบอร์ลิน ประเทศเยอรมนี ความแข็งแกร่งและความเชื่อถือได้ของอุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher ทำให้เป็นเครื่องมือหลักในการผลิตของคุณ การทำงานแบบ 24/7 ภายใต้ภาระเต็มกำลังและในสภาพแวดล้อมที่มีข้อกำหนดสูงเป็นคุณสมบัติโดยธรรมชาติของเครื่องผสมสมรรถนะสูงของ Hielscher

ตารางด้านล่างแสดงข้อมูลกำลังการดำเนินกระบวนการโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา: