Metodo di estrazione migliorato dell'olio essenziale di lavanda utilizzando la tecnologia ad ultrasuoni

Metodo di estrazione migliorato dell'olio essenziale di lavanda utilizzando la tecnologia ad ultrasuoni

Viene descritto un metodo per l'estrazione potenziata dell'olio essenziale di lavanda, che prevede la distillazione a vapore potenziata con ultrasuoni con salamoia per estrarre l'olio essenziale di lavanda. La materia prima della lavanda (20-100 mesh) viene immersa in una soluzione salina inorganica allo 0,1-4% e posta in un dispositivo di estrazione. Dopo l'aumento ad ultrasuoni per 0,2-1,5 ore, viene eseguita la distillazione a vapore e la miscela olio-acqua raffreddata a temperatura ambiente viene separata per ottenere l'olio essenziale. Questo metodo raggiunge un tasso di estrazione dell'olio essenziale di lavanda più del doppio di quello della tradizionale distillazione a vapore e riduce significativamente il tempo di distillazione. L'olio essenziale estratto dai fiori o dagli steli e dalle foglie di lavanda utilizzando la presente invenzione può essere utilizzato in cosmetici, additivi alimentari, sterilizzazione e applicazioni di conservazione.

La lavanda è un arbusto perenne ampiamente utilizzato nell'industria farmaceutica, cosmetica e alimentare. È ampiamente coltivato lungo la costa mediterranea e nella Cina nordoccidentale e sudoccidentale, soprattutto nella regione Ili dello Xinjiang. L'olio essenziale estratto dalle sue spighe floreali ha un aroma fragrante e ricco, che lo rende un'importante fragranza naturale con effetti repellenti per insetti, deodoranti, antibatterici, sedativi, ipnotici e antistress. I metodi per l'estrazione degli oli essenziali includono la pressatura tradizionale, la distillazione a vapore e l'estrazione con solventi organici, nonché metodi successivi come l'estrazione con solventi assistita da ultrasuoni e l'estrazione con CO2 supercritica. Tuttavia, questi metodi presentano tipicamente limitazioni quali bassi tassi di estrazione, significativa perdita di principi attivi o elevati costi di produzione. Ad esempio, la spremitura produce bassi tassi di estrazione dell’olio essenziale ed è soggetta a contaminazione con materie prime solide durante la lavorazione. Sebbene l'estrazione con solventi organici e l'estrazione con solventi assistita da ultrasuoni sviluppata possano massimizzare l'estrazione dell'olio essenziale, soffrono di residui di solventi organici e influiscono negativamente sulla qualità dell'olio essenziale. L’estrazione con CO2 supercritica produce oli essenziali di alta qualità ma richiede tecnologie avanzate e investimenti significativi in ​​attrezzature. Rispetto ad altri metodi, la distillazione a vapore è semplice, facile da usare ed economica, produce oli essenziali di alta qualità, rendendolo il metodo più comunemente utilizzato. Tuttavia, a causa del suo lungo tempo di funzionamento, la distillazione a vapore può facilmente causare la decomposizione termica o l’idrolisi dei composti sensibili al calore e facilmente idrolizzati nell’olio essenziale, con conseguente perdita di principi attivi.

Gli attuali processi di estrazione dell’olio essenziale di lavanda, compresi quelli che utilizzano gli ultrasuoni, presentano inconvenienti quali costi di produzione elevati, perdita significativa di principi attivi, processi ingombranti e solventi organici residui. Per affrontare questi problemi, viene proposto un metodo sicuro, semplice ed efficace.

Questo metodo utilizza la cavitazione e gli effetti meccanici degli ultrasuoni per aumentare la velocità di diffusione molecolare, accelerando la penetrazione dell'acqua nelle cellule e nei tessuti vegetali, facilitando così l'estrazione dell'olio essenziale.

Il metodo si ottiene attraverso i seguenti passaggi: posizionare la materia prima di lavanda, polverizzata a 20-100 mesh, in un dispositivo di estrazione. Aggiungere una soluzione salina inorganica con una frazione di massa di soluto dello 0,1-4% (5-30:1). Eseguire il miglioramento ultrasonico per 0,2-1,5 ore. Dopo l'ottimizzazione, distillare a vapore per 0,5-2 ore. Separare il distillato per ottenere l'olio essenziale.

La dimensione ottimale delle particelle per la materia prima lavanda è 40-60 mesh.

Il sale inorganico è uno o più tra KCl, K₂SO₄, NaCl, Na₂SO₄, MgCl₂, MgSO₄, CaCl₂ e CaSO₄.

La frazione in massa del soluto nella soluzione salina inorganica aggiunta è preferibilmente dello 0,5-2%.

Il rapporto liquido-solido tra la soluzione salina inorganica e la materia prima di lavanda è preferibilmente 10-20:1.

Il tempo di potenziamento ultrasonico durante l'operazione è preferibilmente di 0,25-1 ora.

Vantaggi ed effetti: la cavitazione e gli effetti meccanici degli ultrasuoni aumentano la velocità di diffusione molecolare, accelerando la penetrazione dell'acqua nei tessuti delle cellule vegetali, il che è benefico per l'estrazione dell'olio essenziale. La presente invenzione migliora il problema del funzionamento prolungato ad alte temperature nella distillazione a vapore, che porta facilmente alla decomposizione termica o all'idrolisi di composti sensibili al calore e di componenti facilmente idrolizzati nell'olio essenziale. Supera inoltre il problema dei residui di solvente dell'estrazione con solventi organici e gli elevati costi di investimento dell'estrazione con fluidi supercritici.

La velocità di estrazione è più del doppio di quella della tradizionale distillazione a vapore.

Gli oli essenziali estratti dai fiori di lavanda o dai gambi e dalle foglie di lavanda possono essere utilizzati in cosmetici, additivi alimentari, sterilizzazione e conservazione.