Extracción ultrasónica de aceites comestibles

La producción de aceite comestible intensificada por la sonicación

La extracción ultrasónica se utiliza ampliamente para liberar la valiosa materia intracelular del material vegetal. Los extractos dirigidos incluyen lípidos/ácidos grasos, proteínas, vitaminas, polifenoles y otros compuestos bioactivos. Como técnica de intensificación de procesos, la extracción ultrasónica de aceites comestibles, como el aceite de oliva extra virgen, el aceite de aguacate, el aceite de semilla de girasol, el aceite de linaza, entre otros, aumenta el rendimiento del aceite extraído (ácidos grasos), acorta el tiempo de extracción y reduce o evita el consumo de disolventes. Al ser una técnica de extracción no térmica, el principio de funcionamiento de la extracción asistida por ultrasonidos se basa en el fenómeno de la cavitación acústica. La cavitación acústica, también conocida como cavitación ultrasónica, crea intensas fuerzas de cizallamiento, que perturban las paredes de las células y aumentan la transferencia de masa entre el interior de las células y el disolvente circundante. Esto hace que la extracción ultrasónica sea la técnica superior cuando se trata de la liberación y el aislamiento de compuestos atrapados en las células de las plantas.

Estudios de casos para la extracción ultrasónica de aceite comestible

La extracción ultrasónica ha sido probada y ha demostrado ser eficiente con varias semillas y frutos oleaginosos.

Extracción ultrasónica de aceite de girasol

Moradi y otros (2018) investigaron la influencia de la extracción asistida por ultrasonidos en el rendimiento de aceite y la composición de nutrientes de las semillas de girasol descascaradas y no descascaradas. Utilizaron un UP400S (400watts, 24kHz) ultrasonido para extraer el aceite de girasol de las semillas de girasol utilizando n-hexano como disolvente.
A fin de evaluar los resultados de la extracción, también se extrajo petróleo mediante la extracción convencional con disolvente por lotes y la extracción Soxhlet utilizando n-hexano para todos los métodos de extracción.
La extracción ultrasónica de aceite de girasol dio los mayores rendimientos de aceite con 45,44 ± 0,27% y 23,71 ± 0,22% para las semillas de girasol sin cáscara y con cáscara, respectivamente. En las harinas de girasol agotadas por ultrasonido quedaban menos del 4% y 5% de aceite residual para las semillas de girasol no descascaradas y descascaradas.
El tiempo de extracción requerido cuando se aplicó la extracción ultrasónica se redujo a sólo 105 min, mientras que la extracción Soxhlet requirió 6 horas y la extracción de lotes de disolvente requirió un tiempo de procesamiento de 10 horas.
El análisis de cromatografía de gases demostró que la extracción asistida por ultrasonidos mejora significativamente la calidad de los aceites extraídos y del ácido linolénico α.

Cromatograma de gas del aceite extraído de las semillas de girasol descascaradas mediante ultrasonido
Estudiar y graficar por: Moradi et al. 2018

Extracción ultrasónica de aceite de oliva virgen extra

Servili y otros (2019) integraron un ultrasonido de 4kW UIP4000hdT en una línea convencional de malaxación de aceite de oliva. El tratamiento mecánico de la pasta de aceituna mediante sonicación mejora el rendimiento del proceso de extracción, aumentando la capacidad de extracción de las almazaras. Como la presión es un factor importante, la sonicación se realizó utilizando una celda de flujo ultrasónico con cascada a 3,5 bar. La extracción por ultrasonidos no causó ninguna alteración de los principales parámetros de calidad legales y mostró un impacto positivo en la composición fenólica del aceite de oliva virgen extra (EVOO) a una presión elevada de 3,5 bar. La malaxación asistida por ultrasonidos de la pasta de aceituna da como resultado un mayor rendimiento y una mejor composición fenólica del EVOO.
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Extracción ultrasónica de aceite de aguacate

Martínez-Oadilla y otros (2018) mostraron en su estudio que la sonicación usando un UIP1000hdT (20kHz, 1000W) para el tratamiento del puré de aguacate no malaxado mejoró la extractabilidad mediante una recuperación adicional de aceite del 15 al 24%.
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Extracción ultrasónica de aceite de linaza

Gutte y otros (2015) utilizaron ultrasonido para extraer el aceite de la linaza molida utilizando n-hexano como disolvente. Como alternativa, se pueden utilizar como disolventes el diclorometano, el éter de petróleo o el etanol. La extracción por ultrasonido mejoró el rendimiento de la extracción en un 11,5% utilizando una cantidad de disolvente similar a la de la extracción convencional. El análisis cromatográfico demostró que no había efectos significativos, como la degradación del ácido linolénico (ω-3) por la extracción ultrasónica, en α. El estudio muestra que la sonicación aumenta el rendimiento de la extracción de aceite comestible y reduce el tiempo de extracción, manteniendo al mismo tiempo un alto perfil nutricional del aceite de linaza.

Efectos sinérgicos de la extracción ultrasónica de petróleo

La extracción ultrasónica puede aplicarse como un método único para liberar el aceite de las semillas y los frutos ricos en aceite, o puede integrarse o adaptarse a las instalaciones de producción de aceite comestible convencionales o ya existentes para aumentar el rendimiento y la calidad del aceite. Los sistemas de extracción por ultrasonidos pueden instalarse fácilmente como tratamiento previo o posterior a la malaxación, en combinación con la extracción Soxhlet o detrás de una prensa mecánica de aceite o un expulsor.
El equipo de extracción por ultrasonidos de Hielscher es fácil de instalar, sólo requiere muy poco espacio (poca superficie) y puede por lo tanto adaptarse a los molinos de petróleo existentes. Con su robustez y su grado industrial, los ultrasonidos industriales de Hielscher están construidos para funcionar 24 horas al día, 7 días a la semana, bajo cargas pesadas y en entornos exigentes.
Aumente su rendimiento y calidad del aceite con Hielscher Ultrasonics!

Extractores ultrasónicos de alto rendimiento para la producción de aceite comestible

Para el procesamiento de aceites comestibles de calidad alimentaria a nivel industrial, se requiere un equipo de ultrasonido de alto rendimiento para procesar corrientes de gran volumen de semillas oleaginosas en un sistema de flujo continuo. Hielscher Ultrasonics es un proveedor de larga experiencia y de confianza de equipos de extracción por ultrasonidos de alto rendimiento, que está integrado en todo el mundo en las plantas de fabricación de alimentos.
Los sofisticados ultrasonidos de Hielscher Ultrasonics pueden ser controlados con precisión y dan al operador un control total sobre los importantes parámetros del proceso, como la amplitud, la presión, la temperatura y el tiempo de sonicación.
La amplia gama de accesorios, como sonotrodos (sondas), cuernos de refuerzo, reactores de células de flujo y otros complementos, permiten configurar el sistema de extracción por ultrasonidos específicamente para la materia prima procesada y el resultado deseado.
Los ultrasonidos de alta potencia de Hielscher procesan fácilmente lodos con un alto contenido de sólidos, lo que significa una alta proporción de sólidos (semillas) en relación con el disolvente.

Control de la temperatura durante el procesamiento ultrasónico

Como la extracción asistida por ultrasonido es un método de procesamiento no térmico, se puede evitar la degradación térmica de los compuestos nutricionales sensibles al calor. Los reactores de células de flujo ultrasónico de Hielscher vienen con una camisa de refrigeración para la disipación de calor. Además, la entrada de energía puede adaptarse exactamente a las condiciones óptimas de procesamiento, por ejemplo, utilizando el modo de pulsación del extractor ultrasónico. La extracción ultrasónica de aceites comestibles a bajas temperaturas evita la descomposición inducida térmicamente de los aceites extraídos y minimiza la pérdida de compuestos bioactivos.

Monitoreo de procesos ultrasónicos

Todos los ultrasonidos digitales de Hielscher – desde el laboratorio hasta el tamaño industrial – están equipadas con un software inteligente, que facilita el control preciso, el seguimiento y la revisión del proceso ultrasónico. La amplitud, el límite de entrada de energía, los ciclos de pulso y el tiempo de sonicación pueden ser preestablecidos a través del software de fácil uso. A través de la pantalla táctil de color se puede acceder fácilmente al menú y manejarlo de forma intuitiva. El control remoto del navegador permite al operador operar y supervisar el sistema de ultrasonidos a distancia.
Todos los datos importantes del proceso ultrasónico (como la amplitud, la temperatura, la presión, la energía neta, la energía total, la hora y la fecha) se almacenan automáticamente en una tarjeta SD integrada. La protocolización automática de datos es muy valorada en la industria alimentaria y farmacéutica, ya que permite al fabricante de alimentos revisar las condiciones de procesamiento de cualquier lote sonicado. Esto permite la estandarización de los procesos, la obtención de resultados de alta calidad de forma continua y la aplicación de buenas prácticas de fabricación (GMP).

Hielscher Ultrasonics’ Los procesadores industriales de ultrasonidos pueden ofrecer amplitudes muy altas. Amplitudes de hasta 200µm pueden ser fácilmente ejecutadas de forma continua en funcionamiento 24 horas al día, 7 días a la semana. Para amplitudes aún mayores, se dispone de sonotrodos ultrasónicos personalizados. La robustez de los equipos de ultrasonidos de Hielscher permite un funcionamiento ininterrumpido en entornos de trabajo pesado y exigentes.
En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores: