Декофеїнізація без розчинників за допомогою потужного ультразвуку

• Звичайний процес декофеїнізації кави та чаю вимагає використання токсичних розчинників.
• Ультразвукова декофеїнізація є ефективним методом інтенсифікації, який дозволяє видалити кофеїн в процесі екстракції на водній основі без використання агресивних розчинників.
• Ультразвукова декофеїнізація є економічним, ефективним та екологічним методом виробництва високоякісної кави, чаю та какао-продуктів без кофеїну.

Декофеїнізація за допомогою ультразвуку

Кофеїн є водорозчинною речовиною, завдяки чому воду можна використовувати для видалення кофеїну з кави, чаю та какао. Звичайні процеси декофеїнізації використовують хімічну речовину як агент для декофеїнізації (наприклад, метиленхлорид, CO2 або етилацетат) для прискорення процесу. Використовуючи ультразвукову екстракцію на водній основі в поєднанні з активованим вугіллям як агент для декофеїнізації, кава, чай або какао-продукт без кофеїну готується в органічному та екологічно чистому процесі.

Ультразвукова інтенсифікація Swiss Water Decaffeination

Декофеїнізація за допомогою ультразвуку є процесом інтенсифікації так званих Swiss water decaffeination .
Швейцарський процес декофеїнізації води заснований на розчиненні та осмосі для видалення кофеїну з кавових зерен, чайного листя та какао-бобів.
Інтеграція ультразвукових приладів зондового типу в процес декофеїнізації швейцарської води передбачає включення ультразвукового випромінювання на певних етапах процесу для посилення екстракції кофеїну. Швейцарський процес декофеїнізації води включає чотири основні етапи процесу. Хоча впровадження ультразвуку для більш ефективної декофеїнізації може відрізнятися залежно від конкретної установки та обладнання, ось загальна схема того, як ультразвукові апарати зондового типу в основному інтегруються для покращення процесу:

1. Етап замочування: Початковий етап процесу декофеїнізації швейцарської води передбачає замочування зелених кавових зерен у гарячій воді для створення водного розчину зі смаком. Під час цього етапу замочування можна використовувати ультразвуковий датчик зондового типу для нанесення ультразвуку для полегшення вилучення кофеїну з зерен. Ультразвук добре відомий своєю здатністю інтенсифікувати процеси екстракції з біологічно активних сполук, таких як кофеїн з рослинної сировини. Механічні сили ультразвукової / акустичної кавітації перфорують і руйнують клітини і сприяють перенесенню маси. Таким чином, кофеїн видаляється з зерен і ефективно виділяється у воду. Завдяки цим ефектам ультразвукова хвороба значно прискорює процес декофеїнізації. Ультразвуково екстрагований кофеїн є цінною добавкою для їжі та напоїв, наприклад, енергетичних напоїв.
2. Етап видалення кофеїну: Після початкового замочування насичена смаком вода, що містить кофеїн, відокремлюється від кавових зерен. Цю воду зазвичай пропускають через фільтри з активованим вугіллям для видалення кофеїну. Пористість цього фільтра розрахована таким чином, щоб вловлювати лише більші молекули кофеїну, дозволяючи при цьому проходити меншим молекулам олії та ароматизатора. Це означає, що вугільний фільтр утримує кофеїн, тоді як фільтрована вода містить усі менші біологічно активні речовини, які, як відомо, надають каві, чаю та какао характерний аромат та поживну цінність.
3. Стадія реабсорбції: Зерна без кофеїну, які були позбавлені кофеїну та молекул смаку, викидаються. Вода, збагачена смаком і поліфенолами без кофеїну (також відома як «Екстракт зеленої кави») є дуже цінною і використовується для видалення кофеїну зі свіжої партії все ще кавових зерен, що містять кофеїн.
   Оскільки ця вода насичена смаковими молекулами та іншими біологічно активними речовинами, ці сполуки не можуть розчинитися у свіжій партії кавових зерен. Завдяки цьому з кавових зерен у воду виділяються тільки молекули кофеїну і відбувається декофеїнізація без видалення аромату та інших цінних фітохімічних речовин. Після того, як насичена смаком вода не містить кофеїну, її повторно використовують для екстракції кофеїну з нової партії зелених кавових зерен. Цей етап реабсорбції може виграти від використання ультразвуку зондового типу, знову ж таки. Зелені зерна замочують у воді, насиченій смаком, і застосовують ультразвук для полегшення екстракції кофеїну. Ультразвук допомагає посилити проникнення води в боби, покращуючи ефективність екстракції та скорочуючи час екстракції.
4. Повторна реабсорбція та сушіння: Етапи реабсорбції та ультразвукової діагностики можна повторювати кілька разів, доки не буде досягнуто бажаного рівня декофеїнізації. Після остаточної реабсорбції кавові зерна без кофеїну зазвичай сушать, а насичена смаком вода готова до повторного використання в наступній партії.

Приклад ультразвукової декофеїнізації кавових зерен

Дослідження Huamaní-Meléndez та Darros-Barbosa (2018) було спрямоване на вивчення впливу інтенсивності ультразвуку, пульсу та температури на екстракцію кофеїну з кавових зерен арабіки за допомогою водного середовища. Дослідники використовували високоінтенсивний ультразвуковий зонд Hielscher UP400S (400 Вт; див. малюнок ліворуч) і проводили експерименти з різною інтенсивністю, тривалістю імпульсу та температурою. Вони виявили, що збільшення інтенсивності ультразвуку та тривалості імпульсу призвело до більш високої швидкості екстракції кофеїну, але лише до певного моменту, після чого подальше збільшення суттєво не покращило екстракцію. Оптимальними умовами для екстракції кофеїну були визнані інтенсивність ультразвуку 75 Вт/см2, тривалість імпульсу 5 сек і температура 25 °С. Дослідження надає конкретний протокол використання ультразвуку для вилучення кофеїну з кавових зерен і припускає, що цей метод може бути ефективною та екологічно чистою альтернативою традиційним процесам декофеїнізації.

Високоефективні ультразвукові апарати для декофеїнізації без розчинників

Hielscher Ultrasonics надає вам високоефективні ультразвукові апарати для м'яких, але дуже ефективних процесів екстракції та декофеїнізації. Завдяки потужності ультразвуку від 50 до 16 000 Вт на ультразвуковий апарат, портфоліо ультразвукових апаратів Hielscher має ідеальний ультразвуковий апарат для процесу заварювання та декофеїнізації кави!
Як досвідчений виробник і консультант потужних ультразвукових апаратів та їх застосування, компанія Hielscher є вашим партнером у процесах екстракції за допомогою ультразвуку. Ультразвукові процесори Hielscher встановлені в усьому світі для застосування в харчовій промисловості & напоїв, фармацевтики та хімічної промисловості.
Ми не тільки постачаємо потужні ультразвукові екстрактори, але й допомагаємо нашим клієнтам завдяки нашим глибоким знанням. Наш сервіс для клієнтів варіюється від консультацій та техніко-економічних обґрунтувань до оптимізації процесів та пілотного обладнання до встановлення ультразвукових систем у промислових масштабах.
Пропонуючи широкий асортимент ультразвукових процесорів та аксесуарів (таких як сонотроди, проточні комірки та реактори), ми можемо порекомендувати вам найбільш підходящу систему, що відповідає вимогам вашої виробничої потужності та умов. Монтаж і модернізація існуючих технологічних ліній можуть бути легко виконані, оскільки наші ультразвукові екстрактори можуть бути інтегровані без значних модифікацій.
Наш добре навчений штат консультантів з процесів, хіміків та інженерів направляє наших клієнтів до успішного встановлення та експлуатації. Обладнання Hielscher має надзвичайну надійність і вимагає лише дуже низького обслуговування. Для експлуатаційного навчання, перших пусконалагоджувальних робіт та технічного обслуговування у нас є добре навчена команда, яка допомагає нашим клієнтам.

Caution: Video "title" is missing