Ultrasone extractie van eetbare oliën

Eetbare oliën worden gebruikt voor uiteenlopende toepassingen bij het koken en in de voedselproductie. Mechanische extractie van eetbare oliën voorkomt afbraak van de oliën. Ultrasone extractie van eetbare oliën is een superieure methode om oliën uit zaden, pitten en vruchten vrij te maken. Als niet-thermische extractietechniek levert ultrasone extractie hoogwaardige eetbare oliën op en onderscheidt deze zich door hogere opbrengsten en een kortere verwerkingstijd.

Productie van eetbare oliën geïntensiveerd door sonicatie

Ultrasone extractie wordt veel gebruikt om waardevolle intracellulaire stoffen uit plantaardig materiaal vrij te maken. De beoogde extracten omvatten lipiden / vetzuren, eiwitten, vitaminen, polyfenolen en andere bioactieve verbindingen. Als procesintensiverende techniek verhoogt ultrasone extractie van eetbare oliën, zoals extra vierge olijfolie, avocado-olie, zonnebloemolie en lijnzaadolie, de opbrengst aan geëxtraheerde olie (vetzuren), verkort deze de extractietijd en vermindert of voorkomt deze het gebruik van oplosmiddelen. Het werkingsprincipe van ultrasoon ondersteunde extractie, een niet-thermische extractietechniek, is gebaseerd op het verschijnsel akoestische cavitatie. Akoestische cavitatie, ook wel ultrasone cavitatie genoemd, veroorzaakt intense afschuifkrachten die celwanden openbreken en de massaoverdracht tussen het celinterieur en het omringende oplosmiddel vergroten. Dit maakt ultrasone extractie tot de superieure techniek voor het vrijmaken en isoleren van verbindingen die in plantencellen opgesloten zitten.

Casestudy’s over ultrasone extractie van eetbare oliën

Ultrasone extractie is getest en efficiënt bevonden voor verschillende oliehoudende zaden en vruchten.

Ultrasone extractie van zonnebloemolie

Moradi et al. (2018) onderzochten de invloed van ultrasoon ondersteunde extractie op de olieopbrengst en de samenstelling van voedingsstoffen uit gepelde en ongepelde zonnebloempitten. Ze gebruikten een UP400S (400 watt, 24kHz) sonicator om zonnebloemolie uit zonnebloempitten te extraheren met n-hexaan als oplosmiddel.
Om de extractieresultaten te beoordelen, werd olie ook geëxtraheerd via conventionele batchgewijze oplosmiddelextractie en Soxhlet-extractie, waarbij voor alle extractiemethoden n-hexaan werd gebruikt.
Ultrasone extractie van zonnebloemolie leverde de hoogste olieopbrengsten op, met respectievelijk 45,44 ± 0,27% en 23,71 ± 0,22% voor ongepelde en gepelde zonnebloempitten. In het ultrasoon geëxtraheerde zonnebloemmeel bleef voor ongepelde en gepelde zonnebloempitten respectievelijk minder dan 4% en 5% restolie achter.
De benodigde extractietijd bij toepassing van ultrasone extractie werd teruggebracht tot slechts 105 min, terwijl Soxhlet-extractie 6 uur vereiste en batchgewijze oplosmiddelextractie een verwerkingstijd van 10 uur vereiste.
Gaschromatografische analyse toonde aan dat ultrasoon ondersteunde extractie de kwaliteit van de geëxtraheerde oliën aanzienlijk verbetert en ook voor α-linoleenzuur een aanzienlijke verbetering oplevert.

Gaschromatogram van olie die via ultrasone behandeling uit gepelde zonnebloempitten is geëxtraheerd
Onderzoek en grafiek door: Moradi et al. 2018

Ultrasone extractie van extra vierge olijfolie

Servili et al. (2019) integreerden een ultrasone sonicator van 4kW UIP4000hdT in een conventionele malaxatielijn voor olijfolie. De mechanische behandeling van olijvenpasta via sonicatie verbetert de prestaties van het extractieproces en verhoogt de extractiecapaciteit van olijfoliemolens. Omdat druk een belangrijke factor is, werd sonicatie uitgevoerd met een ultrasone doorstroomcel met cascatrode bij 3,5 bar. Ultrasone extractie veroorzaakte geen veranderingen in de belangrijkste wettelijke kwaliteitsparameters en had bij een verhoogde druk van 3,5 bar een positief effect op de fenolische samenstelling van de extra vierge olijfolie (EVOO). Ultrasoon ondersteunde malaxatie van olijvenpasta resulteert in hogere opbrengsten en een verbeterde fenolische samenstelling van de EVOO.
Klik hier om meer te lezen over ultrasoon ondersteunde malaxatie van extra vierge olijfolie!

Ultrasone extractie van avocado-olie

Martinez-Oadilla et al. (2018) toonden in hun onderzoek aan dat sonicatie met een UIP1000hdT (20kHz, 1000W) voor de behandeling van niet-gemalaxeerde avocadopuree de extraheerbaarheid verbeterde, met 15–24% extra oliewinning.
Klik hier om meer te lezen over ultrasone extractie van avocado-olie!

Ultrasone extractie van lijnzaadolie

Gutte et al. (2015) gebruikten ultrasone behandeling om olie uit gemalen lijnzaad te extraheren met n-hexaan als oplosmiddel. Als alternatief kunnen dichloormethaan, petroleumether of ethanol als oplosmiddelen worden gebruikt. Ultrasone extractie verbeterde de extractieopbrengst met 11,5%, met een vergelijkbare hoeveelheid oplosmiddel als bij conventionele extractie. De chromatografische analyse toonde aan dat ultrasone extractie geen significante effecten, zoals afbraak, op α-linoleenzuur (ω-3) had. Het onderzoek toont aan dat sonicatie de extractieopbrengst van eetbare olie verhoogt en de extractietijd verkort, terwijl de hoge voedingswaarde van de lijnzaadolie behouden blijft.

Synergetische effecten van ultrasone olie-extractie

Ultrasone extractie kan als afzonderlijke methode worden toegepast om olie uit zaden en olierijke vruchten vrij te maken, of kan worden geïntegreerd of achteraf ingebouwd in conventionele / reeds bestaande productie-installaties voor eetbare oliën om de olieopbrengst en -kwaliteit te verhogen. Ultrasone extractiesystemen kunnen eenvoudig worden geïnstalleerd als voor- of nabehandeling bij malaxatie, in combinatie met Soxhlet-extractie of na een mechanische oliepers of expeller.
Extractieapparatuur van Hielscher Ultrasonics is eenvoudig te installeren, neemt slechts zeer weinig ruimte in (klein vloeroppervlak) en kan daardoor achteraf in bestaande oliemolens worden ingebouwd. Dankzij hun robuustheid en industriële kwaliteit zijn de industriële sonicatoren van Hielscher gebouwd voor 24/7-bedrijf onder zware belasting en in veeleisende omgevingen.
Verhoog uw olieopbrengst en -kwaliteit met Hielscher Ultrasonics!

Ultrasone extractoren met hoge prestaties voor de productie van eetbare oliën

Voor de verwerking van eetbare oliën op industriële schaal volgens voedselkwaliteitsnormen is ultrasone apparatuur met hoge prestaties nodig om grote volumestromen oliehoudende zaden in een continu doorstroomsysteem te verwerken. Hielscher Ultrasonics is een ervaren en betrouwbare leverancier van ultrasone extractieapparatuur met hoge prestaties die wereldwijd in voedselproductie-installaties wordt geïntegreerd.
De geavanceerde sonicatoren van Hielscher Ultrasonics kunnen nauwkeurig worden geregeld en geven de operator volledige controle over de belangrijke procesparameters, zoals amplitude, druk, temperatuur en sonicatietijd.
Het uitgebreide assortiment accessoires, zoals sonotrodes (sondes), boosterhoorns, doorstroomcelreactoren en andere uitbreidingen, maakt het mogelijk het ultrasone extractiesysteem specifiek te configureren voor de verwerkte grondstof en de beoogde productie.
De krachtige sonicatoren van Hielscher Ultrasonic verwerken moeiteloos slurries met een hoog gehalte aan vaste stoffen, wat neerkomt op een hoge verhouding van vaste stoffen (zaden) tot oplosmiddel

Temperatuurregeling tijdens ultrasone verwerking

Omdat ultrasoon ondersteunde extractie een niet-thermische verwerkingsmethode is, kan thermische afbraak van warmtegevoelige voedingsstoffen worden voorkomen. De ultrasone doorstroomcelreactoren van Hielscher zijn voorzien van een koelmantel voor warmteafvoer. Bovendien kan de energietoevoer exact worden afgestemd op optimale verwerkingsomstandigheden, bijvoorbeeld door de pulsatiemodus van de ultrasone extractor te gebruiken. Ultrasone extractie van eetbare oliën bij lage temperaturen voorkomt thermisch veroorzaakte ontleding van de geëxtraheerde oliën en minimaliseert het verlies van bioactieve verbindingen.

Bewaking van het ultrasone proces

Alle digitale sonicatoren van Hielscher – van laboratoriumformaat tot industrieel formaat – zijn uitgerust met intelligente software die het eenvoudig maakt om het ultrasone proces nauwkeurig te regelen, te bewaken en bij te stellen. Amplitude, limiet voor de energietoevoer, pulscycli en sonicatietijd kunnen vooraf worden ingesteld via de gebruiksvriendelijke software. Het menu is eenvoudig toegankelijk via het kleurentouchscreen en is intuïtief te bedienen. Met de afstandsbediening via de browser kan de operator het ultrasone systeem op afstand bedienen en bewaken.
Alle belangrijke ultrasone procesgegevens (zoals amplitude, temperatuur, druk, netto-energie, totale energie, tijd en datum) worden automatisch opgeslagen op een geïntegreerde SD-kaart. Automatische gegevensregistratie wordt zeer gewaardeerd in de voedingsmiddelen- en farmaceutische industrie, omdat de voedselproducent daarmee de verwerkingsomstandigheden van elke met sonicatie behandelde partij kan controleren. Dit maakt processtandaardisatie, een continu hoge productkwaliteit en de toepassing van Good Manufacturing Practices (GMP) mogelijk.
 

UIP4000hdT sonicator voor de inline verwerking van oliehoudende zaden voor hogere opbrengsten aan hoogwaardige eetbare oliën

 
De industriële sonicatoren van Hielscher Ultrasonics kunnen zeer hoge amplitudes leveren. Amplitudes tot 200µm kunnen eenvoudig continu worden toegepast in 24/7-bedrijf. Voor nog hogere amplitudes zijn op maat gemaakte ultrasone sonotrodes beschikbaar. De robuustheid van de ultrasone apparatuur van Hielscher maakt 24/7-bedrijf onder zware belasting en in veeleisende omgevingen mogelijk.
De onderstaande tabel geeft u een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze sonicatoren: