Công nghệ siêu âm Hielscher

Siêu âm khai thác caffeine

Sử dụng Ultrasonics là một phương pháp hiệu quả để chiết xuất caffeine và các hợp chất hoạt tính khác từ cà phê. Thiết bị siêu âm mạnh mẽ hỗ trợ quá trình khai thác trong khi tối đa hóa năng suất và rút ngắn thời gian xử lý.
Cà phê-làm từ hạt cà phê rang – là một thức uống rất phổ biến được tiêu thụ trên toàn thế giới. Bên cạnh tác động của nó vitalizing nếu được tiêu thụ như là một thức uống chất kích thích, các kết hợp của cà phê có quan tâm đến thực phẩm, dược phẩm (ví dụ như trong thuốc giảm đau) và Công nghiệp Mỹ phẩm được sử dụng làm phụ gia có giá trị trong các sản phẩm khác nhau. Điều này áp dụng đặc biệt cho caffeine (1, 3, 7-trimethylxanthine) và các chất chống oxy hóa, được biết đến với các tác động tích cực của họ về sức khỏe con người. Cà phê có chứa, trong số những người khác, phenolic diterpenes như cafestol và kahweol, và axit ascorbic, được biết đến với hoạt động antioxidative của họ. Nghiên cứu dịch tễ học cho thấy rằng các thành phần của cà phê có thể có tác dụng phòng ngừa trên một số bệnh mãn tính, bao gồm cả loại 2 bệnh đái tháo đường, bệnh Alzheimer, bệnh Parkinson, và các bệnh gan như xơ gan và tế bào gan Ung thư.
Ultrasonics là một công cụ nổi tiếng và đã được chứng minh cho nhiều ứng dụng khác nhau trong các ngành công nghiệp khác nhau. Một ứng dụng rất thành công là siêu âm Khai thác. Qua đó, các hiệu ứng cavitation siêu âm trên vật liệu tế bào gây ra sự gián đoạn tế bào và phát hành của các vấn đề nội bào.
Bởi sonication, caffeine và các hợp chất cà phê khác có thể được chiết xuất rất hiệu quả.

Cấu trúc hóa học của caffeine

Siêu âm công suất cao

Để đảm bảo sự hiểu biết dễ dàng hơn về thủ tục chiết xuất siêu âm hỗ trợ, hiệu quả của siêu âm trong chất lỏng phải được giải thích.
Siêu âm – giới thiệu trong chất lỏng – gây ra các hiệu ứng rất cực đoan tại địa phương. Khi sonicating chất lỏng ở cường độ cao, các sóng âm thanh Lan truyền vào các phương tiện thông khí chất lỏng dẫn đến xen kẽ áp lực cao (nén) và áp suất thấp (rarefaction) chu kỳ, với mức giá tùy thuộc vào tần số. Trong chu kỳ áp suất thấp, sóng siêu âm cường độ cao tạo ra bong bóng chân không nhỏ hoặc khoảng trống trong chất lỏng. Khi các bong bóng đạt được một khối lượng mà tại đó họ không còn có thể hấp thụ năng lượng, chúng sụp đổ dữ dội trong một chu kỳ áp suất cao. Hiện tượng này được gọi là Cavitation. Trong quá trình nổ nhiệt độ rất cao (xấp xỉ. 5.000 k) và áp suất (xấp xỉ 2.000 ATM) đạt được tại địa phương. Sự nổ của bong bóng cavitation cũng kết quả trong máy bay phản lực chất lỏng lên đến 280m/s vận tốc. [Suslick 1998] Bởi các lực lượng sonolysis cực đoan xảy ra, thành tế bào bị gián đoạn, và vật liệu nội bào được chiết xuất.

Ultrasonically cavitation tạo ra trên sừng của UIP1500hd-một thiết bị siêu âm 1.5 kW. Để có tầm nhìn tốt hơn, chất lỏng đã được chiếu sáng màu xanh từ dưới cùng của cột kính.

Siêu âm cavitation trong chất lỏng

Việc khai thác ultrasonically hỗ trợ là một thay thế rẻ tiền, đơn giản và hiệu quả so với các kỹ thuật khai thác thông thường. Những ưu điểm chính của siêu âm trong chiết xuất chất lỏng rắn bao gồm sự tăng năng suất khai thác và động học nhanh hơn. Khai thác bằng siêu âm là một kỹ thuật thường được sử dụng để chiết xuất vật liệu thực vật sử dụng dung môi lỏng và được chứng minh cho một quá trình khai thác nhanh chóng và đầy đủ hơn so với các phương pháp truyền thống vì diện tích bề mặt giữa chất rắn và pha lỏng lớn hơn đáng kể do sự gián đoạn tế bào và phân tán hạt.
Bằng cách sử dụng sonication cũng nhiệt độ hoạt động có thể được giảm, cho phép khai thác các thành phần nhạy cảm với nhiệt độ. So với các kỹ thuật khai thác tiểu thuyết khác như khai thác hỗ trợ vi sóng, thiết bị siêu âm rẻ hơn và hoạt động của nó dễ dàng hơn. Hơn nữa, việc khai thác ultrasonically hỗ trợ có thể được sử dụng với bất kỳ dung môi, chẳng hạn như khai thác Soxhlet, để trích xuất một loạt các hợp chất tự nhiên. [Wang et al. 2006] Nếu cần thiết, Hệ thống chống cháy nổ cho năng lực quy trình công nghiệp có sẵn.
Một lợi thế đáng kể của Ultrasonics là ảnh hưởng đến các thông số xử lý quan trọng nhất: biên độ, thời gian Qua đó, quá trình khai thác có thể được tối ưu hóa để đảm bảo rằng cấu trúc của các chất chiết xuất không trở nên hư hỏng.

Siêu âm khai thác các hợp chất cà phê

Khai thác hỗ trợ siêu âm là một phương pháp phổ biến được sử dụng để cô lập các chất hoạt tính sinh học từ vật liệu thực vật [Dong et al. 2010]. Về hạt cà phê, các hợp chất phenolic caffeine và chống oxy hóa có thể là các hợp chất có giá trị nhất để khai thác do ứng dụng rộng rãi của họ trong ngành dược phẩm và công nghiệp thức ăn. Nhưng cũng flavonoid, axit chlorogenic và axit protocatechuic được chiết xuất được sử dụng làm chất phụ gia.
Sử dụng phương pháp khai thác truyền thống như khai thác chất lỏng-lỏng trong dung môi, nói chung hiệu quả chiết xuất tăng với nhiệt độ chiết xuất tăng. Điều này gây ra thiệt hại thường xuyên và mất chất lượng của chiết xuất như nhiệt độ ảnh hưởng đến sự ổn định của các hợp chất phenolic.
Việc khai thác chất lỏng rắn hỗ trợ siêu âm đã được hiển thị như một phương pháp chiết xuất hiệu quả và tiết kiệm thời gian. Các lực siêu âm mạnh mẽ cung cấp năng lượng cần thiết cho việc khai thác, vì vậy mà ít hoặc thậm chí không có dung môi là cần thiết. Nhiệt độ có thể được kiểm soát tốt như hàng loạt sonicated hoặc dòng chảy lò phản ứng tế bào có thể được làm lạnh hiệu quả (hoặc nóng nếu cần thiết). Đối với các quá trình khai thác với dung môi, Hielscher Ultrasonics cung cấp các hệ thống siêu âm chống cháy nổ được chứng nhận ATEX và FM.
Do lực khai thác cường độ cao của siêu âm, cũng là mặt đất cà phê đã được dành (chất thải cà phê) vẫn còn là một nguyên liệu giàu có trong các hợp chất extractable. Như vật liệu chất thải cà phê là giá rẻ và có sẵn với số lượng lớn, nó là một nguyên liệu lý tưởng cho việc khai thác các hợp chất hoạt động còn lại. Mặc dù nội dung của caffeine và các thành phần khác trong chất thải cà phê thấp hơn trong bột cà phê chưa sử dụng, vẫn còn một số lượng lớn vẫn còn và có thể nhổ. Để phát hành các hợp chất này từ mặt đất cà phê, ảnh hưởng đầy đủ đến các thông số chế biến trở nên đặc biệt quan trọng. Siêu âm công suất cao có thể trích xuất một lượng cao hợp chất hoạt động trong một thời gian xử lý ngắn.

Ultrasonication là một kỹ thuật thành công để trích xuất các hợp chất hoạt động, hương vị và các thành phần nội bào khác từ các tế bào thực vật.

Bộ xử lý nội tuyến siêu âm UIP1500hd

Yêu cầu thông tin




Lưu ý của chúng tôi Chính sách bảo mật.


Chiết xuất caffeine

Caffeine có thể được tuyên bố chất kích thích phổ biến nhất tiêu thụ. Như Caffeine không chỉ tiêu thụ bằng cách uống cà phê pha, caffeine Extract được sử dụng trong ngành công nghiệp để điều trị các sản phẩm khác với caffeine như phụ gia. Qua đó nó trở thành có thể tạo ra cà phê mạnh hơn hoặc để xây dựng nước giải khát (ví dụ như Cola), đồ uống năng lượng hoặc các thực phẩm khác (ví dụ như sô cô la).
Nhưng Caffeine không chỉ được sử dụng làm phụ gia trong Món ăn sản xuất, nó là một hợp chất hoạt động quan trọng trong dược phẩm là tốt. Một ứng dụng phổ biến của caffeine Extract là ví dụ như các phụ gia trong các loại thuốc cho nhức đầu và đau nửa
Để trích xuất caffeine, alkaloid chính trong cà phê, ultrasonication là một phương pháp thích hợp. Wang và các đồng nghiệp của ông [Wang et al. 2011] thấy rằng chỉ có một thời gian khai thác ngắn là cần thiết để đạt được một trạng thái bão hòa, nếu ultrasonication được sử dụng. Điều này có nghĩa là siêu âm một kỹ thuật tiết kiệm thời gian và rất hiệu quả để đạt được caffeine.

Khai thác bằng siêu âm là phương pháp cấp trên để sản xuất cà phê pha lạnh từ mặt đất cà phê. Sonication phát hành các hợp chất hương vị và caffeine trong vòng vài giây.

Khai thác siêu âm caffeine và pha cà phê lạnh-Brew

Hợp chất thơm và hương vị

Các hợp chất cà phê dễ bay hơi là phần có giá trị nhất của hạt cà phê rang và những phần cà phê hương vị độc đáo và hương thơm của nó. Chất lượng cà phê hòa tan có thể được cải thiện đáng kể bằng cách bổ sung các loại dầu cà phê thơm-hấp thụ cho bột cà phê.
Một nghiên cứu so sánh, examinating việc chiết xuất các hợp chất phenolic từ dâu tây, cho thấy rằng khai thác siêu âm gây ra sự xuống cấp ít hơn của phenol và là một quá trình khai thác nhanh hơn nhiều so với các phương pháp khai thác khác bao gồm cả rắn-lỏng, subcritical nước và vi sóng hỗ trợ phương pháp. [Herrera et al. 2005]
Các nghiên cứu của Wang và các đồng nghiệp của ông [Wang et al. 2011] cho thấy rằng tần số thấp, siêu âm công suất cao là hiệu quả hơn cho việc khai thác hương vị cà phê. Đặc biệt đối với 4-Tridecanone và 2-methoxy-3-Methylpyrazine, họ tìm thấy việc khai thác siêu âm kỹ thuật dễ dàng và hiệu quả hơn có năng suất chiết xuất rất cao. Hơn nữa, nó được hiển thị rằng nhiệt độ phải được kiểm soát như là thành phần hương vị cà phê rất dễ bay hơi ở nhiệt độ cao. Chúng đạt được kết quả chiết xuất tốt trong phạm vi nhiệt độ từ 35 ~ 65 ° c dưới bức xạ siêu âm tương đối ngắn.

Khai thác trà

Kết quả đạt được bằng việc khai thác ultrasonically hỗ trợ cũng thích hợp cho việc khai thác các hợp chất trà (ví dụ như lá chè xanh). Một nghiên cứu của Xia et al. cho thấy một nội dung cao hơn đáng kể của polyphenol chè, axit amin và caffeine trong truyền trà ultrasonically điều trị hơn trong những người thu được bằng cách khai thác thông thường. Điều này dẫn đến kết quả được cải thiện trong một đánh giá cảm quan bật ra: chất lượng cảm giác của truyền trà với siêu âm hỗ trợ khai thác được tốt hơn so với truyền trà với khai thác thông thường. [Hạ et al. 2005]

Hielscher của ultrasonicators, ví dụ như UP200S (trong hình), rất thành công cho việc khai thác các vấn đề trong tế bào.

khai thác siêu âm từ thảo dược

Kết thúc

Sự hỗ trợ ultrasonically Khai thác là một phương pháp hiệu quả, tiết kiệm thời gian và kiểm soát cho việc khai thác các hợp chất hoạt tính từ cà phê. Các hợp chất thú vị và có giá trị nhất là caffeine, và các chất chống oxy hóa như phenolic diterpenes (cafestol, kahweol), và axit ascorbic. Những ưu điểm chính của việc khai thác hỗ trợ siêu âm được dựa trên ảnh hưởng và kiểm soát các thông số khai thác siêu âm.

Văn học / Tài liệu tham khảo

  • Tào, Chuanhai; Vương, Li; Lâm, Xiaoyang; Mamcarz, Malgorzata; Zhang, chi; Bái, GE; Nông, Jasson; ^ Sussman, Sam; Arendash, Gary (2011): caffeine Synergizes với một thành phần cà phê để tăng plasma GCSF: liên kết để nhận thức lợi ích ở chuột Alzheimer. Tạp chí của bệnh Alzheimer 25/2, 2011. 323-335.
  • Dong, Juane; Lưu, Yuanbai; Lương, tiếng Zongsuo; Wang, weiling (2010): điều tra hỗ trợ siêu âm khai thác axit salvianolic B từ Salvia sâm gốc. Ultrasonics Sonochemistry 17/1, 2010. 61-65.
  • Herrera, M.C.; Luque de Castro, MD (2005): siêu âm hỗ trợ khai thác các hợp chất phenolic từ dâu tây trước khi chất lỏng chromatographic tách và điốt quang mảng tia cực tím phát hiện. Tạp chí của Chromatoraphy A, 1100, 2005. 1-7.
  • Higdon, Jane V.; Frei, Balz (2006): cà phê và sức khỏe: một đánh giá của nghiên cứu gần đây của con người. Đánh giá quan trọng trong thực phẩm khoa học và dinh dưỡng, 46/2, 2006. 101-123.
  • Mussato, Solange I.; Ballesteros, Lina F.; ^ Martins, Silvia; Teixeira, José A (2011): khai thác các hợp chất phenolic chống oxy hóa từ các khu cà phê dành. Công nghệ tách và làm sạch 83/2011. 173-179.
  • Sheu, Shane-rong; Vương, Cheng-chi; Chang, Sheng-Yu; Yang, Li-Chen, Jang, Ming-Jyi; Cheng, PO-Jen (2009): ảnh hưởng của quá trình sản xuất khai thác trên nồng độ cafein. Trong: kỷ yếu của hội nghị quốc tế của các kỹ sư và các nhà khoa học máy tính 2009 Vol II, IMECS 2009, ngày 18 tháng 3 – 20, 2009, Hồng Kông.
  • Suslick, KS: bách Quốc công nghệ hóa học Kirk-Othmer. J. Wiley thứ 4 & Con trai: New York; 26, 1998. 517-541.
  • Vương, Cheng-chi; Sheu, Shane-rong; Chou, ya-Yen; Jang, Ming-Jyi; Yang, Li-Chen (2011): một cuốn tiểu thuyết tối ưu hóa quá trình khai thác tiết kiệm năng lượng trên cà phê. Khoa học nhiệt 15/1, 2011. 53-59.
  • Vương, Lijun; Weller, Curtis L. (2006): tiến bộ gần đây trong khai thác của Nutraceuticals từ thực vật. Xu hướng khoa học thực phẩm & Công nghệ 17, 2006. 300-312.
  • Hạ, tao; Shi, Siquan; Wan, Xiaochun (2006): tác động của siêu âm hỗ trợ khai thác trên chất lượng hóa chất và cảm giác truyền trà. Tạp chí kỹ thuật thực phẩm 74/4, 2006. 557-560.

Liên hệ / Yêu cầu Thêm Thông tin

Nói chuyện với chúng tôi về các yêu cầu xử lý của bạn. Chúng tôi sẽ giới thiệu các thiết lập và xử lý các thông số phù hợp nhất cho dự án của bạn.