Pārtikas eļļu ekstrakcija ar ultraskaņu
Pārtikas eļļas daudzveidīgi izmanto ēdienu gatavošanā un pārtikas ražošanā. Pārtikas eļļu mehāniskā ekstrakcija novērš eļļu noārdīšanos. Pārtikas eļļu ekstrakcija ar ultraskaņu ir pārāka metode eļļu atbrīvošanai no sēklām, kodoliem un augļiem. Ekstrakcija ar ultraskaņu ir netermiska ekstrakcijas metode, ar kuru iegūst augstas kvalitātes pārtikas eļļas un kura izceļas ar lielāku iznākumu un īsāku apstrādes laiku.
Pārtikas eļļu ražošanas intensificēšana ar ultraskaņu
Ekstrakciju ar ultraskaņu plaši izmanto vērtīgu šūnu iekšienē esošu vielu atbrīvošanai no augu materiāla. Iegūstamie ekstrakti ietver lipīdus / taukskābes, olbaltumvielas, vitamīnus, polifenolus un citus bioaktīvus savienojumus. Kā procesu intensificējoša metode pārtikas eļļu, piemēram, neapstrādātas augstākā labuma olīveļļas, avokado eļļas, saulespuķu sēklu eļļas, linsēklu eļļas un citu eļļu, ekstrakcija ar ultraskaņu palielina ekstrahētās eļļas (taukskābju) iznākumu, saīsina ekstrakcijas laiku un samazina šķīdinātāju patēriņu vai ļauj no tā izvairīties. Kā netermiskas ekstrakcijas metodes ar ultraskaņu veicinātas ekstrakcijas darbības princips ir balstīts uz akustiskās kavitācijas parādību. Akustiskā jeb ultraskaņas kavitācija rada intensīvus bīdes spēkus, kas sagrauj šūnu sieniņas un palielina masas pārnesi starp šūnu iekšieni un apkārtējo šķīdinātāju. Tādēļ ekstrakcija ar ultraskaņu ir pārāka metode augu šūnās ieslēgto savienojumu atbrīvošanai un izolēšanai.
- lielāks iznākums
- īsāks ekstrakcijas laiks
- bez šķīdinātāju patēriņa vai ar samazinātu to patēriņu
- netermisks process
- augsta uzturvērtība
- viegli un droši lietojama
- ātra ieguldījumu atdeve
Ultraskaņas ekstraktors UIP4000hdT uzstādīts olīveļļas spiestuvē, lai uzlabotu neapstrādātas augstākā labuma olīveļļas ražošanu
Pārtikas eļļu ekstrakcijas ar ultraskaņu gadījumu izpēte
Ekstrakcija ar ultraskaņu ir pārbaudīta, un tās efektivitāte ir pierādīta dažādu eļļas augu sēklu un augļu apstrādē.
Saulespuķu eļļas ekstrakcija ar ultraskaņu
Moradi un līdzautori (2018) pētīja ar ultraskaņu veicinātas ekstrakcijas ietekmi uz eļļas iznākumu un uzturvielu sastāvu, iegūstot eļļu no lobītām un nelobītām saulespuķu sēklām. Viņi izmantoja UP400S (400 vati, 24kHz) ultraskaņas apstrādes iekārtu, lai ekstrahētu saulespuķu eļļu no saulespuķu sēklām, par šķīdinātāju izmantojot n-heksānu.
Lai izvērtētu ekstrakcijas rezultātus, eļļu ekstrahēja arī ar parasto periodisko ekstrakciju ar šķīdinātāju un Soksleta ekstrakciju, visās ekstrakcijas metodēs izmantojot n-heksānu.
Saulespuķu eļļas ekstrakcija ar ultraskaņu nodrošināja vislielāko eļļas iznākumu – attiecīgi 45,44 ± 0,27% un 23,71 ± 0,22% no nelobītām un lobītām saulespuķu sēklām. Pēc ekstrakcijas ar ultraskaņu saulespuķu sēklu ekstrakcijas atlikumos palika mazāk nekā 4% atlikušās eļļas nelobītu sēklu gadījumā un mazāk nekā 5% lobītu sēklu gadījumā.
Izmantojot ekstrakciju ar ultraskaņu, nepieciešamais ekstrakcijas laiks samazinājās līdz tikai 105 min, savukārt Soksleta ekstrakcijai bija nepieciešamas 6 stundas un periodiskajai ekstrakcijai ar šķīdinātāju bija nepieciešams 10 stundu apstrādes laiks.
Gāzu hromatogrāfijas analīze parādīja, ka ar ultraskaņu veicināta ekstrakcija būtiski uzlabo ekstrahēto eļļu un α-linolēnskābes kvalitāti.
Ar ultraskaņu no lobītām saulespuķu sēklām ekstrahētas eļļas gāzu hromatogramma
Pētījuma un diagrammas autori: Moradi un līdzautori, 2018
Neapstrādātas augstākā labuma olīveļļas ekstrakcija ar ultraskaņu
Servili un līdzautori (2019) integrēja 4kW ultraskaņas apstrādes iekārtu UIP4000hdT parastā olīveļļas malaksācijas līnijā. Olīvu pastas mehāniskā apstrāde ar ultraskaņu uzlabo ekstrakcijas procesa veiktspēju, palielinot olīveļļas spiestuvju ekstrakcijas jaudu. Tā kā spiediens ir svarīgs faktors, apstrādi ar ultraskaņu veica ultraskaņas plūsmas šūnā ar kaskatrodi pie 3,5 bar spiediena. Ekstrakcija ar ultraskaņu neizraisīja nekādas izmaiņas galvenajos tiesību aktos noteiktajos kvalitātes parametros un pie paaugstināta spiediena – 3,5 bar – pozitīvi ietekmēja neapstrādātas augstākā labuma olīveļļas (EVOO) fenolu sastāvu. Ar ultraskaņu veicināta olīvu pastas malaksācija nodrošina lielāku EVOO iznākumu un uzlabotu fenolu sastāvu.
Noklikšķiniet šeit, lai uzzinātu vairāk par neapstrādātas augstākā labuma olīveļļas malaksāciju ar ultraskaņas palīdzību!
Avokado eļļas ekstrakcija ar ultraskaņu
Martinez-Oadilla et al. (2018) savā pētījumā parādīja, ka apstrāde ar ultraskaņu, izmantojot UIP1000hdT (20kHz, 1000W) nemalaksēta avokado biezeņa apstrādei, uzlaboja ekstrahējamību, ļaujot papildus iegūt 15–24% eļļas.
Noklikšķiniet šeit, lai uzzinātu vairāk par avokado eļļas ekstrakciju ar ultraskaņu!
Linsēklu eļļas ekstrakcija ar ultraskaņu
Gutte et al. (2015) izmantoja apstrādi ar ultraskaņu, lai ekstrahētu eļļu no maltām linsēklām, par šķīdinātāju izmantojot n-heksānu. Kā alternatīvus šķīdinātājus var izmantot dihlormetānu, petrolēteri vai etanolu. Ekstrakcija ar ultraskaņu palielināja ekstrakcijas iznākumu par 11,5%, izmantojot līdzīgu šķīdinātāja daudzumu kā tradicionālajā ekstrakcijā. Hromatogrāfiskā analīze parādīja, ka ekstrakcija ar ultraskaņu neradīja būtisku ietekmi uz α-linolēnskābi (ω-3), piemēram, tās noārdīšanos. Pētījums liecina, ka apstrāde ar ultraskaņu palielina pārtikas eļļas ekstrakcijas iznākumu un saīsina ekstrakcijas laiku, vienlaikus saglabājot linsēklu eļļas augsto uzturvērtību.
Eļļas ekstrakcijas ar ultraskaņu sinerģiskā iedarbība
Ekstrakciju ar ultraskaņu var izmantot kā patstāvīgu metodi eļļas izdalīšanai no sēklām un ar eļļu bagātiem augļiem, vai arī to var integrēt vai papildus ierīkot tradicionālās / jau esošās pārtikas eļļas ražotnēs, lai palielinātu eļļas iznākumu un uzlabotu tās kvalitāti. Ultraskaņas ekstrakcijas sistēmas var viegli uzstādīt priekšapstrādei vai pēcapstrādei pirms vai pēc malaksācijas, kombinācijā ar Soksleta ekstrakciju vai aiz mehāniskās eļļas spiedes vai gliemežpreses.
Hielscher Ultrasonics ekstrakcijas iekārtas ir viegli uzstādāmas, aizņem tikai ļoti maz vietas (neliels aizņemtais laukums), tādēļ tās var papildus ierīkot esošās eļļas spiestuvēs. Pateicoties izturībai un rūpnieciskajam izpildījumam, Hielscher rūpnieciskās ultraskaņas iekārtas ir paredzētas darbam 24/7 režīmā lielas slodzes un sarežģītos vides apstākļos.
Palieliniet eļļas iznākumu un uzlabojiet tās kvalitāti ar Hielscher Ultrasonics!
UIP4000hdT, jaudīgs 4kW ultraskaņas procesors pārtikas eļļu ekstrakcijai
Augstas veiktspējas ultraskaņas ekstraktori pārtikas eļļu ražošanai
Lai pārtikas eļļas rūpnieciskā mērogā apstrādātu atbilstoši pārtikas ražošanas prasībām, ir nepieciešamas augstas veiktspējas ultraskaņas iekārtas lielu eļļas augu sēklu plūsmu apstrādei nepārtrauktas caurplūdes sistēmā. Hielscher Ultrasonics ir pieredzējis un uzticams augstas veiktspējas ultraskaņas ekstrakcijas iekārtu piegādātājs, kura iekārtas ir integrētas pārtikas ražotnēs visā pasaulē.
Hielscher Ultrasonics modernās ultraskaņas iekārtas var precīzi vadīt, un tās nodrošina operatoram pilnīgu kontroli pār tādiem svarīgiem procesa parametriem kā amplitūda, spiediens, temperatūra un apstrādes ar ultraskaņu ilgums.
Plašais piederumu klāsts, piemēram, sonotrodes (zondes), amplitūdas pastiprinātāji, plūsmas šūnu reaktori un citi papildaprīkojuma elementi, ļauj konfigurēt ultraskaņas ekstrakcijas sistēmu tieši atbilstoši apstrādājamajai izejvielai un vēlamajam rezultātam.
Hielscher Ultrasonic lieljaudas ultraskaņas iekārtas viegli apstrādā suspensijas ar augstu cietvielu saturu, proti, augstu cietvielu (sēklu) un šķīdinātāja attiecību
Temperatūras kontrole apstrādes ar ultraskaņu laikā
Tā kā ekstrakcija ar ultraskaņas palīdzību ir netermiska apstrādes metode, var novērst siltumjutīgu uzturvielu termisko noārdīšanos. Hielscher ultraskaņas plūsmas šūnu reaktori ir aprīkoti ar dzesēšanas apvalku siltuma novadīšanai. Turklāt ievadīto enerģiju var precīzi pielāgot optimāliem apstrādes apstākļiem, piemēram, izmantojot ultraskaņas ekstraktora pulsācijas režīmu. Pārtikas eļļu ekstrakcija ar ultraskaņu zemā temperatūrā novērš ekstrahēto eļļu termiski izraisītu noārdīšanos un samazina bioaktīvo savienojumu zudumus līdz minimumam.
Ultraskaņas procesa uzraudzība
Visas Hielscher digitālās ultraskaņas iekārtas – no laboratorijas līdz rūpnieciska mēroga iekārtām – ir aprīkotas ar inteliģentu programmatūru, kas ļauj viegli un precīzi vadīt, uzraudzīt un pārskatīt ultraskaņas procesu. Amplitūdu, ievadītās enerģijas robežvērtību, impulsu ciklus un apstrādes ar ultraskaņu laiku var iepriekš iestatīt lietotājam draudzīgajā programmatūrā. Krāsu skārienekrānā izvēlnei var viegli piekļūt, un tās lietošana ir intuitīva. Tālvadība pārlūkprogrammā ļauj operatoram attālināti vadīt un uzraudzīt ultraskaņas sistēmu.
Visi svarīgie ultraskaņas procesa dati (piemēram, amplitūda, temperatūra, spiediens, neto enerģija, kopējā enerģija, laiks un datums) tiek automātiski saglabāti iebūvētā SD kartē. Automātiskā datu reģistrēšana tiek augstu vērtēta pārtikas un farmācijas nozarē, jo tā ļauj pārtikas ražotājam pārskatīt jebkuras ar ultraskaņu apstrādātas partijas apstrādes apstākļus. Tas nodrošina procesa standartizāciju, pastāvīgi augstu produkcijas kvalitāti un labas ražošanas prakses (GMP) ieviešanu.
Ultraskaņas iekārta UIP4000hdT eļļas augu sēklu apstrādei plūsmā, lai palielinātu augstas kvalitātes pārtikas eļļu iznākumu
Hielscher Ultrasonics rūpnieciskās ultraskaņas iekārtas var nodrošināt ļoti augstas amplitūdas. Darbību ar amplitūdām līdz 200µm var viegli nepārtraukti uzturēt 24/7 režīmā. Vēl augstākām amplitūdām ir pieejamas individuāli pielāgotas ultraskaņas sonotrodes. Hielscher ultraskaņas iekārtu izturība ļauj darboties 24/7 režīmā ar lielu slodzi un prasīgos vides apstākļos.
Tālāk redzamā tabula sniedz priekšstatu par mūsu ultraskaņas iekārtu aptuveno apstrādes jaudu:
| Partijas tilpums | Plūsmas ātrums | Ieteicamās iekārtas |
|---|---|---|
| 1 līdz 500mL | 10 līdz 200mL/min | UP100H |
| 10 līdz 2000mL | 20 līdz 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 līdz 20L | 0,2 līdz 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 līdz 100L | 2 līdz 10L/min | UIP4000hdT |
| n. p. | 10 līdz 100L/min | UIP16000 |
| n. p. | lielāks | iekārtu grupa: UIP16000 |
Sazinieties ar mums! / Jautājiet mums!
Lieljaudas ultraskaņas homogenizatori no laboratorijas mēroga līdz pilotražošanas un rūpnieciskam mērogam.
Literatūra / Atsauces
- 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.
Noderīgi fakti
Pārtikas eļļas
Pārtikas eļļas istabas temperatūrā parasti ir šķidras, lai gan dažas eļļas, kas satur piesātinātos taukus, piemēram, kokosriekstu eļļa, palmu eļļa un palmu kodolu eļļa, var būt cietas. Pārtikas eļļas lielākoties ir augu eļļas, kā arī no augļiem iegūtas eļļas, piemēram, olīveļļa un avokado eļļa. Augu eļļas, piemēram, sojas eļļu, kanolas eļļu / rapšu eļļu, kukurūzas eļļu, zemesriekstu eļļu, sezama eļļu, saulespuķu eļļu, saflora eļļu, palmu eļļu, sinepju eļļu, rīsu kliju eļļu, ķirbju sēklu eļļu, kokosriekstu eļļu un citas sēklu eļļas, plaši izmanto ēdiena gatavošanā un piedevās (piemēram, salātu mērcēs, marinādēs, mērcēs, mērcēšanas mērcēs u. c.). Augu eļļas parasti izmanto ēdiena gatavošanā kā alternatīvu dzīvnieku izcelsmes taukiem, piemēram, sviestam un cūku taukiem.
Margarīns ir populārs sviesta aizstājējs, kura pamatā ir rafinētas augu eļļas (piemēram, saflora, saulespuķu, sojas, kokvilnas sēklu, rapšu eļļa vai olīveļļa). Lasiet vairāk par margarīna ražošanu ar ultraskaņu!
Pārtikas eļļas, piemēram, olīveļļu, rapšu eļļu, saulespuķu eļļu vai vīnogu kauliņu eļļu, var aromatizēt, tajās mērcējot aromātiskus augus, piemēram, garšaugus (piemēram, rozmarīnu, baziliku u. c.), augļus (piemēram, citrusaugļus, apelsīnus, avenes), čili piparus vai ķiplokus. Apstrādi ar ultraskaņu izmanto, lai bagātinātu augu eļļas ar garšaugu ekstraktiem. Lasiet vairāk par macerāciju un aromatizēšanu ar ultraskaņu!
Eļļas un tauki – atšķirība: Tauki istabas temperatūrā ir cieti, savukārt eļļas ir šķidras. Nepiesātinātie tauki, piemēram, polinepiesātinātās un mononepiesātinātās taukskābes, pieder pie eļļu kategorijas. Tauki galvenokārt ir dzīvnieku izcelsmes un pārsvarā satur piesātinātās taukskābes. Izplatīti tauki ir sviests, cūku tauki un liellopu vai aitu tauki.