Ruokaöljyjen ultraääniuutto
Ruokaöljyjä käytetään moniin tarkoituksiin ruoanlaitossa ja elintarviketuotannossa. Ruokaöljyjen mekaaninen uutto estää öljyjen hajoamisen. Ruokaöljyjen ultraääniuutto on ylivoimainen menetelmä öljyjen vapauttamiseen siemenistä, siementen ytimistä ja hedelmistä. Ei-termisenä uuttotekniikkana ultraääniuutto tuottaa korkealaatuisia ruokaöljyjä, ja sen etuja ovat suurempi saanto ja lyhyempi käsittelyaika.
Ruokaöljyjen tuotannon tehostaminen ultraäänikäsittelyllä
Ultraääniuuttoa käytetään laajalti arvokkaiden solunsisäisten aineiden vapauttamiseen kasvimateriaalista. Tavoiteltavia uuteaineita ovat lipidit / rasvahapot, proteiinit, vitamiinit, polyfenolit ja muut bioaktiiviset yhdisteet. Prosessia tehostavana tekniikkana muun muassa ekstra-neitsytoliiviöljyn, avokadoöljyn, auringonkukansiemenöljyn ja pellavansiemenöljyn kaltaisten ruokaöljyjen ultraääniuutto lisää uutetun öljyn (rasvahappojen) saantoa, lyhentää uuttoaikaa ja vähentää liuottimen kulutusta tai poistaa sen tarpeen. Ultraääniavusteinen uutto on ei-terminen uuttotekniikka, jonka toimintaperiaate perustuu akustiseen kavitaatioon. Akustinen eli ultraäänikavitaatio synnyttää voimakkaita leikkausvoimia, jotka hajottavat soluseinämiä ja lisäävät aineensiirtoa solun sisäosan ja ympäröivän liuottimen välillä. Tämä tekee ultraääniuutosta ylivoimaisen tekniikan kasvisolujen sisään jääneiden yhdisteiden vapauttamiseen ja eristämiseen.
- suurempi saanto
- lyhyempi uuttoaika
- ei liuottimen kulutusta tai vähäisempi liuottimen kulutus
- ei-terminen prosessi
- korkea ravitsemuksellinen laatu
- helppo ja turvallinen käyttää
- nopea sijoitetun pääoman tuotto
Ultraääniuutin UIP4000hdT asennettuna oliiviöljypuristamoon ekstra-neitsytoliiviöljyn tuotannon parantamiseksi
Tapaustutkimuksia ruokaöljyjen ultraääniuutosta
Ultraääniuuttoa on testattu erilaisilla öljysiemenillä ja hedelmillä, ja sen on osoitettu olevan tehokasta.
Auringonkukkaöljyn ultraääniuutto
Moradi ym. (2018) tutkivat ultraääniavusteisen uuton vaikutusta kuorituista ja kuorimattomista auringonkukansiemenistä saatavan öljyn saantoon ja ravintoainekoostumukseen. He käyttivät UP400S (400wattia, 24kHz) -ultraäänilaitetta auringonkukkaöljyn uuttamiseen auringonkukansiemenistä käyttäen n-heksaania liuottimena.
Uuttotulosten arvioimiseksi öljyä uutettiin myös tavanomaisella panosliuotinuutolla ja Soxhlet-uutolla käyttäen n-heksaania kaikissa uuttomenetelmissä.
Auringonkukkaöljyn ultraääniuutto tuotti suurimmat öljysaannot: kuorimattomista auringonkukansiemenistä 45,44 ± 0,27% ja kuorituista 23,71 ± 0,22%. Ultraäänellä uutettuun auringonkukansiemenrouheeseen jäi jäännösöljyä kuorimattomista siemenistä alle 4% ja kuorituista siemenistä alle 5%.
Ultraääniuuttoa käytettäessä tarvittava uuttoaika lyheni vain 105 minuuttiin, kun taas Soxhlet-uutto vaati 6 tuntia ja panosliuotinuutto 10 tunnin käsittelyajan.
Kaasukromatografinen analyysi osoitti, että ultraääniavusteinen uutto parantaa merkittävästi uutettujen öljyjen ja α-linoleenihapon laatua.
Ultraäänikäsittelyllä kuorituista auringonkukansiemenistä uutetun öljyn kaasukromatogrammi
Tutkimus ja kaavio: Moradi ym. 2018
Ekstra-neitsytoliiviöljyn ultraääniuutto
Servili ym. (2019) liittivät 4kW:n ultraäänilaitteen UIP4000hdT tavanomaiseen oliiviöljyn malaksointilinjaan. Oliivimassan mekaaninen käsittely ultraäänellä parantaa uuttoprosessin suorituskykyä ja lisää oliiviöljypuristamojen uuttokapasiteettia. Koska paine on tärkeä tekijä, ultraäänikäsittely tehtiin paineen ollessa 3,5 bar käyttäen ultraäänivirtauskennoa, jossa oli kaskatrodi. Ultraääniuutto ei aiheuttanut muutoksia keskeisiin lakisääteisiin laatuparametreihin, ja sillä oli myönteinen vaikutus ekstra-neitsytoliiviöljyn (EVOO) fenoliyhdistekoostumukseen korotetun paineen ollessa 3,5 bar. Oliivimassan ultraääniavusteinen malaksointi tuottaa suuremman saannon ja parantaa EVOO:n fenoliyhdistekoostumusta.
Napsauta tästä ja lue lisää ekstra-neitsytoliiviöljyn ultraääniavusteisesta malaksoinnista!
Avokadoöljyn ultraääniuutto
Martinez-Oadilla ym. (2018) osoittivat tutkimuksessaan, että malaksoimattoman avokadososeen ultraäänikäsittely laitteella UIP1000hdT (20kHz, 1000W) paransi uutettavuutta ja tuotti 15–24% enemmän talteen otettua öljyä.
Napsauta tästä ja lue lisää avokadoöljyn ultraääniuutosta!
Pellavansiemenöljyn ultraääniuutto
Gutte ym. (2015) käyttivät ultraäänikäsittelyä öljyn uuttamiseen jauhetuista pellavansiemenistä käyttäen n-heksaania liuottimena. Vaihtoehtoisesti liuottimina voidaan käyttää dikloorimetaania, petrolieetteriä tai etanolia. Ultraääniuutto paransi uuttosaantoa 11,5%, kun liuotinmäärä oli samankaltainen kuin tavanomaisessa uutossa. Kromatografinen analyysi osoitti, ettei ultraääniuutolla ollut merkittäviä vaikutuksia, kuten hajoamista, α-linoleenihappoon (ω-3). Tutkimus osoittaa, että ultraäänikäsittely lisää ruokaöljyn uuttosaantoa ja lyhentää uuttoaikaa säilyttäen samalla pellavansiemenöljyn korkean ravitsemuksellisen laadun.
Öljyn ultraääniuuton synergistiset vaikutukset
Ultraääniuuttoa voidaan käyttää ainoana menetelmänä öljyn vapauttamiseen siemenistä ja öljypitoisista hedelmistä, tai se voidaan integroida tai jälkiasentaa tavanomaisiin / jo olemassa oleviin ruokaöljyn tuotantolaitoksiin öljysaannon ja laadun parantamiseksi. Ultraääniuuttojärjestelmät voidaan helposti asentaa malaksoinnin esi- tai jälkikäsittelyksi, yhdistää Soxhlet-uuttoon tai sijoittaa mekaanisen öljypuristimen tai ruuvipuristimen jälkeen.
Hielscher Ultrasonics -uuttolaitteisto on helppo asentaa, vaatii vain hyvin vähän tilaa (pieni tilantarve), ja se voidaan siten jälkiasentaa olemassa oleviin öljypuristamoihin. Vankat, teollisuuskäyttöön tarkoitetut Hielscher-ultraäänilaitteet on rakennettu 24/7-käyttöön raskaassa kuormituksessa ja vaativissa ympäristöissä.
Paranna öljysi saantoa ja laatua Hielscher Ultrasonics -laitteilla!
UIP4000hdT, tehokas 4kW:n ultraääniprosessori ruokaöljyjen uuttamiseen
Tehokkaat ultraääniuuttimet ruokaöljyjen tuotantoon
Ruokaöljyjen elintarvikekelpoiseen käsittelyyn teollisessa mittakaavassa tarvitaan tehokas ultraäänilaitteisto, jolla voidaan käsitellä suuria öljysiementen tilavuusvirtoja jatkuvatoimisessa läpivirtausjärjestelmässä. Hielscher Ultrasonics on kokenut ja luotettu tehokkaiden ultraääniuuttolaitteistojen toimittaja, jonka laitteita on integroitu elintarviketuotantolaitoksiin ympäri maailmaa.
Hielscher Ultrasonics -yrityksen edistyneitä ultraäänilaitteita voidaan ohjata tarkasti, ja ne antavat käyttäjälle mahdollisuuden hallita täysin tärkeitä prosessiparametreja, kuten amplitudia, painetta, lämpötilaa ja ultraäänikäsittelyaikaa.
Laaja lisävarustevalikoima, kuten sonotrodit (sondit), amplitudinvahvistimet, virtauskennoreaktorit ja muut lisäosat, mahdollistaa ultraääniuuttojärjestelmän kokoonpanon määrittämisen juuri käsiteltävän raaka-aineen ja tavoitellun tuotoksen mukaan.
Hielscher Ultrasonic -yrityksen suuritehoiset ultraäänilaitteet käsittelevät helposti lietteitä, joiden kiintoainepitoisuus on suuri, eli kiintoaineen (siementen) suhde liuottimeen on suuri
Lämpötilan hallinta ultraäänikäsittelyn aikana
Koska ultraääniavusteinen uutto on ei-terminen käsittelymenetelmä, lämpöherkkien ravintoaineyhdisteiden lämpöhajoaminen voidaan estää. Yrityksen Hielscher ultraäänivirtauskennoreaktoreissa on jäähdytysvaippa lämmön poistamiseksi. Lisäksi energiansyöttö voidaan sovittaa tarkasti optimaalisiin käsittelyolosuhteisiin esimerkiksi käyttämällä ultraääniuuttimen pulssitilaa. Ruokaöljyjen ultraääniuutto alhaisissa lämpötiloissa estää uutettujen öljyjen lämmön aiheuttaman hajoamisen ja minimoi bioaktiivisten yhdisteiden hävikin.
Ultraääniprosessin seuranta
Kaikki Hielscherin digitaaliset ultraäänilaitteet – laboratoriokoosta teolliseen kokoon – on varustettu älykkäällä ohjelmistolla, joka helpottaa ultraääniprosessin tarkkaa ohjausta, seurantaa ja tarkistamista. Amplitudi, energiansyötön raja, pulssijaksot ja ultraäänikäsittelyaika voidaan asettaa etukäteen käyttäjäystävällisellä ohjelmistolla. Valikkoon pääsee helposti värikosketusnäytön kautta, ja sen käyttö on intuitiivista. Selainpohjaisen etäohjauksen avulla käyttäjä voi käyttää ja seurata ultraäänijärjestelmää etänä.
Kaikki tärkeät ultraääniprosessin tiedot (kuten amplitudi, lämpötila, paine, nettoenergia, kokonaisenergia, kellonaika ja päivämäärä) tallennetaan automaattisesti integroituun SD-korttiin. Automaattista tietojen kirjaamista arvostetaan suuresti elintarvike- ja lääketeollisuudessa, koska se antaa elintarvikevalmistajalle mahdollisuuden tarkastella minkä tahansa ultraäänikäsitellyn erän käsittelyolosuhteita. Tämä mahdollistaa prosessin standardoinnin, jatkuvasti korkealaatuisen tuotoksen ja hyvien tuotantotapojen (GMP) toteuttamisen.
Ultraäänilaite UIP4000hdT öljysiementen käsittelyyn tuotantolinjassa korkealaatuisten ruokaöljyjen saannon lisäämiseksi
Hielscher Ultrasonics -yrityksen teolliset ultraäänilaitteet voivat tuottaa erittäin suuria amplitudeja. Jopa 200µm:n amplitudeja voidaan helposti käyttää jatkuvasti 24/7-käytössä. Vielä suurempia amplitudeja varten on saatavana räätälöityjä ultraäänisonotrodeja. Hielscherin ultraäänilaitteiston vankka rakenne mahdollistaa 24/7-käytön raskaassa kuormituksessa ja vaativissa ympäristöissä.
Alla oleva taulukko antaa suuntaa-antavan arvion ultraäänilaitteidemme käsittelykapasiteetista:
| Erätilavuus | Tilavuusvirta | Suositellut laitteet |
|---|---|---|
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2 000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | suurempi | laiteryhmä: UIP16000 |
Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!
Suuritehoiset ultraäänihomogenisaattorit laboratoriomittakaavasta aina pilottimittakaavaan ja teolliseen mittakaavaan.
Kirjallisuus / Lähteet
- FactSheet Ultrasonic Extraction of Extra Virgin Olive Oil
- Negin Moradi, Masoud Rahimi, Atefeh Moeini, Mohammad Amin Parsamoghadam (2018): Impact of ultrasound on oil yield and content of functional food ingredients at the oil extraction from sunflower. Separation Science and Technology, 53:2, 2018. 261-276.
- Servili M; Veneziani G.; Taticchi A.; Romaniello R.; Tamborrino A.; Leone A.(2019): Low-frequency, high-power ultrasound treatment at different pressures for olive paste: Effects on olive oil yield and quality. Ultrasonics Sonochemistry 59, 2019.
- Krishna B. Gutte, Akshaya K. Sahoo, Rahul C. Ranveer (2014): Effect of ultrasonic treatment on extraction and fatty acid profile of flaxseed oil. Oilseeds & fats Crops and Lipids Journal 22(6) 2015.
- Laura Patricia Martínez-Padilla, Lisa Franke, Xin-Qing Xu, Pablo Juliano (2018): Improved Extraction of Avocado Oil by Application of Sono-Physical Processes. Ultrasonics Sonochemistry 40, Jan. 2018. 720-726.
Hyödyllistä tietoa
Ruokaöljyt
Ruokaöljyt ovat yleensä nestemäisiä huoneenlämmössä, vaikka jotkin tyydyttynyttä rasvaa sisältävät öljyt, kuten kookosöljy, palmuöljy ja palmuydinöljy, voivat olla kiinteitä. Ruokaöljyt ovat enimmäkseen kasviöljyjä sekä hedelmistä saatavia öljyjä, kuten oliiviöljyä ja avokadoöljyä. Kasviöljyjä, kuten soijaöljyä, kanolaöljyä / rapsiöljyä, maissiöljyä, maapähkinäöljyä, seesamiöljyä, auringonkukkaöljyä, safloriöljyä, palmuöljyä, sinappiöljyä, riisinleseöljyä, kurpitsansiemenöljyä, kookosöljyä ja muita siemenöljyjä, käytetään laajalti ruoanlaittoöljyinä ja maustamiseen (esimerkiksi salaatinkastikkeissa, marinadeissa, kastikkeissa, dipeissä jne.). Kasviöljyjä käytetään yleisesti ruoanlaitossa eläinperäisten rasvojen, kuten voin ja laardin, vaihtoehtona.
Margariini on suosittu voin korvike, joka perustuu jalostettuihin kasviöljyihin (esimerkiksi saflori-, auringonkukka-, soija-, puuvillansiemen-, rapsi- tai oliiviöljyyn). Lue lisää margariinin valmistuksesta ultraäänellä!
Ruokaöljyjä, kuten oliiviöljyä, rapsiöljyä, auringonkukkaöljyä tai viinirypäleensiemenöljyä, voidaan maustaa uuttamalla niihin aromaattisia kasveja, kuten yrttejä (esimerkiksi rosmariinia, basilikaa jne.), hedelmiä (esimerkiksi sitrushedelmiä, appelsiinia, vadelmaa), chiliä tai valkosipulia. Ultraäänikäsittelyä käytetään kasviöljyjen maustamiseen yrttiuutteilla. Lue lisää ultraääniavusteisesta maseroinnista ja infusoinnista!
Öljyjen ja rasvojen ero: Rasvat ovat kiinteitä huoneenlämmössä, kun taas öljyt ovat nestemäisiä. Tyydyttymättömät rasvat, kuten monityydyttymättömät ja kertatyydyttymättömät rasvahapot, kuuluvat öljyjen luokkaan. Rasvat ovat enimmäkseen eläinperäisiä ja sisältävät pääasiassa tyydyttyneitä rasvahappoja. Tavallisia rasvoja ovat voi, laardi ja tali.