Սննդային յուղերի ուլտրաձայնային էքստրակցիա
Սննդային յուղերն օգտագործվում են խոհարարության և սննդամթերքի արտադրության բազմաթիվ կիրառություններում։ Սննդային յուղերի մեխանիկական էքստրակցիան կանխում է յուղերի քայքայումը։ Սննդային յուղերի ուլտրաձայնային էքստրակցիան սերմերից, միջուկներից և պտուղներից յուղերի ազատման առավել արդյունավետ մեթոդ է։ Որպես ոչ ջերմային էքստրակցիայի տեխնիկա՝ ուլտրաձայնային էքստրակցիան ապահովում է բարձրորակ սննդային յուղեր՝ առանձնանալով ավելի բարձր ելքով և մշակման կրճատված տևողությամբ։
Սննդային յուղերի արտադրության ինտենսիվացում ուլտրաձայնային մշակմամբ
Ուլտրաձայնային էքստրակցիան լայնորեն օգտագործվում է բուսական նյութից արժեքավոր ներբջջային նյութերն ազատելու համար։ Թիրախային էքստրակտները ներառում են լիպիդներ / ճարպաթթուներ, սպիտակուցներ, վիտամիններ, պոլիֆենոլներ և այլ կենսաակտիվ միացություններ։ Որպես գործընթացն ինտենսիվացնող տեխնիկա՝ սննդային յուղերի, այդ թվում՝ էքստրա կուսական ձիթայուղի, ավոկադոյի յուղի, արևածաղկի սերմերի յուղի, կտավատի սերմերի յուղի և այլ յուղերի ուլտրաձայնային էքստրակցիան բարձրացնում է էքստրակցված յուղի (ճարպաթթուների) ելքը, կրճատում է էքստրակցիայի տևողությունը և նվազեցնում կամ բացառում է լուծիչի սպառումը։ Լինելով ոչ ջերմային էքստրակցիայի տեխնիկա՝ ուլտրաձայնային օժանդակությամբ էքստրակցիայի աշխատանքի սկզբունքը հիմնված է ակուստիկ կավիտացիայի երևույթի վրա։ Ակուստիկ, այլ կերպ՝ ուլտրաձայնային կավիտացիան առաջացնում է ինտենսիվ սահքի ուժեր, որոնք քայքայում են բջջապատերը և մեծացնում զանգվածափոխանակությունը բջջի ներքին միջավայրի ու շրջապատող լուծիչի միջև։ Դրա շնորհիվ ուլտրաձայնային էքստրակցիան առավել արդյունավետ տեխնիկա է բուսական բջիջներում պարփակված միացությունների ազատման և առանձնացման համար։
- ավելի բարձր ելք
- էքստրակցիայի ավելի կարճ տևողություն
- լուծիչի սպառման բացակայություն կամ նվազեցում
- ոչ ջերմային գործընթաց
- բարձր սննդային որակ
- հեշտ և անվտանգ օգտագործում
- ներդրումների արագ վերադարձ
UIP4000hdT ուլտրաձայնային էքստրակտորը տեղադրված է ձիթաղացում՝ էքստրա կուսական ձիթայուղի արտադրությունը բարելավելու համար
Սննդային յուղերի ուլտրաձայնային էքստրակցիայի դեպքերի ուսումնասիրություններ
Ուլտրաձայնային էքստրակցիան փորձարկվել է տարբեր յուղատու սերմերի և պտուղների վրա, և դրա արդյունավետությունն ապացուցվել է։
Արևածաղկի յուղի ուլտրաձայնային էքստրակցիա
Moradi և համահեղինակները (2018) ուսումնասիրել են ուլտրաձայնային օժանդակությամբ էքստրակցիայի ազդեցությունը կեղևազերծված և չկեղևազերծված արևածաղկի սերմերից ստացվող յուղի ելքի և սննդանյութերի կազմի վրա։ Նրանք օգտագործել են UP400S (400watts, 24kHz) ուլտրաձայնային սարք՝ արևածաղկի սերմերից արևածաղկի յուղն էքստրակցելու համար՝ որպես լուծիչ օգտագործելով n-հեքսան։
Էքստրակցիայի արդյունքները գնահատելու համար յուղ էքստրակցվել է նաև սովորական պարբերական լուծիչային էքստրակցիայի և Սոքսլետի էքստրակցիայի միջոցով՝ էքստրակցիայի բոլոր մեթոդներում օգտագործելով n-հեքսան։
Արևածաղկի յուղի ուլտրաձայնային էքստրակցիան ապահովել է յուղի ամենաբարձր ելքերը՝ համապատասխանաբար 45,44 ± 0,27% և 23,71 ± 0,22%՝ չկեղևազերծված և կեղևազերծված արևածաղկի սերմերի համար։ Ուլտրաձայնային էքստրակցիայից հետո արևածաղկի շրոտներում մնացել է 4%-ից պակաս մնացորդային յուղ՝ չկեղևազերծված սերմերի դեպքում, և 5%-ից պակաս՝ կեղևազերծված սերմերի դեպքում։
Ուլտրաձայնային էքստրակցիայի կիրառման դեպքում էքստրակցիայի համար պահանջվող ժամանակը կրճատվել է մինչև ընդամենը 105 min, մինչդեռ Սոքսլետի էքստրակցիան պահանջել է 6 hrs, իսկ պարբերական լուծիչային էքստրակցիան՝ 10 hrs մշակման ժամանակ։
Գազային քրոմատագրական վերլուծությունը ցույց է տվել, որ ուլտրաձայնային օժանդակությամբ էքստրակցիան զգալիորեն բարելավում է էքստրակցված յուղերի և α-լինոլենաթթվի որակը։
Ուլտրաձայնային մշակմամբ կեղևազերծված արևածաղկի սերմերից էքստրակցված յուղի գազային քրոմատագիրը
Ուսումնասիրության և գծապատկերի հեղինակներ՝ Moradi և համահեղինակներ, 2018
Էքստրա կուսական ձիթայուղի ուլտրաձայնային էքստրակցիա
Servili և համահեղինակները (2019) ինտեգրել են 4kW հզորությամբ UIP4000hdT ուլտրաձայնային սարք ձիթայուղի մալաքսացիայի սովորական գծում։ Ուլտրաձայնային մշակման միջոցով ձիթապտղի մածուկի մեխանիկական մշակումը բարելավում է էքստրակցիայի գործընթացի արդյունավետությունը՝ բարձրացնելով ձիթաղացների էքստրակցիոն արտադրողականությունը։ Քանի որ ճնշումը կարևոր գործոն է, ուլտրաձայնային մշակումն իրականացվել է Cascatrode-ով ուլտրաձայնային հոսքային բջջի միջոցով՝ 3,5 bar ճնշման պայմաններում։ Ուլտրաձայնային էքստրակցիան որևէ փոփոխություն չի առաջացրել որակի՝ օրենսդրությամբ սահմանված հիմնական ցուցանիշներում և 3,5 bar բարձրացված ճնշման պայմաններում դրական ազդեցություն է ունեցել էքստրա վիրջին կարգի ձիթապտղի յուղի (EVOO) ֆենոլային կազմի վրա։ Ձիթապտղի մածուկի ուլտրաձայնային օժանդակությամբ մալաքսացիան ապահովում է EVOO յուղի ավելի բարձր ելք և բարելավված ֆենոլային կազմ։
Սեղմե՛ք այստեղ՝ էքստրա վիրջին ձիթապտղի յուղի ստացման ընթացքում ուլտրաձայնային օժանդակությամբ մալաքսացիայի մասին ավելին կարդալու համար։
Ավոկադոյի յուղի ուլտրաձայնային արդյունահանում
Martinez-Oadilla և համահեղինակները (2018) իրենց հետազոտության մեջ ցույց են տվել, որ UIP1000hdT (20kHz, 1000W) սարքով չմալաքսացված ավոկադոյի խյուսի ուլտրաձայնային մշակումը բարելավել է յուղի արդյունահանելիությունը՝ ապահովելով 15–24% լրացուցիչ յուղի կորզում։
Սեղմե՛ք այստեղ՝ ավոկադոյի յուղի ուլտրաձայնային արդյունահանման մասին ավելին կարդալու համար։
Կտավատի սերմի յուղի ուլտրաձայնային արդյունահանում
Gutte և համահեղինակները (2015) աղացած կտավատի սերմերից յուղ արդյունահանելու համար կիրառել են ուլտրաձայնային մշակում՝ որպես լուծիչ օգտագործելով n-հեքսան։ Որպես այլընտրանքային լուծիչներ կարող են օգտագործվել դիքլորմեթանը, նավթային եթերը կամ էթանոլը։ Ուլտրաձայնային արդյունահանումը բարձրացրել է արդյունահանման ելքը 11,5%-ով՝ օգտագործելով ավանդական արդյունահանման ժամանակ կիրառվողին համադրելի քանակությամբ լուծիչ։ Քրոմատագրական վերլուծությունը ցույց է տվել, որ ուլտրաձայնային արդյունահանումը α-լինոլենաթթվի (ω-3) վրա չի ունեցել էական ազդեցություններ, օրինակ՝ քայքայում։ Հետազոտությունը ցույց է տալիս, որ ուլտրաձայնային մշակումը բարձրացնում է սննդային յուղի արդյունահանման ելքը և կրճատում արդյունահանման ժամանակը՝ միաժամանակ պահպանելով կտավատի սերմի յուղի բարձր սննդային արժեքը։
Յուղի ուլտրաձայնային արդյունահանման սիներգետիկ ազդեցությունները
Ուլտրաձայնային արդյունահանումը կարող է կիրառվել որպես առանձին մեթոդ՝ սերմերից և յուղով հարուստ պտուղներից յուղ անջատելու համար, կամ ինտեգրվել կամ լրացուցիչ տեղադրվել ավանդական / արդեն գոյություն ունեցող սննդային յուղի արտադրական կայանքներում՝ յուղի ելքն ու որակը բարձրացնելու համար։ Ուլտրաձայնային արդյունահանման համակարգերը կարող են հեշտությամբ տեղադրվել մալաքսացիայից առաջ կամ հետո մշակման համար, Սոքսլետի արդյունահանման հետ համակցված կամ մեխանիկական յուղամամլիչից կամ շնեկային յուղամամլիչից հետո։
Hielscher Ultrasonics ընկերության արդյունահանման սարքավորումները հեշտությամբ են տեղադրվում, պահանջում են միայն շատ փոքր տարածք (զբաղեցնում են փոքր մակերես) և դրա շնորհիվ կարող են լրացուցիչ տեղադրվել գործող յուղագործարաններում։ Իրենց ամրության և արդյունաբերական դասի կառուցվածքի շնորհիվ Hielscher ընկերության արդյունաբերական ուլտրաձայնային սարքերը նախատեսված են մեծ բեռնվածության պայմաններում և պահանջկոտ միջավայրերում 24/7 աշխատանքի համար։
Բարձրացրե՛ք ձեր յուղի ելքն ու որակը Hielscher Ultrasonics ընկերության հետ։
UIP4000hdT՝ սննդային յուղերի արդյունահանման համար նախատեսված 4kW հզորությամբ հզոր ուլտրաձայնային պրոցեսոր
Բարձր արտադրողականությամբ ուլտրաձայնային արդյունահանիչներ՝ սննդային յուղի արտադրության համար
Արդյունաբերական մակարդակով սննդային յուղերի՝ սննդի արտադրության պահանջներին համապատասխան մշակման համար անհրաժեշտ են բարձր արտադրողականությամբ ուլտրաձայնային սարքավորումներ՝ յուղատու սերմերի մեծածավալ հոսքերը շարունակական հոսքային համակարգում մշակելու համար։ Hielscher Ultrasonics ընկերությունը բարձր արտադրողականությամբ ուլտրաձայնային արդյունահանման սարքավորումների երկարամյա փորձ ունեցող և վստահելի մատակարար է, որի սարքավորումներն ամբողջ աշխարհում ինտեգրված են սննդամթերքի արտադրական ձեռնարկություններում։
Hielscher Ultrasonics ընկերության կատարելագործված ուլտրաձայնային սարքերը կարող են ճշգրիտ կառավարվել և օպերատորին լիակատար վերահսկողություն են տալիս գործընթացի կարևոր պարամետրերի նկատմամբ, ինչպիսիք են ամպլիտուդը, ճնշումը, ջերմաստիճանը և ուլտրաձայնային մշակման ժամանակը։
Լրացուցիչ պարագաների լայն տեսականին՝ սոնոտրոդները (զոնդերը), ամպլիտուդի ուժեղացուցիչ եղջյուրները, հոսքային բջջային ռեակտորները և այլ լրացուցիչ բաղադրիչները, հնարավորություն է տալիս ուլտրաձայնային արդյունահանման համակարգը կազմաձևել հատուկ մշակվող հումքին և նպատակային արտադրանքին համապատասխան։
Hielscher Ultrasonic ընկերության բարձր հզորության ուլտրաձայնային սարքերը հեշտությամբ մշակում են պինդ նյութերի բարձր պարունակությամբ կախույթներ, այսինքն՝ պինդ նյութերի (սերմերի) և լուծիչի բարձր հարաբերակցությամբ
Ջերմաստիճանի վերահսկում ուլտրաձայնային մշակման ընթացքում
Քանի որ ուլտրաձայնային օժանդակությամբ արդյունահանումը մշակման ոչ ջերմային մեթոդ է, ջերմազգայուն սննդային միացությունների ջերմային քայքայումը կարող է կանխվել։ Hielscher ընկերության ուլտրաձայնային հոսքային բջջային ռեակտորներն ունեն սառեցնող պատյան՝ ջերմությունը հեռացնելու համար։ Բացի այդ, ներմուծվող էներգիան կարող է ճշգրտորեն հարմարեցվել մշակման օպտիմալ պայմաններին, օրինակ՝ ուլտրաձայնային արդյունահանիչի իմպուլսային ռեժիմն օգտագործելով։ Ցածր ջերմաստիճաններում սննդային յուղերի ուլտրաձայնային արդյունահանումը կանխում է արդյունահանված յուղերի ջերմությամբ պայմանավորված քայքայումը և նվազագույնի է հասցնում կենսաակտիվ միացությունների կորուստը։
Ուլտրաձայնային գործընթացի մշտադիտարկում
Hielscher ապրանքանիշի բոլոր թվային ուլտրաձայնային սարքերը՝ լաբորատորից մինչև արդյունաբերական չափերի, հագեցած են խելացի ծրագրային ապահովմամբ, որը հեշտացնում է ուլտրաձայնային գործընթացի ճշգրիտ կառավարումը, վերահսկումը և վերանայումը։ Ամպլիտուդը, ներմուծվող էներգիայի սահմանաչափը, իմպուլսային ցիկլերը և ուլտրաձայնային մշակման տևողությունը կարելի է նախապես սահմանել օգտագործման համար հարմար ծրագրային ապահովման միջոցով։ Գունավոր սենսորային էկրանի միջոցով ընտրացանկը հեշտությամբ հասանելի է, իսկ դրա կառավարումն ինտուիտիվ է։ Բրաուզերի միջոցով հեռակառավարումը օպերատորին հնարավորություն է տալիս հեռակա կարգով գործարկել և վերահսկել ուլտրաձայնային համակարգը։
Ուլտրաձայնային գործընթացի բոլոր կարևոր տվյալները (օրինակ՝ ամպլիտուդը, ջերմաստիճանը, ճնշումը, զուտ էներգիան, ընդհանուր էներգիան, ժամը և ամսաթիվը) ինքնաբերաբար պահվում են ներկառուցված SD քարտում։ Տվյալների ավտոմատ գրանցումը բարձր է գնահատվում սննդարդյունաբերության և դեղագործական արդյունաբերության մեջ, քանի որ այն սննդամթերք արտադրողին թույլ է տալիս վերանայել ուլտրաձայնով մշակված ցանկացած խմբաքանակի մշակման պայմանները։ Սա հնարավորություն է տալիս ստանդարտացնել գործընթացը, մշտապես ստանալ բարձրորակ արտադրանք և ներդնել Պատշաճ արտադրական գործելակերպը (GMP)։
UIP4000hdT ուլտրաձայնային սարք ՝ յուղատու սերմերի հոսքային գծում մշակման համար՝ բարձրորակ սննդային յուղերի ավելի բարձր ելք ապահովելու նպատակով
Hielscher Ultrasonics ապրանքանիշի արդյունաբերական ուլտրաձայնային սարքերը կարող են ապահովել շատ բարձր ամպլիտուդներ։ Մինչև 200µm ամպլիտուդներով աշխատանքը կարելի է հեշտությամբ շարունակաբար ապահովել 24/7 ռեժիմում։ Էլ ավելի բարձր ամպլիտուդների համար հասանելի են անհատական պատվերով պատրաստվող ուլտրաձայնային սոնոտրոդներ։ Hielscher ապրանքանիշի ուլտրաձայնային սարքավորումների ամրությունը թույլ է տալիս աշխատել 24/7 ռեժիմով՝ մեծ բեռնվածության և բարդ միջավայրային պայմաններում։
Ստորև բերված աղյուսակը պատկերացում է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մշակման մոտավոր արտադրողականության մասին․
| Խմբաքանակի ծավալ | Ծավալային հոսքի արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| Կիրառելի չէ | 10–100L/min | UIP16000 |
| Կիրառելի չէ | Ավելի մեծ | Սարքերի խումբ՝ UIP16000 |
Կապվե՛ք մեզ հետ։ / Հարցրե՛ք մեզ։
Բարձր հզորության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր մասշտաբից մինչև փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբ։
Գրականություն / Հղումներ
- 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.
Օգտակար փաստեր
Սննդային յուղեր
Սննդային յուղերը սովորաբար հեղուկ են սենյակային ջերմաստիճանում, թեև հագեցած ճարպ պարունակող որոշ յուղեր, օրինակ՝ կոկոսի, արմավենու և արմավենու կորիզի յուղերը, կարող են պինդ լինել։ Սննդային յուղերը հիմնականում բուսական յուղեր են, ինչպես նաև պտուղներից ստացվող յուղեր, օրինակ՝ ձիթապտղի և ավոկադոյի յուղերը։ Բուսական յուղերը, օրինակ՝ սոյայի, կանոլայի / ռապսի, եգիպտացորենի, գետնանուշի, քնջութի, արևածաղկի, սաֆլորի, արմավենու, մանանեխի, բրնձի թեփի, դդմի սերմերի, կոկոսի և այլ սերմերի յուղերը, լայնորեն օգտագործվում են կերակուր պատրաստելու համար և համեմունքային պատրաստուկներում (օրինակ՝ աղցանների համեմման խառնուրդներում, մարինադներում, սոուսներում, թաթախման սոուսներում և այլն)։ Բուսական յուղերը սովորաբար օգտագործվում են կերակուր պատրաստելիս՝ որպես կենդանական ծագման ճարպերի, օրինակ՝ կարագի և խոզի հալած ճարպի այլընտրանք։
Մարգարինը կարագի տարածված փոխարինիչ է, որի հիմքը զտված բուսական յուղերն են (օրինակ՝ սաֆլորի, արևածաղկի, սոյայի, բամբակի սերմերի, ռապսի կամ ձիթապտղի յուղը)։ Կարդացե՛ք ավելին մարգարինի ուլտրաձայնային արտադրության մասին։
Սննդային յուղերը, օրինակ՝ ձիթապտղի, ռապսի, արևածաղկի կամ խաղողի կորիզի յուղերը, կարելի է բուրավետել՝ դրանցում թրմելով բուրավետ բույսեր, օրինակ՝ խոտաբույսեր (օրինակ՝ խնկունի, ռեհան և այլն), մրգեր (օրինակ՝ ցիտրուսներ, նարինջ, ազնվամորի), կծու պղպեղ կամ սխտոր։ Ուլտրաձայնային մշակումն օգտագործվում է բուսական յուղերը խոտաբույսերի մզվածքներով հարստացնելու համար։ Կարդացե՛ք ավելին ուլտրաձայնային մացերացիայի և թրմման մասին։
Յուղեր և ճարպեր – տարբերությունը․ Ճարպերը սենյակային ջերմաստիճանում պինդ են, իսկ յուղերը՝ հեղուկ։ Չհագեցած ճարպերը, օրինակ՝ բազմաչհագեցած և միաչհագեցած ճարպաթթուները, պատկանում են յուղերի կատեգորիային։ Ճարպերը հիմնականում կենդանական ծագման են և պարունակում են առավելապես հագեցած ճարպաթթուներ։ Տարածված ճարպերն են կարագը, խոզի հալած ճարպը և տավարի կամ ոչխարի հալած ճարպը։