Ekstraksi Ultrasonik Minyak Pangan

Minyak pangan digunakan untuk berbagai aplikasi dalam memasak dan produksi pangan. Ekstraksi mekanis minyak pangan mencegah degradasi minyak. Ekstraksi ultrasonik minyak pangan merupakan metode unggul untuk melepaskan minyak dari biji, inti biji, dan buah. Sebagai teknik ekstraksi nontermal, ekstraksi ultrasonik menghasilkan minyak pangan berkualitas tinggi dengan keunggulan berupa rendemen yang lebih tinggi dan waktu pemrosesan yang lebih singkat.

Produksi Minyak Pangan yang Diintensifkan melalui Sonikasi

Ekstraksi ultrasonik banyak digunakan untuk melepaskan bahan intraseluler yang berharga dari bahan tumbuhan. Ekstrak yang ditargetkan meliputi lipid / asam lemak, protein, vitamin, polifenol, dan senyawa bioaktif lainnya. Sebagai teknik intensifikasi proses, ekstraksi ultrasonik minyak pangan, seperti minyak zaitun extra virgin, minyak alpukat, minyak biji bunga matahari, minyak biji rami, dan lainnya, meningkatkan rendemen minyak yang diekstraksi (asam lemak), mempersingkat waktu ekstraksi, serta mengurangi atau menghindari konsumsi pelarut. Sebagai teknik ekstraksi nontermal, prinsip kerja ekstraksi berbantuan ultrasonik didasarkan pada fenomena kavitasi akustik. Kavitasi akustik, yang juga disebut kavitasi ultrasonik, menghasilkan gaya geser intens yang merusak dinding sel dan meningkatkan perpindahan massa antara bagian dalam sel dan pelarut di sekitarnya. Hal ini menjadikan ekstraksi ultrasonik sebagai teknik unggul untuk melepaskan dan mengisolasi senyawa yang terperangkap dalam sel tumbuhan.

Studi Kasus Ekstraksi Ultrasonik Minyak Pangan

Ekstraksi ultrasonik telah diuji dan terbukti efisien untuk berbagai biji dan buah penghasil minyak.

Ekstraksi Ultrasonik Minyak Bunga Matahari

Moradi et al. (2018) meneliti pengaruh ekstraksi berbantuan ultrasonik terhadap rendemen minyak dan komposisi zat gizi dari biji bunga matahari yang dikupas dan tidak dikupas. Mereka menggunakan sonikator UP400S (400watts, 24kHz) untuk mengekstraksi minyak bunga matahari dari biji bunga matahari dengan menggunakan n-heksana sebagai pelarut.
Untuk mengevaluasi hasil ekstraksi, minyak juga diekstraksi melalui ekstraksi pelarut batch konvensional dan ekstraksi Soxhlet dengan menggunakan n-heksana untuk semua metode ekstraksi.
Ekstraksi ultrasonik minyak bunga matahari menghasilkan rendemen minyak tertinggi, yaitu 45,44 ± 0,27% dan 23,71 ± 0,22%, masing-masing untuk biji bunga matahari yang tidak dikupas dan yang dikupas. Dalam bungkil bunga matahari yang minyaknya telah diekstraksi secara ultrasonik, minyak residu yang tersisa masing-masing kurang dari 4% dan 5% untuk biji bunga matahari yang tidak dikupas dan yang dikupas.
Waktu ekstraksi yang diperlukan ketika ekstraksi ultrasonik diterapkan berkurang menjadi hanya 105 min, sedangkan ekstraksi Soxhlet memerlukan 6 jam dan ekstraksi pelarut batch memerlukan waktu pemrosesan 10 jam.
Analisis kromatografi gas menunjukkan bahwa ekstraksi berbantuan ultrasonik meningkatkan kualitas minyak yang diekstraksi dan asam α-linolenat secara signifikan.

Kromatogram gas minyak yang diekstraksi dari biji bunga matahari yang dikupas melalui ultrasonikasi
Studi dan grafik oleh: Moradi et al. 2018

Ekstraksi Ultrasonik Minyak Zaitun Extra Virgin

Servili et al. (2019) mengintegrasikan sonikator 4kW UIP4000hdT ke dalam lini malaksasi minyak zaitun konvensional. Perlakuan mekanis terhadap pasta zaitun melalui sonikasi meningkatkan kinerja proses ekstraksi, sehingga meningkatkan kapasitas ekstraksi pabrik pengolahan minyak zaitun. Karena tekanan merupakan faktor penting, sonikasi dilakukan menggunakan sel alir ultrasonik dengan cascatrode pada 3,5 bar. Ekstraksi ultrasonik tidak menyebabkan perubahan apa pun pada parameter mutu utama yang ditetapkan oleh peraturan dan menunjukkan dampak positif terhadap komposisi fenolik minyak zaitun extra virgin (EVOO) pada tekanan yang ditingkatkan menjadi 3,5 bar. Malaksasi pasta zaitun berbantuan ultrasonik menghasilkan rendemen yang lebih tinggi dan komposisi fenolik EVOO yang lebih baik.
Klik di sini untuk membaca lebih lanjut tentang malaksasi minyak zaitun extra virgin berbantuan ultrasonik!

Ekstraksi Ultrasonik Minyak Alpukat

Martinez-Oadilla et al. (2018) menunjukkan dalam studi mereka bahwa sonikasi menggunakan UIP1000hdT (20kHz, 1000W) untuk perlakuan terhadap puree alpukat yang belum dimalaksasi meningkatkan kemampuan ekstraksi dengan tambahan perolehan minyak sebesar 15–24%.
Klik di sini untuk membaca lebih lanjut tentang ekstraksi ultrasonik minyak alpukat!

Ekstraksi Ultrasonik Minyak Biji Rami

Gutte et al. (2015) menggunakan ultrasonikasi untuk mengekstraksi minyak dari biji rami yang digiling dengan menggunakan n-heksana sebagai pelarut. Sebagai alternatif, diklorometana, petroleum eter, atau etanol dapat digunakan sebagai pelarut. Ekstraksi ultrasonik meningkatkan rendemen ekstraksi sebesar 11,5% dengan menggunakan jumlah pelarut yang serupa dengan ekstraksi konvensional. Analisis kromatografi menunjukkan bahwa ekstraksi ultrasonik tidak memberikan efek signifikan seperti degradasi pada asam α-linolenat (ω-3). Studi ini menunjukkan bahwa sonikasi meningkatkan rendemen ekstraksi minyak pangan dan mengurangi waktu ekstraksi sekaligus mempertahankan profil gizi minyak biji rami yang tinggi.

Efek Sinergis Ekstraksi Ultrasonik Minyak

Ekstraksi ultrasonik dapat diterapkan sebagai metode tunggal untuk melepaskan minyak dari biji dan buah kaya minyak, atau dapat diintegrasikan maupun dipasang sebagai peningkatan pada fasilitas produksi minyak pangan konvensional / yang sudah ada untuk meningkatkan rendemen dan kualitas minyak. Sistem ekstraksi ultrasonik dapat dengan mudah dipasang sebagai perlakuan sebelum atau sesudah malaksasi, dikombinasikan dengan ekstraksi Soxhlet, atau ditempatkan setelah alat pengepres minyak mekanis atau expeller.
Peralatan ekstraksi Hielscher Ultrasonics mudah dipasang, hanya memerlukan ruang yang sangat kecil (tapak pemasangan kecil), sehingga dapat dipasang sebagai peningkatan pada pabrik pengolahan minyak yang sudah ada. Dengan konstruksi yang kokoh dan kelas industri, sonikator industri Hielscher dirancang untuk pengoperasian 24/7 di bawah beban berat dan dalam lingkungan dengan tuntutan tinggi.
Tingkatkan rendemen dan kualitas minyak Anda dengan Hielscher Ultrasonics!

Ekstraktor Ultrasonik Berkinerja Tinggi untuk Produksi Minyak Pangan

Untuk pemrosesan minyak pangan yang memenuhi persyaratan keamanan pangan pada skala industri, diperlukan peralatan ultrasonik berkinerja tinggi untuk memproses aliran biji penghasil minyak bervolume besar dalam sistem aliran kontinu. Hielscher Ultrasonics merupakan pemasok peralatan ekstraksi ultrasonik berkinerja tinggi yang berpengalaman panjang dan tepercaya, yang peralatannya diintegrasikan ke dalam pabrik produksi pangan di seluruh dunia.
Sonikator canggih Hielscher Ultrasonics dapat dikendalikan secara presisi dan memberikan kendali penuh kepada operator atas parameter proses penting seperti amplitudo, tekanan, suhu, dan waktu sonikasi.
Beragam aksesori seperti sonotrode (probe), horn penguat, reaktor sel alir, dan perlengkapan tambahan lainnya memungkinkan konfigurasi sistem ekstraksi ultrasonik yang secara khusus disesuaikan dengan bahan baku yang diproses dan hasil yang ditargetkan.
Sonikator berdaya tinggi Hielscher Ultrasonic dapat dengan mudah memproses bubur dengan kandungan padatan tinggi, yang berarti rasio padatan (biji) terhadap pelarut yang tinggi

Pengendalian Suhu selama Pemrosesan Ultrasonik

Karena ekstraksi berbantuan ultrasonik merupakan metode pemrosesan nontermal, degradasi termal senyawa gizi yang peka terhadap panas dapat dicegah. Reaktor sel alir ultrasonik Hielscher dilengkapi dengan jaket pendingin untuk pelepasan panas. Selain itu, masukan energi dapat disesuaikan secara tepat dengan kondisi pemrosesan yang optimal, misalnya dengan menggunakan mode pulsasi ekstraktor ultrasonik. Ekstraksi ultrasonik minyak pangan pada suhu rendah menghindari penguraian minyak yang diekstraksi akibat panas dan meminimalkan hilangnya senyawa bioaktif.

Pemantauan Proses Ultrasonik

Semua sonikator digital Hielscher – dari ukuran laboratorium hingga industri – dilengkapi dengan perangkat lunak cerdas yang memudahkan pengendalian, pemantauan, dan penyesuaian proses ultrasonik secara presisi. Amplitudo, batas masukan energi, siklus pulsa, dan waktu sonikasi dapat diatur sebelumnya melalui perangkat lunak yang ramah pengguna. Menu dapat diakses dengan mudah melalui layar sentuh berwarna dan dioperasikan secara intuitif. Kendali jarak jauh melalui browser memungkinkan operator mengoperasikan dan memantau sistem ultrasonik dari jarak jauh.
Semua data proses ultrasonik yang penting (seperti amplitudo, suhu, tekanan, energi bersih, energi total, waktu, dan tanggal) secara otomatis disimpan pada kartu SD terintegrasi. Pencatatan data otomatis sangat dihargai dalam industri pangan dan farmasi karena memungkinkan produsen pangan meninjau kondisi pemrosesan setiap lot yang telah disonikasi. Hal ini memungkinkan standardisasi proses, hasil berkualitas tinggi secara konsisten, dan penerapan Cara Produksi yang Baik (Good Manufacturing Practices, GMP).
 

Sonikator UIP4000hdT untuk pemrosesan biji penghasil minyak secara inline guna memperoleh rendemen minyak pangan berkualitas tinggi yang lebih besar

 
Sonikator industri Hielscher Ultrasonics dapat menghasilkan amplitudo yang sangat tinggi. Amplitudo hingga 200µm dapat dengan mudah dijalankan secara kontinu dalam pengoperasian 24/7. Untuk amplitudo yang lebih tinggi lagi, tersedia sonotrode ultrasonik yang dibuat sesuai kebutuhan. Kekokohan peralatan ultrasonik Hielscher memungkinkan pengoperasian 24/7 dengan beban kerja berat dan dalam lingkungan dengan tuntutan tinggi.
Tabel di bawah ini memberikan gambaran perkiraan kapasitas pemrosesan sonikator kami: