Khai thác quế truyền thống là tốn thời gian và tương đối kém hiệu quả. Khai thác bằng siêu âm là một quá trình đơn giản, nhưng hiệu quả cao tăng cường kỹ thuật mà làm giảm thời gian khai thác đến một vài giờ và tăng đồng thời năng suất tinh dầu quế.

Cải thiện quế khai thác với Ultrasonics

Việc khai thác truyền thống của tinh dầu quế đạt được bằng cách chưng cất hơi nước vỏ quế và lá. Chưng cất hơi nước truyền thống rất chậm và tốn thời gian. Năng suất mục tiêu của dầu quế càng cao, việc chưng cất hơi nước càng lâu, có nghĩa là việc chưng cất hơi nước của một ấm quế có thể mất đến 12 giờ, trong khi việc chưng cất hơi nước vỏ quế có thể mất hơn 24 giờ. Khai thác bằng siêu âm phá vỡ cấu trúc tế bào của vỏ quế và lá lên để dầu quế được phát hành nhanh chóng và hoàn toàn. Khai thác bằng siêu âm làm tăng tốc độ chưng cất hơi nước đáng kể, rút ngắn thời gian xử lý từ một ngày đầy đủ đến một vài giờ trong khi tăng năng suất của tinh dầu quế.
Khai thác bằng siêu âm giải phóng đầy đủ các hợp chất quế thơm, bao gồm cinnamaldehyde, linalool, eugenol và axit cinnamic. Đưa ra một chiết xuất toàn phổ của các hợp chất tinh dầu chất lượng cao là lý do cho chất lượng vượt trội của các loại dầu quế ultrasonically chiết xuất. Đặc biệt là cinnamaldehyde, hợp chất hữu cơ chính mang lại cho quế hương vị và mùi hương đặc trưng của nó. Như sonication là một điều trị không nhiệt, các hợp chất tinh dầu được ngăn chặn từ sự suy thoái nhiệt. Do đó, khai thác siêu âm sản xuất tinh dầu hương thơm cường độ cao đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng cao nhất.
Khai thác bằng siêu âm có thể được áp dụng cho vỏ quế và lá. Dầu lá quế có mùi hương mạnh mẽ hơn khi so sánh với dầu vỏ cây. Lá quế chứa một lượng cao eugenol.

Tại sao khai thác siêu âm Excels Chưng cất hơi nước

Để sản xuất tinh dầu từ quế thông qua chưng cất hơi nước, các loại tinh dầu đầu tiên phải phát hành từ ma trận thực vật (tức là các tế bào thực vật trong lá quế hoặc vỏ cây). Trong chưng cất hơi nước, vật liệu thực vật quế được đun sôi trong tối đa 24 giờ trong ấm đun nước. Nhiệt một mình là tương đối không hiệu quả trong việc phá vỡ các cấu trúc tế bào và phát hành các loại tinh dầu bị mắc bẫy. Nói chung, đun sôi không phát hành các loại tinh dầu bị mắc bẫy hoàn toàn và một lượng lớn các loại dầu còn lại bị lãng phí, vì chúng không được chiết xuất. Sau quá trình chiết nhiệt, quá trình chưng cất hơi nước sẽ diễn ra. Do đó, một hỗn hợp của hai chất lỏng không thể trộn lẫn (tức là tinh dầu và nước) được đun sôi. Hỗn hợp bắt đầu sôi khi áp suất hơi kết hợp của chúng bằng 760 mm Hg. Điểm sôi của hỗn hợp nước và tinh dầu do đó sẽ thấp hơn điểm sôi của một trong hai thành phần riêng biệt. Thủy điện truyền thống có nhược điểm lớn: Quá trình đun sôi và hấp lâu là rất tốn thời gian và năng lượng.
Khai thác bằng siêu âm hoạt động bằng cách cavitation âm thanh. Cavitation âm thanh xảy ra, khi sóng siêu âm điện là các cặp vợ chồng vào một chất lỏng (ví dụ như một hệ thống treo bao gồm vật liệu thực vật trong dung môi hoặc nước). Sóng siêu âm đi qua chất lỏng gây ra xen kẽ chu kỳ áp suất cao / áp suất thấp. Trong chu kỳ áp suất thấp, bong bóng chân không phút (cái gọi là bong bóng cavitation) được tạo ra, phát triển qua nhiều chu kỳ áp suất. Ở một kích thước nhất định, khi các bong bóng không thể hấp thụ nhiều năng lượng hơn, chúng nổ tung dữ dội trong một chu kỳ áp suất cao. Sự nổ bong bóng được đặc trưng bởi các lực cavitational dữ dội, bao gồm các vi nhiễu loạn và dòng chất lỏng với vận tốc lên đến 100m / s. Những hiệu ứng cắt cavitational còn được biết là hiệu ứng sonomechanical. Khai thác siêu âm các phân tử hoạt tính sinh học chủ yếu là do tác dụng sonomechanical: kích động và nhiễu loạn phá vỡ các tế bào và thúc đẩy chuyển khối lượng. Điều này có nghĩa là các phân tử hoạt tính sinh học như tinh dầu, polyphenol, tecpen và cannabinoids được giải phóng từ ma trận tế bào thực vật vào dung môi.
Ưu điểm của khai thác siêu âm so với phương pháp chưng cất hơi nước và đun sôi truyền thống là chiết xuất tương đối cao hơn của các loại tinh dầu và các hợp chất hữu cơ khác trong một thời gian ngắn hơn đáng kể. Năng suất khai thác cao hơn tránh lãng phí nguyên liệu thô và làm cho việc khai thác sinh lợi hơn. Tiết kiệm thời gian và năng lượng đạt được bằng cách khai thác siêu âm là đáng kể. Như phương pháp không nhiệt, khai thác siêu âm ngăn chặn các hợp chất nhạy cảm với nhiệt từ sự suy thoái nhiệt gây ra.
Nhiệt độ nhẹ và thời gian xử lý ngắn là những lợi thế lớn của khai thác siêu âm kể từ khi phân hủy nhiệt của các chất chiết xuất từ thiên nhiên được ngăn chặn. Điều này làm cho khai thác siêu âm hiệu quả cao và do đó, sonication cung cấp cho các loại tinh dầu có chất lượng vượt trội.

Nghiên cứu trường hợp khai thác quế siêu âm

Nghiên cứu và công nghiệp đã thông qua khai thác siêu âm để sản xuất các loại tinh dầu chất lượng cao từ nhiều thực vật bao gồm lá quế và vỏ cây.

Siêu âm Hydrodistillation của Quế

Chen et al. (2020) điều tra hydrodistillation ultrasonically thúc đẩy và kết luận rằng sonication cải thiện quá trình chưng cất đáng kể. Chưng cất hơi nước siêu âm cung cấp năng suất cao hơn của dầu quế trong thời gian khai thác giảm đáng kể. Sử dụng phân tích GC-MS, họ cho thấy hydrodistillation ultrasonically hỗ trợ cung cấp tinh dầu có giá trị hơn với một nội dung cao của các hợp chất chính trans-cinnamaldehyde so với hydrodistillation truyền thống. Quét điện tử micrograph (SEM) xác nhận hiệu quả của sonication để khai thác dầu quế. Ngoài ra, phân tích tiêu thụ điện và phát thải CO2 cho thấy quá trình hydrodistillation ultrasonically hỗ trợ là cách tiếp cận kinh tế và thân thiện với môi trường hơn. Do đó, Chen et al. tóm tắt rằng ultrasonically hỗ trợ hydrodistillation là một công nghệ hiệu quả và màu xanh lá cây cho việc khai thác tinh dầu quế, mà có thể cải thiện số lượng và chất lượng của các loại dầu quế.

Khai thác quế siêu âm bằng cách sử dụng dung môi Eutectic sâu

Khai thác bằng siêu âm bằng cách sử dụng dung môi eutectic sâu đã được chứng minh là một kỹ thuật vượt trội để chiết xuất năng suất cao của trans-cinnamaldehyde và coumarin từ vỏ quế.
phương pháp trong điều kiện tối ưu cho cao hơn trans-cinnamaldehyde và hàm lượng coumarin hơn so với những người thu được từ các phương pháp thông thường (trào ngược, soxhlet và maceration) bằng cách sử dụng dung môi hữu cơ (96% ethanol). Các điều kiện tối ưu để khai thác siêu âm bằng cách sử dụng dung môi eutectic sâu tự nhiên đã được tìm thấy là axit clorua-citric (ChCl-CA) với 40% bổ sung nước và thời gian chiết xuất 30 phút để chiết xuất trans-cinnamaldehyde (9,24 ± 0,01 mg / g) và coumarin (11,6 ± 0,11 mg / g) từ quế burmannii Blume). Cần điều tra thêm để khám phá hoạt động dược lý của trans-cinnamaldehyde và coumarin từ vỏ quế. (cf. Aryati et al. 2020)

Hình ảnh bề mặt của vỏ quế sử dụng kính hiển vi điện tử quét 1000x phóng đại; bột khô (a); sau khi khai thác maceration (b); sau khi chiết xuất trào ngược (c); sau khi khai thác Soxhlet (d); sau khi khai thác bằng cách sử dụng NADES-UAE ChCl-CA (e).
nghiên cứu và hình ảnh của Aryati et al. 2020

Extractors siêu âm hiệu suất cao

Khai thác bằng siêu âm là một công nghệ xử lý đáng tin cậy, tạo điều kiện và tăng tốc sản xuất các loại tinh dầu chất lượng cao. Hielscher Ultrasonics danh mục đầu tư bao gồm đầy đủ từ ultrasonicators phòng thí nghiệm nhỏ gọn để hệ thống khai thác công nghiệp. Qua đó, chúng tôi tại Hielscher có thể cung cấp cho bạn ultrasonicator phù hợp nhất cho khả năng quá trình dự kiến của bạn. Đội ngũ nhân viên giàu kinh nghiệm lâu năm của chúng tôi sẽ hỗ trợ bạn từ các thử nghiệm khả thi và tối ưu hóa quy trình để cài đặt hệ thống siêu âm của bạn ở cấp độ sản xuất cuối cùng.
Việc in chân nhỏ của vắt siêu âm của chúng tôi cũng như tính linh hoạt của chúng trong các tùy chọn cài đặt làm cho chúng phù hợp ngay cả vào các cơ sở xử lý không gian nhỏ. Bộ vi xử lý siêu âm được cài đặt trên toàn thế giới trong thực phẩm, dược phẩm và các cơ sở sản xuất bổ sung dinh dưỡng.

Hielscher Ultrasonics – Thiết bị chiết xuất tinh vi

Danh mục sản phẩm Hielscher Ultrasonics bao gồm đầy đủ các vắt siêu âm hiệu suất cao từ quy mô nhỏ đến lớn. Phụ kiện bổ sung cho phép lắp ráp dễ dàng cấu hình thiết bị siêu âm phù hợp nhất cho quá trình khai thác của bạn. Thiết lập siêu âm tối ưu phụ thuộc vào công suất dự kiến, khối lượng, nguyên liệu thô, quá trình hàng loạt hoặc nội tuyến và thời gian.

Batch và inline

Ultrasonicators Hielscher có thể được sử dụng cho hàng loạt và liên tục dòng chảy thông qua chế biến. Xử lý hàng loạt siêu âm là lý tưởng để kiểm tra quy trình, tối ưu hóa và mức độ sản xuất từ nhỏ đến trung bình. Đối với một khối lượng lớn các thực vật (ví dụ như lá quế và vỏ cây), chế biến nội tuyến có thể thuận lợi hơn. Trong khi batching chỉ đòi hỏi một thiết lập rất đơn giản, nó là nhiều thời gian hơn và lao động chuyên sâu. Một quá trình khai thác nội tuyến liên tục đòi hỏi phải thiết lập tinh vi – bao gồm trong một máy bơm, ống hoặc đường ống và xe tăng - nhưng nó là hiệu quả hơn, nhanh hơn và đòi hỏi lao động ít hơn đáng kể. Hielscher Ultrasonics có thiết lập khai thác phù hợp nhất cho khối lượng khai thác của bạn và mục tiêu quá trình.

Nhổ siêu âm cho mỗi sản phẩm công suất

Hielscher Ultrasonics phạm vi sản phẩm bao gồm toàn bộ bộ vi xử lý siêu âm từ phòng thí nghiệm nhỏ gọn ultrasonicators trên băng ghế dự bị và hệ thống thí điểm để bộ vi xử lý siêu âm công nghiệp đầy đủ với khả năng xử lý truckloads mỗi giờ. Phạm vi sản phẩm đầy đủ cho phép chúng tôi cung cấp cho bạn máy vắt siêu âm phù hợp nhất cho nguyên liệu, công suất xử lý và mục tiêu sản xuất của bạn.
Hệ thống để bàn siêu âm là lý tưởng cho các xét nghiệm khả thi và tối ưu hóa quá trình. Tuyến tính mở rộng dựa trên các thông số quy trình đã được thiết lập làm cho nó rất dễ dàng để tăng khả năng xử lý từ các lô nhỏ hơn để sản xuất thương mại đầy đủ. Up-Scaling có thể được thực hiện bằng cách cài đặt một thiết bị vắt siêu âm mạnh hơn hoặc phân cụm một số ultrasonicators song song. Với UIP16000, Hielscher cung cấp bộ vắt siêu âm mạnh mẽ nhất trên toàn thế giới.

Chính xác điều khiển amplitudes cho kết quả tối ưu

Tất cả các ultrasonicators Hielscher được kiểm soát chính xác và do đó ngựa làm việc đáng tin cậy trong sản xuất. Biên độ là một trong những thông số quá trình quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả và hiệu quả của việc khai thác siêu âm các loại tinh dầu từ quế.
Tất cả Hielscher Ultrasonics’ bộ xử lý cho phép thiết lập chính xác của biên độ. Sonotrodes và sừng tăng cường là những phụ kiện cho phép sửa đổi biên độ trong một phạm vi rộng hơn. Bộ vi xử lý siêu âm công nghiệp của Hielscher có thể cung cấp biên độ rất cao và cung cấp cường độ siêu âm cần thiết cho các ứng dụng đòi hỏi. Khuếch đại lên đến 200 μm có thể dễ dàng chạy trong 24/7 hoạt động.
Cài đặt biên độ chính xác và giám sát vĩnh viễn các thông số quá trình siêu âm thông qua phần mềm thông minh cung cấp cho bạn khả năng điều trị lá quế và vỏ cây của bạn với các điều kiện siêu âm hiệu quả nhất. Sonication tối ưu cho kết quả khai thác tốt nhất!
Mạnh mẽ của thiết bị siêu âm của Hielscher cho phép 24/7 hoạt động ở nhiệm vụ nặng nề và trong môi trường đòi hỏi. Điều này làm cho thiết bị siêu âm của Hielscher trở thành một công cụ đáng tin cậy để đáp ứng các yêu cầu khai thác của bạn.

Dễ dàng, kiểm tra rủi ro miễn phí

Quá trình siêu âm có thể được thu nhỏ hoàn toàn tuyến tính. Điều này có nghĩa là mỗi kết quả mà bạn đã đạt được bằng cách sử dụng một phòng thí nghiệm hoặc băng ghế dự bị-top ultrasonicator, có thể được thu nhỏ để chính xác cùng một đầu ra bằng cách sử dụng các thông số quá trình chính xác cùng. Điều này làm cho ultrasonication lý tưởng cho thử nghiệm tính khả thi rủi ro miễn phí, tối ưu hóa quy trình và thực hiện tiếp theo vào sản xuất thương mại. Liên hệ với chúng tôi để tìm hiểu làm thế nào sonication có thể làm tăng sản xuất chiết xuất quế của bạn.

Chất lượng cao nhất – Thiết kế và sản xuất tại Đức

Là một doanh nghiệp do gia đình sở hữu và gia đình chạy, Hielscher ưu tiên các tiêu chuẩn chất lượng cao nhất cho bộ xử lý siêu âm của nó. Tất cả các ultrasonicators được thiết kế, sản xuất và kiểm tra kỹ lưỡng tại trụ sở chính của chúng tôi tại Teltow gần Berlin, Đức. Mạnh mẽ và độ tin cậy của thiết bị siêu âm của Hielscher làm cho nó một con ngựa làm việc trong sản xuất của bạn. 24/7 hoạt động dưới tải đầy đủ và trong môi trường đòi hỏi là một đặc tính tự nhiên của máy trộn hiệu suất cao của Hielscher.

Bảng dưới đây cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của máy siêu âm: