Oleje jadalne są używane do różnych zastosowań w gotowaniu i produkcji żywności. Mechaniczna ekstrakcja olejów jadalnych zapobiega ich degradacji. Ultradźwiękowa ekstrakcja olejów jadalnych jest doskonałą metodą uwalniania olejów z nasion, ziaren i owoców. Jako nietermiczna technika ekstrakcji, ultradźwiękowa ekstrakcja wysokojakościowych olejów jadalnych wyróżnia się wyższą wydajnością i krótszym czasem przetwarzania.

Produkcja oleju jadalnego zintensyfikowana przez sondowanie

Ekstrakcja ultradźwiękowa jest szeroko stosowana do uwalniania cennej materii wewnątrzkomórkowej z materiału roślinnego. Ekstrakty docelowe zawierają lipidy/kwasy tłuszczowe, białka, witaminy, polifenole i inne związki bioaktywne. Jako technika intensyfikująca proces, ultradźwiękowa ekstrakcja olejów jadalnych, takich jak m.in. oliwa z oliwek z pierwszego tłoczenia, olej z awokado, olej słonecznikowy, olej lniany, zwiększa wydajność ekstrahowanego oleju (kwasy tłuszczowe), skraca czas ekstrakcji i zmniejsza lub unika zużycia rozpuszczalników. Jako nietermiczna technika ekstrakcji, zasada działania ekstrakcji wspomaganej ultradźwiękami opiera się na zjawisku kawitacji akustycznej. Kawitacja ultradźwiękowa wytwarza intensywne siły ścinające, które zakłócają ściany komórek i zwiększają przenoszenie masy pomiędzy wnętrzem komórki a otaczającym ją rozpuszczalnikiem. To sprawia, że ekstrakcja ultradźwiękowa jest najlepszą techniką, jeśli chodzi o uwalnianie i izolację związków uwięzionych w komórkach roślinnych.

Studia przypadków dla Ultradźwiękowej Ekstrakcji Oleju Jadalnego

Ekstrakcja ultradźwiękowa została przetestowana i udowodniona jako skuteczna w przypadku różnych nasion i owoców oleistych.

Ultradźwiękowa ekstrakcja oleju słonecznikowego

Moradi et al. (2018) badali wpływ ekstrakcji wspomaganej ultradźwiękami na plon oleju i skład odżywczy z łuskanych i niełuskanych nasion słonecznika. Zastosowali oni UP400S (400 Watt, 24kHz) ultrasonator do ekstrakcji oleju słonecznikowego z nasion słonecznika przy użyciu n-heksanu jako rozpuszczalnika.
W celu oceny wyników ekstrakcji, olej był również ekstrahowany za pomocą konwencjonalnej, seryjnej ekstrakcji rozpuszczalnikami i ekstrakcji Soxhleta przy użyciu n-heksanu dla wszystkich metod ekstrakcji.
Ekstrakcja ultradźwiękowa oleju słonecznikowego dała najwyższe plony oleju, odpowiednio 45,44 ± 0,27% i 23,71 ± 0,22% dla nasion słonecznika niełuskanego i łuskanego. W ultradźwiękowo zubożonych śrutach słonecznika pozostało mniej niż 4% i 5% oleju resztkowego dla nasion słonecznika niełuskanego i łuszczonego.
Wymagany czas ekstrakcji przy zastosowaniu ekstrakcji ultradźwiękowej został zredukowany do zaledwie 105 min, podczas gdy ekstrakcja Soxhleta trwała 6 godzin, a ekstrakcja partii rozpuszczalników - 10 godzin.
Analiza chromatografii gazowej wykazała, że ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami znacząco poprawia jakość ekstrahowanych olejów i kwasu α-linolenowego.

Chromatogram gazowy oleju ekstrahowanego z łuskanych ziaren słonecznika za pomocą ultrasonografii
Badanie i wykres według: Moradi et al. 2018

Ultradźwiękowa ekstrakcja oliwy z oliwek z pierwszego tłoczenia

Servili et al. (2019) zintegrowali 4kW ultrasonicator UIP4000hdT do konwencjonalnej linii malaksowania oliwy z oliwek. Mechaniczna obróbka pasty z oliwek poprzez sonizację poprawia wydajność procesu ekstrakcji, zwiększając wydajność tłoczni oliwy z oliwek. Ponieważ ciśnienie jest ważnym czynnikiem, sonikację przeprowadzono przy użyciu ultradźwiękowej komory przepływowej z kaskatrodą pod ciśnieniem 3,5 bara. Ekstrakcja ultradźwiękowa nie spowodowała żadnych zmian w głównych prawnych parametrach jakościowych i wykazała pozytywny wpływ na skład fenolowy oliwy z oliwek z pierwszego tłoczenia ekstra (EVOO) przy podwyższonym ciśnieniu 3,5 bara. Ultradźwiękowe wspomagane malaksowanie pasty z oliwek skutkuje większymi plonami i poprawą składu fenolowego EVOO.
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o malaksji oliwy z oliwek extra virgin wspomaganej ultradźwiękami!

Ultradźwiękowy Avocado Oil Extraction

Martinez-Oadilla i wsp. (2018) wykazali w swoich badaniach, że sonizacja przy użyciu UIP1000hdT (20kHz, 1000W) w przypadku obróbki niezamalaksowanego puree z awokado poprawiła się ekstraktywność o 15-24% dodatkowe odzyskiwanie oleju.
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o ultradźwiękowej ekstrakcji oleju z awokado!

Ultradźwiękowa ekstrakcja oleju lnianego

Gutte i in. (2015) stosowali ultradźwięki do ekstrakcji oleju ze zmielonego siemienia lnianego przy użyciu n-heksanu jako rozpuszczalnika. Alternatywnie jako rozpuszczalniki mogą być stosowane dichlorometan, eter naftowy lub etanol. Ekstrakcja ultradźwiękowa poprawiła wydajność ekstrakcji o 11,5 % przy użyciu podobnej ilości rozpuszczalnika co ekstrakcja konwencjonalna. Analiza chromatograficzna wykazała, że ekstrakcja ultradźwiękowa nie miała istotnego wpływu na rozkład kwasu α-linolenowego (ω-3). Badania wykazały, że ultradźwięki zwiększają wydajność ekstrakcji oleju jadalnego i skracają czas ekstrakcji przy jednoczesnym zachowaniu wysokiego profilu żywieniowego oleju lnianego.

Synergiczne efekty ultradźwiękowej ekstrakcji oleju

Ekstrakcja ultradźwiękowa może być stosowana jako pojedyncza metoda uwalniania oleju z nasion i owoców bogatych w olej lub może być zintegrowana lub doposażona w konwencjonalne / już istniejące urządzenia do produkcji olejów jadalnych w celu zwiększenia wydajności i jakości oleju. Systemy ekstrakcji ultradźwiękowej mogą być łatwo instalowane jako wstępna lub końcowa obróbka malaksji, w połączeniu z ekstrakcją Soxhleta lub za mechaniczną prasą olejową lub wytłokiem.
Urządzenia odciągowe Hielscher Ultrasonics są łatwe w montażu, zajmują niewiele miejsca (mała powierzchnia) i mogą być dzięki temu instalowane w istniejących olejarniach. Wytrzymałe i przemysłowe ultrasonatory przemysłowe firmy Hielscher są przeznaczone do pracy w trybie 24/7 pod dużym obciążeniem i w wymagających środowiskach.
Zwiększ wydajność i jakość swojego oleju dzięki Hielscher Ultrasonics!

Wysokowydajne ekstraktory ultradźwiękowe do produkcji olejów jadalnych

Do przetwórstwa spożywczego olejów jadalnych na poziomie przemysłowym potrzebne są wysokowydajne urządzenia ultradźwiękowe do przetwarzania dużych strumieni objętościowych nasion oleistych w systemie ciągłego przepływu. Firma Hielscher Ultrasonics jest długoletnim i zaufanym dostawcą wysokowydajnych urządzeń do ekstrakcji ultradźwiękowej, które są zintegrowane na całym świecie w zakładach produkcji żywności.
Zaawansowane ultrasonografy firmy Hielscher Ultrasonics mogą być precyzyjnie sterowane i dają operatorowi pełną kontrolę nad ważnymi parametrami procesu, takimi jak amplituda, ciśnienie, temperatura i czas sondowania.
Szeroka gama akcesoriów, takich jak sonody (sondy), rogi wzmacniające, reaktory komór przepływowych i inne dodatki umożliwiają skonfigurowanie systemu ekstrakcji ultradźwiękowej specjalnie dla przetwarzanego surowca i docelowej wydajności.
Ultradźwięki Hielscher Ultradźwięki wysokiej mocy z łatwością przetwarzają zawiesiny o dużej zawartości części stałych, co oznacza wysoki stosunek części stałych (nasion) do rozpuszczalnika.

Kontrola temperatury podczas przetwarzania ultradźwiękowego

Ponieważ ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami jest nietermiczną metodą przetwarzania, można zapobiec termicznej degradacji wrażliwych na ciepło związków odżywczych. Reaktory ultradźwiękowe Hielscher z ogniwami przepływowymi wyposażone są w płaszcz chłodzący do odprowadzania ciepła. Dodatkowo, pobór energii może być dokładnie dostosowany do optymalnych warunków przetwarzania, np. poprzez zastosowanie trybu pulsacji ekstraktora ultradźwiękowego. Ekstrakcja ultradźwiękowa olejów jadalnych w niskich temperaturach pozwala uniknąć wywołanego termicznie rozkładu ekstrahowanych olejów i minimalizuje straty związków bioaktywnych.

Ultradźwiękowe monitorowanie procesów

Wszystkie cyfrowe ultrasonografy Hielscher – od wielkości laboratoryjnej do przemysłowej – są wyposażone w inteligentne oprogramowanie, które ułatwia precyzyjne sterowanie, monitorowanie i korygowanie procesu ultradźwiękowego. Amplituda, granica wejściowa energii, cykle pulsacyjne i czas emisji dźwięku mogą być wstępnie ustawione za pomocą przyjaznego dla użytkownika oprogramowania. Za pomocą kolorowego wyświetlacza dotykowego menu jest łatwo dostępne i intuicyjnie obsługiwane. Pilot zdalnego sterowania z przeglądarki umożliwia operatorowi zdalną obsługę i monitorowanie systemu ultradźwiękowego.
Wszystkie ważne dane procesu ultradźwiękowego (takie jak amplituda, temperatura, ciśnienie, energia netto, energia całkowita, czas i data) są automatycznie zapisywane na zintegrowanej karcie SD. Automatyczne protokołowanie danych jest bardzo cenione w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym, ponieważ pozwala producentowi żywności na weryfikację warunków przetwarzania każdej sonikowanej partii. Pozwala to na standaryzację procesu, stałą wysoką jakość danych wyjściowych i wdrożenie Dobrych Praktyk Wytwarzania (GMP).
 

Sonikator UIP4000hdT do przetwarzania nasion oleistych na linii produkcyjnej w celu uzyskania wyższej wydajności wysokiej jakości olejów jadalnych

 
Sonikatory przemysłowe Hielscher Ultrasonics mogą dostarczać bardzo wysokie amplitudy. Amplitudy do 200 µm mogą być łatwo stale uruchamiane w trybie 24/7. Dla jeszcze wyższych amplitud dostępne są niestandardowe sonotrody ultradźwiękowe. Wytrzymałość sprzętu ultradźwiękowego firmy Hielscher pozwala na pracę w trybie 24/7 przy dużych obciążeniach i w wymagających środowiskach.
Poniższa tabela daje wskazanie przybliżonej mocy przerobowych naszych ultrasonicators: