מיצוי אולטרסוני של שמני מאכל

שמני מאכל משמשים למגוון יישומים בבישול ובייצור מזון. מיצוי מכני של שמני מאכל מונע את התפרקות השמנים. מיצוי אולטרסוני של שמני מאכל הוא שיטה עדיפה לשחרור שמנים מזרעים, מגרעינים ומפירות. כטכניקת מיצוי לא תרמית, מיצוי אולטרסוני מפיק שמני מאכל באיכות גבוהה ומצטיין בתפוקות גבוהות יותר ובזמן עיבוד קצר יותר.

הגברת ייצור שמני מאכל באמצעות סוניקציה

מיצוי אולטרסוני נמצא בשימוש נרחב לשחרור חומרים תוך תאיים בעלי ערך מחומר צמחי. חומרי היעד למיצוי כוללים ליפידים / חומצות שומן, חלבונים, ויטמינים, פוליפנולים ותרכובות ביו אקטיביות אחרות. כטכניקה להגברת תהליכים, מיצוי אולטרסוני של שמני מאכל, כגון שמן זית כתית מעולה, שמן אבוקדו, שמן זרעי חמניות ושמן זרעי פשתן, בין היתר, מגדיל את תפוקת השמן הממוצה (חומצות שומן), מקצר את זמן המיצוי ומפחית או מונע את צריכת הממס. עקרון הפעולה של מיצוי בסיוע אולטרסאונד, שהוא טכניקת מיצוי לא תרמית, מבוסס על תופעת הקוויטציה האקוסטית. קוויטציה אקוסטית, המכונה גם קוויטציה אולטרסונית, יוצרת כוחות גזירה עזים, המפרקים דפנות תאים ומגבירים את מעבר המסה בין פנים התא לממס שסביבו. בכך הופך המיצוי האולטרסוני לטכניקה העדיפה לשחרור ולבידוד של תרכובות הכלואות בתאי צמח.

מחקרי מקרה על מיצוי אולטרסוני של שמני מאכל

מיצוי אולטרסוני נבדק והוכח כיעיל עבור מגוון זרעים ופירות המכילים שמן.

מיצוי אולטרסוני של שמן חמניות

Moradi ואח' (2018) חקרו את השפעת המיצוי בסיוע אולטרסאונד על תפוקת השמן ועל הרכב רכיבי התזונה מזרעי חמניות קלופים ולא קלופים. הם השתמשו במכשיר אולטרסוני מדגם UP400S (400watts, 24kHz) למיצוי שמן חמניות מזרעי חמניות באמצעות n-hexane כממס.
כדי להעריך את תוצאות המיצוי, מוצה שמן גם באמצעות מיצוי מנתי קונבנציונלי בממס ומיצוי סוקסלט, תוך שימוש ב־n-hexane בכל שיטות המיצוי.
מיצוי אולטרסוני של שמן חמניות הניב את תפוקות השמן הגבוהות ביותר: 45.44 ± 0.27% ו־23.71 ± 0.22% עבור זרעי חמניות לא קלופים וקלופים, בהתאמה. בכוספת החמניות לאחר המיצוי האולטרסוני נותרו פחות מ־4% שמן שיורי עבור זרעי חמניות לא קלופים ופחות מ־5% עבור זרעי חמניות קלופים.
זמן המיצוי הנדרש בעת שימוש במיצוי אולטרסוני התקצר ל־105 דקות בלבד, בעוד שמיצוי סוקסלט דרש 6 שעות ומיצוי מנתי בממס דרש זמן עיבוד של 10 שעות.
אנליזה בכרומטוגרפיית גז הראתה שמיצוי בסיוע אולטרסאונד משפר באופן מובהק את איכות השמנים הממוצים ואת איכות החומצה ה־α-לינולנית.

כרומטוגרמת גז של שמן שמוצה מזרעי חמניות קלופים באמצעות סוניקציה
המחקר והתרשים מאת: Moradi ואח' 2018

מיצוי אולטרסוני של שמן זית כתית מעולה

Servili ואח' (2019) שילבו מכשיר אולטרסוני בהספק 4kW מדגם UIP4000hdT בקו קונבנציונלי ללישת עיסת זיתים להפקת שמן זית. הטיפול המכני בעיסת זיתים באמצעות סוניקציה משפר את ביצועי תהליך המיצוי ומגדיל את כושר המיצוי של בתי בד. מכיוון שהלחץ הוא גורם חשוב, הסוניקציה בוצעה באמצעות תא זרימה אולטרסוני עם cascatrode בלחץ של 3.5 bar. המיצוי האולטרסוני לא גרם לשינויים כלשהם במדדי האיכות העיקריים הקבועים בחוק, והראה השפעה חיובית על ההרכב הפנולי של שמן הזית הכתית המעולה (EVOO) בלחץ מוגבר של 3.5 bar. לישת עיסת זיתים בסיוע אולטרסאונד מביאה לתפוקות גבוהות יותר ולהרכב פנולי משופר של EVOO.
לחצו כאן כדי לקרוא עוד על לישה בסיוע אולטרסאונד להפקת שמן זית כתית מעולה!

מיצוי אולטרסוני של שמן אבוקדו

Martinez-Oadilla ועמיתיו (2018) הראו במחקרם כי סוניקציה באמצעות מכשיר UIP1000hdT (20kHz, 1000W) לטיפול במחית אבוקדו שלא עברה לישה שיפרה את יכולת המיצוי, עם השבה נוספת של 15–24% שמן.
לחצו כאן כדי לקרוא עוד על מיצוי אולטרסוני של שמן אבוקדו!

מיצוי אולטרסוני של שמן זרעי פשתן

Gutte ועמיתיו (2015) השתמשו בסוניקציה למיצוי שמן מזרעי פשתן טחונים באמצעות n-הקסאן כממס. לחלופין, ניתן להשתמש בדיכלורומתאן, באתר נפט או באתנול כממסים. המיצוי האולטרסוני שיפר את תפוקת המיצוי ב-11.5% תוך שימוש בכמות ממס דומה לזו שבמיצוי קונבנציונלי. הניתוח הכרומטוגרפי הראה כי למיצוי האולטרסוני לא היו השפעות משמעותיות, כגון פירוק, על חומצה α-לינולנית (ω-3). המחקר מראה כי סוניקציה מגדילה את תפוקת המיצוי של שמן מאכל ומקצרת את זמן המיצוי תוך שמירה על ערכו התזונתי הגבוה של שמן זרעי הפשתן.

השפעות סינרגטיות של מיצוי שמן אולטרסוני

ניתן להשתמש במיצוי אולטרסוני כשיטה יחידה לשחרור שמן מזרעים ומפירות עשירים בשמן, או לשלבו במתקנים קונבנציונליים / קיימים לייצור שמני מאכל, גם במסגרת שדרוגם, כדי להגדיל את תפוקת השמן ולשפר את איכותו. ניתן להתקין בקלות מערכות מיצוי אולטרסוניות כטיפול מקדים או כטיפול המשך ללישה, בשילוב עם מיצוי סוקסלט או לאחר מכבש שמן מכני או מכבש בורגי.
ציוד המיצוי של Hielscher Ultrasonics קל להתקנה, דורש שטח קטן מאוד בלבד (שטח רצפה קטן), ולכן ניתן לשלבו בבתי בד קיימים במסגרת שדרוגם. מכשירי האולטרסאונד התעשייתיים של Hielscher מתאפיינים בחוסן ובאיכות תעשייתית ובנויים לפעולה 24/7 תחת עומס כבד ובסביבות תובעניות.
הגדילו את תפוקת השמן שלכם ושפרו את איכותו עם Hielscher Ultrasonics!

מכשירי מיצוי אולטרסוניים בעלי ביצועים גבוהים לייצור שמני מאכל

לעיבוד שמני מאכל ברמה המתאימה למזון ובהיקף תעשייתי, נדרש ציוד אולטרסוני בעל ביצועים גבוהים לעיבוד זרמים בנפחים גדולים של זרעים להפקת שמן במערכת זרימה רציפה. Hielscher Ultrasonics היא ספקית אמינה ובעלת ניסיון רב של ציוד מיצוי אולטרסוני בעל ביצועים גבוהים, המשולב במפעלי ייצור מזון ברחבי העולם.
ניתן לשלוט במדויק במכשירי האולטרסאונד המתוחכמים של Hielscher Ultrasonics, והם מעניקים למפעיל שליטה מלאה בפרמטרים החשובים של התהליך, כגון אמפליטודה, לחץ, טמפרטורה וזמן סוניקציה.
המגוון הרחב של אביזרים, כגון סונוטרודות (גשושיות), מגברי אמפליטודה, ריאקטורים עם תא זרימה ותוספים נוספים, מאפשר להתאים את תצורת מערכת המיצוי האולטרסוני במיוחד לחומר הגלם המעובד ולתפוקה המבוקשת.
מכשירי האולטרסאונד רבי-העוצמה של Hielscher Ultrasonic מעבדים בקלות תרחיפים בעלי תכולת מוצקים גבוהה, כלומר יחס גבוה של מוצקים (זרעים) לממס

בקרת טמפרטורה במהלך עיבוד אולטרסוני

מכיוון שמיצוי בסיוע אולטרסאונד הוא שיטת עיבוד לא תרמית, ניתן למנוע פירוק תרמי של תרכובות תזונתיות הרגישות לחום. ריאקטורים אולטרסוניים עם תא זרימה של Hielscher מצוידים במעטפת קירור לפיזור חום. בנוסף, ניתן להתאים במדויק את האנרגיה המושקעת לתנאי העיבוד המיטביים, למשל באמצעות מצב הפעימות של מכשיר המיצוי האולטרסוני. מיצוי אולטרסוני של שמני מאכל בטמפרטורות נמוכות מונע פירוק של השמנים הממוצים עקב חום וממזער את אובדן התרכובות הפעילות ביולוגית.

ניטור התהליך האולטרסוני

כל המכשירים האולטרסוניים הדיגיטליים של Hielscher – ממכשירים בגודל מעבדתי ועד מכשירים בגודל תעשייתי – מצוידים בתוכנה חכמה המאפשרת לשלוט בתהליך האולטרסוני, לנטר אותו ולשנותו בקלות ובדיוק. באמצעות התוכנה הידידותית למשתמש ניתן להגדיר מראש את המשרעת, את מגבלת האנרגיה המושקעת, את מחזורי הפעימות ואת משך הסוניקציה. מסך מגע צבעוני מאפשר גישה קלה לתפריט ותפעול אינטואיטיבי. השליטה מרחוק באמצעות דפדפן מאפשרת למפעיל להפעיל את המערכת האולטרסונית ולנטר אותה מרחוק.
כל הנתונים החשובים של התהליך האולטרסוני (כגון משרעת, טמפרטורה, לחץ, אנרגיה נטו, אנרגיה כוללת, שעה ותאריך) נשמרים אוטומטית בכרטיס SD מובנה. התיעוד האוטומטי של הנתונים זוכה להערכה רבה בתעשיות המזון והתרופות, שכן הוא מאפשר ליצרן המזון לבחון את תנאי העיבוד של כל אצווה שעברה סוניקציה. כך מתאפשרים תקנון של התהליך, תפוקה באיכות גבוהה באופן עקבי ויישום של תנאי ייצור נאותים (GMP).
 

מכשיר הסוניקציה UIP4000hdT לעיבוד זרעי שמן בקו הייצור, להשגת תפוקות גבוהות יותר של שמני מאכל באיכות גבוהה

 
מכשירי הסוניקציה התעשייתיים של Hielscher Ultrasonics יכולים לספק משרעות גבוהות מאוד. ניתן להפעיל בקלות וברציפות משרעות של עד 200µm בפעולה של 24/7. למשרעות גבוהות אף יותר זמינות סונוטרודות אולטרסוניות מותאמות אישית. עמידותו של הציוד האולטרסוני של Hielscher מאפשרת פעולה של 24/7 בעומס כבד ובסביבות תובעניות.
הטבלה שלהלן מספקת אומדן של כושר העיבוד המשוער של המכשירים האולטרסוניים שלנו: