식용유의 초음파 추출

식용유는 조리와 식품 생산에서 다양한 용도로 사용됩니다. 식용유의 기계적 추출은 오일의 변질을 방지합니다. 식용유의 초음파 추출은 씨앗, 종실 및 과일에서 오일을 방출시키는 우수한 방법입니다. 비열 추출 기법인 초음파 추출은 더 높은 수율과 단축된 처리 시간이라는 장점을 갖추고 고품질 식용유를 추출합니다.

초음파 처리로 강화된 식용유 생산

초음파 추출은 식물 원료에서 유용한 세포 내 물질을 방출시키는 데 널리 사용됩니다. 추출 대상에는 지질 / 지방산, 단백질, 비타민, 폴리페놀 및 기타 생리활성 화합물이 포함됩니다. 공정을 강화하는 기법인 초음파 추출은 엑스트라 버진 올리브유, 아보카도유, 해바라기씨유, 아마씨유 등 식용유의 추출 수율(지방산)을 높이고, 추출 시간을 단축하며, 용매 사용량을 줄이거나 용매 사용을 피할 수 있게 합니다. 비열 추출 기법인 초음파 보조 추출의 작동 원리는 음향 캐비테이션 현상을 기반으로 합니다. 초음파 캐비테이션이라고도 하는 음향 캐비테이션은 강력한 전단력을 생성하여 세포벽을 파괴하고 세포 내부와 주변 용매 사이의 물질 전달을 증가시킵니다. 따라서 초음파 추출은 식물 세포 안에 갇힌 화합물을 방출시키고 분리하는 데 우수한 기법입니다.

식용유 초음파 추출 사례 연구

초음파 추출은 다양한 유지종자와 과일을 대상으로 시험되었으며 효율성이 입증되었습니다.

해바라기유의 초음파 추출

Moradi et al. (2018)은 껍질을 제거한 해바라기씨와 껍질을 제거하지 않은 해바라기씨의 오일 수율과 영양 성분 조성에 초음파 보조 추출이 미치는 영향을 조사했습니다. 이들은 UP400S (400와트, 24kHz) 초음파 처리기를 사용하여 n-헥산을 용매로 해바라기씨에서 해바라기유를 추출했습니다.
추출 결과를 평가하기 위해 기존의 배치식 용매 추출과 속슬레 추출로도 오일을 추출했으며, 모든 추출 방법에서 n-헥산을 사용했습니다.
해바라기유의 초음파 추출은 껍질을 제거하지 않은 해바라기씨와 껍질을 제거한 해바라기씨에서 각각 45.44 ± 0.27%와 23.71 ± 0.22%로 가장 높은 오일 수율을 보였습니다. 초음파로 오일을 추출한 후 남은 해바라기씨박의 잔류 오일은 껍질을 제거하지 않은 해바라기씨와 껍질을 제거한 해바라기씨에서 각각 4% 미만과 5% 미만이었습니다.
초음파 추출을 적용했을 때 필요한 추출 시간은 단 105 min으로 단축된 반면, 속슬레 추출에는 6 hrs, 배치식 용매 추출에는 10 hrs의 처리 시간이 필요했습니다.
가스 크로마토그래피 분석 결과, 초음파 보조 추출은 추출된 오일과 α-리놀렌산의 품질을 크게 향상시키는 것으로 나타났습니다.

초음파 처리를 통해 껍질을 제거한 해바라기씨에서 추출한 오일의 가스 크로마토그램
연구 및 도표: Moradi et al. 2018

엑스트라 버진 올리브유의 초음파 추출

Servili et al. (2019)은 4kW 초음파 처리기인 UIP4000hdT를 기존의 올리브유 말락세이션 라인에 통합했습니다. 초음파 처리를 통한 올리브 페이스트의 기계적 처리는 추출 공정의 성능을 개선하여 올리브 착유 시설의 추출 용량을 높입니다. 압력이 중요한 요인이므로, cascatrode가 장착된 초음파 플로우 셀을 사용하여 3.5 bar에서 초음파 처리를 수행했습니다. 초음파 추출은 주요 법정 품질 지표에 어떠한 변화도 일으키지 않았으며, 3.5 bar의 높은 압력에서 엑스트라 버진 올리브유(EVOO)의 페놀 성분 조성에 긍정적인 영향을 보였습니다. 올리브 페이스트의 초음파 보조 말락세이션은 더 높은 수율과 개선된 EVOO의 페놀 성분 조성으로 이어집니다.
엑스트라 버진 올리브 오일의 초음파 보조 혼련에 대해 자세히 알아보려면 여기를 클릭하세요!

초음파 아보카도 오일 추출

Martinez-Oadilla 등(2018)은 연구에서 UIP1000hdT (20kHz, 1000W)를 사용하여 혼련하지 않은 아보카도 퓌레를 초음파 처리하면 오일을 15–24% 추가로 회수하여 추출성을 개선할 수 있음을 보여주었습니다.
아보카도 오일의 초음파 추출에 대해 자세히 알아보려면 여기를 클릭하세요!

초음파 아마씨유 추출

Gutte 등(2015)은 n-헥산을 용매로 사용하여 분쇄한 아마씨에서 초음파로 오일을 추출했습니다. 대체 용매로는 디클로로메탄, 석유 에테르 또는 에탄올을 사용할 수 있습니다. 초음파 추출은 기존 추출법과 유사한 양의 용매를 사용하면서 추출 수율을 11.5% 높였습니다. 크로마토그래피 분석 결과, 초음파 추출은 α-리놀렌산(ω-3)에 분해와 같은 유의한 영향을 미치지 않았습니다. 이 연구는 초음파 처리가 아마씨유의 높은 영양적 품질을 유지하면서 식용유의 추출 수율을 높이고 추출 시간을 단축함을 보여줍니다.

초음파 오일 추출의 상승효과

초음파 추출은 종자와 오일이 풍부한 과일에서 오일을 방출시키는 단독 방법으로 적용할 수 있으며, 오일 수율과 품질을 높이기 위해 기존 식용유 생산 시설에 통합하거나 추가 장착할 수도 있습니다. 초음파 추출 시스템은 혼련의 전처리 또는 후처리 단계에, 속슬렛 추출과 결합하여, 또는 기계식 착유기나 스크루 압착기 뒤에 쉽게 설치할 수 있습니다.
Hielscher Ultrasonics 추출 장비는 설치가 쉽고 필요한 공간이 매우 작아(작은 설치 면적) 기존 착유 시설에 추가 장착할 수 있습니다. 견고한 산업용 등급의 Hielscher 산업용 초음파 처리기는 높은 부하와 까다로운 환경에서 24/7 가동하도록 제작되었습니다.
Hielscher Ultrasonics로 오일 수율과 품질을 높이세요!

식용유 생산용 고성능 초음파 추출기

산업 규모에서 식용유를 식품용 기준에 맞게 가공하려면 연속 통과식 시스템에서 대량의 유지 종자 흐름을 처리할 수 있는 고성능 초음파 장비가 필요합니다. Hielscher Ultrasonics는 오랜 경험과 신뢰를 갖춘 고성능 초음파 추출 장비 공급업체이며, 이 장비는 전 세계 식품 제조 공장에 통합되어 있습니다.
Hielscher Ultrasonics의 정교한 초음파 처리기는 정밀하게 제어할 수 있으며, 작업자가 진폭, 압력, 온도, 초음파 처리 시간과 같은 중요한 공정 매개변수를 완전히 제어할 수 있게 합니다.
소노트로드(프로브), 부스터 혼, 플로우 셀 반응기 및 기타 추가 장치를 포함한 폭넓은 액세서리를 통해 가공할 원료와 목표 생산량에 맞춰 초음파 추출 시스템을 구성할 수 있습니다.
Hielscher Ultrasonic의 고출력 초음파 처리기는 고형분 함량이 높은 슬러리, 즉 용매에 대한 고형물(종자)의 비율이 높은 슬러리를 쉽게 처리합니다

초음파 처리 중 온도 제어

초음파 보조 추출은 비열적 가공 방법이므로 열에 민감한 영양 성분의 열분해를 방지할 수 있습니다. Hielscher 초음파 플로우 셀 반응기에는 방열용 냉각 재킷이 장착되어 있습니다. 또한 초음파 추출기의 펄스 모드를 사용하는 등의 방법으로 에너지 투입량을 최적의 가공 조건에 정확히 맞출 수 있습니다. 저온에서 식용유를 초음파로 추출하면 추출된 오일의 열에 의한 분해를 방지하고 생리활성 화합물의 손실을 최소화할 수 있습니다.

초음파 공정 모니터링

실험실 규모부터 산업 규모까지 모든 Hielscher 디지털 초음파 처리기에는 초음파 공정을 손쉽게 정밀 제어하고 모니터링하며 검토할 수 있는 지능형 소프트웨어가 탑재되어 있습니다. 사용자 친화적인 소프트웨어를 통해 진폭, 에너지 투입 한계값, 펄스 주기 및 초음파 처리 시간을 사전 설정할 수 있습니다. 컬러 터치 디스플레이에서 메뉴에 쉽게 접근하고 직관적으로 조작할 수 있습니다. 브라우저 원격 제어 기능을 통해 작업자는 초음파 시스템을 원격으로 조작하고 모니터링할 수 있습니다.
진폭, 온도, 압력, 순에너지, 총에너지, 시간 및 날짜와 같은 모든 주요 초음파 공정 데이터는 내장 SD 카드에 자동으로 저장됩니다. 자동 데이터 기록 기능은 식품 제조업체가 초음파 처리한 모든 로트의 처리 조건을 검토할 수 있게 해 주므로 식품 및 제약 산업에서 높은 평가를 받고 있습니다. 이를 통해 공정 표준화, 지속적으로 높은 품질의 제품 생산 및 우수 제조 관리 기준(GMP)의 이행이 가능합니다.
 

UIP4000hdT 초음파 처리기 – 고품질 식용유의 수율을 높이기 위한 유지종자의 인라인 처리용

 
Hielscher Ultrasonics 산업용 초음파 처리기는 매우 높은 진폭을 제공할 수 있습니다. 최대 200µm의 진폭으로도 24/7 손쉽게 연속 운전할 수 있습니다. 더 높은 진폭을 위해서는 맞춤형 초음파 소노트로드를 사용할 수 있습니다. Hielscher 초음파 장비의 견고함 덕분에 고부하 및 까다로운 환경에서도 24/7 운전이 가능합니다.
아래 표는 당사 초음파 처리기의 대략적인 처리 용량을 보여 줍니다.