Extraction par ultrasons des huiles alimentaires
Les huiles comestibles sont utilisées pour de nombreuses applications dans la cuisine et la production alimentaire. L'extraction mécanique des huiles comestibles empêche la dégradation des huiles. L'extraction ultrasonique des huiles comestibles est une méthode supérieure pour libérer les huiles des graines, des noyaux et des fruits. En tant que technique d'extraction non thermique, l'extraction par ultrasons permet d'obtenir des huiles comestibles de haute qualité, avec un rendement plus élevé et un temps de traitement réduit.
La production d'huile alimentaire intensifiée par la sonication
L'extraction par ultrasons est largement utilisée pour libérer la précieuse matière intracellulaire du matériel végétal. Les extraits ciblés comprennent les lipides/acides gras, les protéines, les vitamines, les polyphénols et autres composés bioactifs. En tant que technique d'intensification du processus, l'extraction par ultrasons d'huiles comestibles, telles que l'huile d'olive extra vierge, l'huile d'avocat, l'huile de tournesol, l'huile de lin, entre autres, augmente le rendement de l'huile extraite (acides gras), raccourcit le temps d'extraction et réduit ou évite la consommation de solvants. Étant une technique d'extraction non thermique, le principe de fonctionnement de l'extraction assistée par ultrasons est basé sur le phénomène de cavitation acoustique. La cavitation acoustique crée des forces de cisaillement intenses, qui perturbent les parois des cellules et augmentent le transfert de masse entre l'intérieur des cellules et le solvant environnant. Cela fait de l'extraction par ultrasons la technique la plus efficace pour libérer et isoler les composés emprisonnés dans les cellules végétales.
- rendements plus élevés
- temps d'extraction plus court
- absence ou réduction de la consommation de solvants
- processus non thermique
- haute qualité nutritionnelle
- Facile et sûr à utiliser
- rapide RoI
sonificateur UIP4000hdT (4kW) pour la malaxation de l'huile d'olive extra vierge.
Études de cas pour l'extraction ultrasonique d'huile alimentaire
L'extraction par ultrasons a été testée et s'est avérée efficace pour diverses graines et fruits oléagineux.
Extraction d'huile de tournesol par ultrasons
Moradi et al. (2018) ont étudié l'influence de l'extraction assistée par ultrasons sur le rendement en huile et la composition en nutriments des graines de tournesol décortiquées et non décortiquées. Ils ont utilisé un UP400S (400watts, 24kHz) pour extraire l'huile de tournesol des graines de tournesol en utilisant le n-hexane comme solvant.
Afin d'évaluer les résultats de l'extraction, le pétrole a également été extrait par extraction conventionnelle par lots au solvant et par extraction Soxhlet au n-hexane pour toutes les méthodes d'extraction.
L'extraction par ultrasons de l'huile de tournesol a donné les meilleurs rendements en huile avec 45,44 ± 0,27% et 23,71 ± 0,22% pour les graines de tournesol non décortiquées et décortiquées, respectivement. Dans les tourteaux de tournesol appauvris par ultrasons, il restait moins de 4 % et 5 % d'huile résiduelle pour les graines de tournesol non décortiquées et décortiquées.
Le temps d'extraction requis lors de l'extraction par ultrasons a été réduit à 105 minutes seulement, alors que l'extraction Soxhlet nécessitait 6 heures et l'extraction par lots de solvants 10 heures.
L'analyse par chromatographie en phase gazeuse a montré que l'extraction assistée par ultrasons améliore considérablement la qualité des huiles extraites et de l'acide α-linolénique.
Chromatogramme en phase gazeuse de l'huile extraite des graines de tournesol décortiquées par ultrasons
Étudier et classer par : Moradi et al. 2018
Extraction d'huile d'olive extra vierge par ultrasons
Servili et al. (2019) ont intégré un ultrasonateur de 4kW UIP4000hdT dans une ligne conventionnelle de malaxage de l'huile d'olive. Le traitement mécanique de la pâte d'olive par sonication améliore les performances du processus d'extraction, ce qui augmente la capacité d'extraction des moulins à huile d'olive. La pression étant un facteur important, la sonication a été réalisée à l'aide d'une cellule à flux ultrasonique avec cascatrode à 3,5 bars. L'extraction par ultrasons n'a entraîné aucune altération des principaux paramètres de qualité légaux et a montré un impact positif sur la composition phénolique de l'huile d'olive extra vierge (EVOO) à une pression élevée de 3,5 bars. La malaxation de la pâte d'olive assistée par ultrasons permet d'obtenir des rendements plus élevés et d'améliorer la composition phénolique de l'huile d'olive extra vierge.
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L'huile d'avocat à ultrasons Extraction
Martinez-Oadilla et al. (2018) ont montré dans leur étude que la sonication utilisant un UIP1000hdT (20kHz, 1000W) pour le traitement de la purée d'avocats non malaxée a amélioré l'extractibilité de 15 à 24 % de récupération d'huile supplémentaire.
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Extraction ultrasonique d'huile de lin
Gutte et al. (2015) ont utilisé l'ultrason pour extraire l'huile de la graine de lin moulue en utilisant le n-hexane comme solvant. Le dichlorométhane, l'éther de pétrole ou l'éthanol peuvent également être utilisés comme solvants. L'extraction par ultrasons a amélioré le rendement d'extraction de 11,5 % en utilisant une quantité de solvant similaire à celle de l'extraction classique. L'analyse chromatographique a montré que l'extraction par ultrasons n'a pas eu d'effets significatifs tels que la dégradation sur α-Acide linolénique (ω-3). L'étude montre que la sonication augmente le rendement d'extraction de l'huile comestible et réduit le temps d'extraction tout en maintenant un profil nutritionnel élevé de l'huile de lin.
Effets synergiques de l'extraction ultrasonique du pétrole
L'extraction par ultrasons peut être appliquée comme une méthode unique pour libérer l'huile des graines et des fruits riches en huile ou elle peut être intégrée ou réadaptée dans des installations de production d'huile alimentaire conventionnelles / déjà existantes pour augmenter le rendement et la qualité de l'huile. Les systèmes d'extraction par ultrasons peuvent être facilement installés comme pré ou post-traitement du malaxage, en combinaison avec l'extraction Soxhlet ou derrière une presse à huile ou une expulseur mécanique.
L'équipement d'extraction par ultrasons de Hielscher est facile à installer, ne nécessite que très peu d'espace (faible encombrement) et peut donc être installé dans les usines pétrolières existantes. Robustes et de qualité industrielle, les ultrasons industriels Hielscher sont construits pour fonctionner 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, sous forte charge et dans des environnements exigeants.
Augmentez votre rendement et la qualité de votre huile grâce aux ultrasons Hielscher !
UIP4000hdTun puissant processeur à ultrasons de 4 kW pour l'extraction des huiles alimentaires
Extracteurs à ultrasons haute performance pour la production d'huile alimentaire
Pour la transformation industrielle d'huiles alimentaires de qualité alimentaire, des équipements à ultrasons de haute performance sont nécessaires pour traiter de grands volumes de graines oléagineuses dans un système à flux continu. Hielscher Ultrasons est un fournisseur expérimenté et de confiance d'équipements d'extraction par ultrasons à haute performance, qui est intégré dans le monde entier dans les usines de fabrication de produits alimentaires.
Les ultrasonateurs sophistiqués de Hielscher Ultrasonics peuvent être contrôlés avec précision et donnent à l'opérateur un contrôle total sur les paramètres importants du processus tels que l'amplitude, la pression, la température et le temps de sonication.
La vaste gamme d'accessoires, tels que les sonotrodes (sondes), les cornes d'amplification, les réacteurs à cellules d'écoulement et d'autres accessoires complémentaires, permet de configurer le système d'extraction par ultrasons spécifiquement en fonction de la matière première traitée et du rendement visé.
Les ultrasons à haute puissance de Hielscher Ultrasonic permettent de traiter facilement les boues à forte teneur en solides, c'est-à-dire avec un rapport élevé entre les solides (graines) et le solvant
Contrôle de la température pendant le traitement par ultrasons
L'extraction assistée par ultrasons étant une méthode de traitement non thermique, la dégradation thermique des composés nutritionnels sensibles à la chaleur peut être évitée. Les réacteurs Hielscher à cellules à flux ultrasonore sont équipés d'une enveloppe de refroidissement pour la dissipation de la chaleur. De plus, l'apport énergétique peut être exactement adapté aux conditions de traitement optimales, par exemple en utilisant le mode pulsation de l'extracteur à ultrasons. L'extraction par ultrasons des huiles alimentaires à basse température évite la décomposition thermique des huiles extraites et minimise la perte de composés bioactifs.
Surveillance des processus par ultrasons
Tous les ultrasonateurs numériques Hielscher – du laboratoire à la taille industrielle – sont équipés d'un logiciel intelligent, qui permet de contrôler, de surveiller et de réviser facilement et précisément le processus ultrasonore. L'amplitude, la limite d'entrée d'énergie, les cycles d'impulsion et le temps de sonication peuvent être préréglés par le logiciel convivial. L'écran tactile couleur permet d'accéder facilement au menu et sa manipulation est intuitive. La télécommande du navigateur permet à l'opérateur de faire fonctionner et de surveiller le système à ultrasons à distance.
Toutes les données importantes du processus ultrasonique (telles que l'amplitude, la température, la pression, l'énergie nette, l'énergie totale, l'heure et la date) sont automatiquement stockées sur une carte SD intégrée. L'enregistrement automatique des données est très apprécié dans l'industrie alimentaire et pharmaceutique, car il permet au fabricant de produits alimentaires de réviser les conditions de traitement de tout lot soniqué. Cela permet de normaliser les processus, d'obtenir une qualité élevée et continue et de mettre en œuvre les bonnes pratiques de fabrication (BPF).
Hielscher Ultrasonics’ Les processeurs ultrasoniques industriels peuvent fournir des amplitudes très élevées. Des amplitudes allant jusqu'à 200µm peuvent être facilement utilisées en continu 24h/24 et 7j/7. Pour des amplitudes encore plus élevées, des sonotrodes ultrasoniques personnalisées sont disponibles. La robustesse de l'équipement ultrasonique de Hielscher permet un fonctionnement 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, dans des environnements difficiles et exigeants.
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasonicators:
| lot Volume | Débit | Appareils recommandés |
|---|---|---|
| 1 à 500 ml | 10 à 200 ml / min | UP100H |
| 10 à 2000mL | 20 à 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 20L | 00,2 à 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 à 100l | 2 à 10 L / min | UIP4000hdT |
| n / a. | 10 à 100 litres / min | UIP16000 |
| n / a. | plus grand | groupe de UIP16000 |
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Homogénéisateurs ultrasoniques de haute puissance de laboratoires à pilote et Industriel échelle.
Littérature / Références
- 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.
Qu'il faut savoir
Huiles comestibles
Les huiles comestibles sont généralement liquides à température ambiante, bien que certaines huiles qui contiennent des graisses saturées, comme l'huile de noix de coco, l'huile de palme et l'huile de palmiste, puissent être solides. Les huiles comestibles sont principalement des huiles végétales ainsi que des huiles dérivées de fruits comme l'huile d'olive et l'huile d'avocat. Les huiles végétales telles que l'huile de soja, l'huile de canola / colza, l'huile de maïs, l'huile d'arachide, l'huile de sésame, l'huile de tournesol, l'huile de carthame, l'huile de palme, l'huile de moutarde, l'huile de son de riz, l'huile de pépins de courge, l'huile de coco et d'autres huiles de graines sont largement utilisées comme huiles de cuisson et dans les condiments (par exemple les sauces pour salades, les marinades, les sauces, les trempettes, etc.) Les huiles végétales sont couramment utilisées comme huile de cuisson en remplacement des graisses d'origine animale comme le beurre et le saindoux.
La margarine est un substitut de beurre très apprécié, à base d'huiles végétales raffinées (par exemple, d'huile de carthame, de tournesol, de soja, de coton, de colza ou d'olive). En savoir plus sur la production de margarine par ultrasons !
Les huiles comestibles telles que l'huile d'olive, l'huile de colza, l'huile de tournesol ou l'huile de pépins de raisin peuvent être aromatisées par infusion de plantes aromatiques telles que des herbes (par exemple, le romarin, le basilic, etc.), des fruits (par exemple, les agrumes, l'orange, la framboise), des piments ou de l'ail. La sonication est utilisée pour infuser des huiles végétales avec des extraits de plantes. En savoir plus sur la macération et la perfusion ultrasoniques !
huiles et graisses – la différence : Les graisses sont solides à température ambiante, tandis que les huiles sont liquides. Les graisses insaturées telles que les acides gras polyinsaturés et monoinsaturés appartiennent à la catégorie des huiles. Les graisses sont principalement d'origine animale et contiennent surtout des acides gras saturés. Les matières grasses courantes sont le beurre, le saindoux et le suif.