Ultralydsekstraktion af spiseolier

Spiseolier bruges til mange forskellige formål inden for madlavning og fødevareproduktion. Mekanisk ekstraktion af spiseolier forhindrer nedbrydning af olierne. Ultralydsekstraktion af spiseolier er en overlegen metode til at frigøre olier fra frø, kerner og frugter. Som en ikke-termisk ekstraktionsteknik giver ultralydsekstraktion spiseolier af høj kvalitet og udmærker sig ved højere udbytter og kortere behandlingstid.

Produktion af spiseolie intensiveret ved sonikering

Ultralydsekstraktion bruges i vid udstrækning til at frigøre værdifulde intracellulære stoffer fra plantemateriale. De ønskede ekstrakter omfatter lipider / fedtsyrer, proteiner, vitaminer, polyfenoler og andre bioaktive forbindelser. Som en procesintensiverende teknik øger ultralydsekstraktion af spiseolier, såsom ekstra jomfruolivenolie, avocadoolie, solsikkefrøolie og hørfrøolie blandt andre, udbyttet af ekstraheret olie (fedtsyrer), forkorter ekstraktionstiden og reducerer eller eliminerer forbruget af opløsningsmidler. Som en ikke-termisk ekstraktionsteknik bygger ultralydsassisteret ekstraktion på fænomenet akustisk kavitation. Akustisk kavitation, også kaldet ultralydskavitation, skaber intense forskydningskræfter, som bryder cellevæggene op og øger masseoverførslen mellem cellens indre og det omgivende opløsningsmiddel. Dette gør ultralydsekstraktion til den overlegne teknik, når det gælder frigørelse og isolering af forbindelser, der er indesluttet i planteceller.

Casestudier om ultralydsekstraktion af spiseolie

Ultralydsekstraktion er blevet afprøvet og har vist sig at være effektiv til forskellige oliefrø og frugter.

Ultralydsekstraktion af solsikkeolie

Moradi et al. (2018) undersøgte indflydelsen af ultralydsassisteret ekstraktion på olieudbyttet og næringsstofsammensætningen fra afskallede og ikke-afskallede solsikkefrø. De brugte en sonikator af typen UP400S (400watt, 24kHz) til at ekstrahere solsikkeolie fra solsikkefrø med n-hexan som opløsningsmiddel.
For at evaluere ekstraktionsresultaterne blev olie også ekstraheret ved konventionel batchvis ekstraktion med opløsningsmiddel og Soxhlet-ekstraktion med n-hexan som opløsningsmiddel ved alle ekstraktionsmetoder.
Ultralydsekstraktion af solsikkeolie gav de højeste olieudbytter med henholdsvis 45,44 ± 0,27% og 23,71 ± 0,22% for ikke-afskallede og afskallede solsikkefrø. I solsikkeskrået efter ultralydsekstraktionen var der henholdsvis mindre end 4% og mindre end 5% restolie tilbage for ikke-afskallede og afskallede solsikkefrø.
Den nødvendige ekstraktionstid ved ultralydsekstraktion blev reduceret til kun 105 min, mens Soxhlet-ekstraktion krævede 6 timer, og batchvis ekstraktion med opløsningsmiddel krævede en behandlingstid på 10 timer.
Gaskromatografisk analyse viste, at ultralydsassisteret ekstraktion forbedrer kvaliteten af de ekstraherede olier og α-linolensyre betydeligt.

Gaskromatogram af olie ekstraheret fra afskallede solsikkefrø ved sonikering
Undersøgelse og diagram af: Moradi et al. 2018

Ultralydsekstraktion af ekstra jomfruolivenolie

Servili et al. (2019) integrerede en 4kW-sonikator UIP4000hdT i en konventionel malaksationslinje til olivenolie. Den mekaniske behandling af olivenpasta ved sonikering forbedrer ekstraktionsprocessens ydeevne og øger dermed olivenmøllernes ekstraktionskapacitet. Da tryk er en vigtig faktor, blev sonikeringen udført med en ultralydsflowcelle med cascatrode ved 3,5 bar. Ultralydsekstraktion medførte ingen ændringer i de vigtigste lovbestemte kvalitetsparametre og havde en positiv indvirkning på den fenoliske sammensætning af ekstra jomfruolivenolie (EVOO) ved et forhøjet tryk på 3,5 bar. Ultralydsassisteret malaksation af olivenpasta giver højere udbytter og en forbedret fenolisk sammensætning af EVOO.
Klik her for at læse mere om ultralydsassisteret malaksation af ekstra jomfruolivenolie!

Ultralydsekstraktion af avocadoolie

Martinez-Oadilla et al. (2018) viste i deres undersøgelse, at sonikering med en UIP1000hdT (20kHz, 1000W) til behandling af avocadopuré, der ikke var malakseret, forbedrede ekstraherbarheden med 15–24% yderligere olieudvinding.
Klik her for at læse mere om ultralydsekstraktion af avocadoolie!

Ultralydsekstraktion af hørfrøolie

Gutte et al. (2015) brugte sonikering til at ekstrahere olie fra formalede hørfrø med n-hexan som opløsningsmiddel. Alternativt kan dichlormethan, petroleumsether eller ethanol bruges som opløsningsmidler. Ultralydsekstraktionen forbedrede ekstraktionsudbyttet med 11,5% ved brug af en tilsvarende mængde opløsningsmiddel som ved konventionel ekstraktion. Den kromatografiske analyse viste, at ultralydsekstraktionen ikke havde nogen væsentlige virkninger såsom nedbrydning på α-linolensyre (ω-3). Undersøgelsen viser, at sonikering øger ekstraktionsudbyttet af spiseolie og reducerer ekstraktionstiden, samtidig med at hørfrøoliens høje ernæringsmæssige profil bevares.

Synergistiske virkninger af ultralydsekstraktion af olie

Ultralydsekstraktion kan anvendes som en selvstændig metode til at frigøre olie fra frø og olierige frugter, eller den kan integreres eller eftermonteres i konventionelle / allerede eksisterende anlæg til produktion af spiseolie for at øge olieudbyttet og kvaliteten. Ultralydsekstraktionssystemer kan nemt installeres som for- eller efterbehandling i forbindelse med malaksation, i kombination med Soxhlet-ekstraktion eller efter en mekanisk oliepresse eller skruepresse.
Ekstraktionsudstyr fra Hielscher Ultrasonics er nemt at installere, kræver kun meget lidt plads (lille pladsbehov) og kan derfor eftermonteres i eksisterende oliemøller. Hielschers industrielle sonikatorer er robuste, af industriel kvalitet og bygget til drift 24/7 under høj belastning og i krævende miljøer.
Øg dit olieudbytte og din oliekvalitet med Hielscher Ultrasonics!

Højtydende ultralydsekstraktorer til produktion af spiseolie

Til fødevareegnet behandling af spiseolier i industriel skala kræves højtydende ultralydsudstyr til behandling af store volumenstrømme af oliefrø i et kontinuerligt gennemstrømningssystem. Hielscher Ultrasonics er en erfaren og betroet leverandør af højtydende ultralydsekstraktionsudstyr, som integreres i fødevareproduktionsanlæg verden over.
De avancerede sonikatorer fra Hielscher Ultrasonics kan styres præcist og giver operatøren fuld kontrol over de vigtige procesparametre såsom amplitude, tryk, temperatur og sonikeringstid.
Det omfattende udvalg af tilbehør såsom sonotroder (sonder), boosterhorn, flowcellereaktorer og yderligere tilbehør gør det muligt at konfigurere ultralydsekstraktionssystemet specifikt til den råvare, der skal behandles, og det ønskede resultat.
Hielscher Ultrasonic-sonikatorer med høj effekt behandler nemt suspensioner med et højt tørstofindhold, hvilket betyder et højt forhold mellem faste stoffer (frø) og opløsningsmiddel

Temperaturstyring under ultralydsbehandling

Da ultralydsassisteret ekstraktion er en ikke-termisk behandlingsmetode, kan termisk nedbrydning af varmefølsomme næringsstoffer forhindres. Hielschers ultralydsflowcellereaktorer leveres med en kølekappe til varmeafledning. Derudover kan energitilførslen tilpasses præcist til optimale behandlingsbetingelser, f.eks. ved at bruge ultralydsekstraktorens pulserende driftstilstand. Ultralydsekstraktion af spiseolier ved lave temperaturer undgår termisk induceret nedbrydning af de ekstraherede olier og minimerer tabet af bioaktive forbindelser.

Overvågning af ultralydsprocessen

Alle Hielschers digitale sonikatorer – fra laboratorie- til industristørrelse – er udstyret med intelligent software, som gør det nemt at styre, overvåge og gennemgå ultralydsprocessen præcist. Amplitude, grænse for energitilførsel, pulscyklusser og sonikeringstid kan forudindstilles via den brugervenlige software. Menuen er let tilgængelig via farveberøringsskærmen og er intuitiv at betjene. Fjernstyring via browser gør det muligt for operatøren at betjene og overvåge ultralydssystemet på afstand.
Alle vigtige data om ultralydsprocessen (såsom amplitude, temperatur, tryk, nettoenergi, samlet energi, tid og dato) gemmes automatisk på et integreret SD-kort. Den automatiske datalogning er højt værdsat i fødevare- og medicinalindustrien, da den giver fødevareproducenten mulighed for at gennemgå behandlingsbetingelserne for ethvert sonikeret parti. Dette muliggør processtandardisering, vedvarende høj kvalitet af produktionen og implementering af god fremstillingspraksis (GMP).
 

Sonikator UIP4000hdT til inlinebehandling af oliefrø for højere udbytter af spiseolier af høj kvalitet

 
Industrielle sonikatorer fra Hielscher Ultrasonics kan levere meget høje amplituder. Amplituder på op til 200µm kan nemt opretholdes kontinuerligt ved drift 24/7. Til endnu højere amplituder fås specialtilpassede ultralydssonotroder. Robustheden af Hielschers ultralydsudstyr muliggør drift 24/7 under høj belastning og i krævende miljøer.
Tabellen nedenfor giver en indikation af vores sonikatorers omtrentlige behandlingskapacitet: