Ultradźwiękowa ekstrakcja olejów jadalnych

Oleje jadalne są wykorzystywane do różnorodnych zastosowań w kuchni i produkcji żywności. Mechaniczna ekstrakcja olejów jadalnych zapobiega ich degradacji. Ekstrakcja ultradźwiękowa olejów jadalnych jest doskonałą metodą uwalniania olejów z nasion, ziaren i owoców. Jako nietermiczna technika ekstrakcji, ekstrakcja ultradźwiękowa wysokiej jakości olejów jadalnych wyróżnia się wyższą wydajnością i krótszym czasem przetwarzania.

Produkcja oleju jadalnego zintensyfikowana przez sonikację

Ekstrakcja ultradźwiękowa jest szeroko stosowana do uwalniania cennych substancji wewnątrzkomórkowych z materiału roślinnego. Ekstrakty docelowe obejmują lipidy? kwasy tłuszczowe, białka, witaminy, polifenole i inne związki bioaktywne. Jako technika intensyfikacji procesu, ultradźwiękowa ekstrakcja olejów jadalnych, takich jak oliwa z oliwek z pierwszego tłoczenia, olej z awokado, olej słonecznikowy, olej lniany, między innymi, zwiększa wydajność ekstrahowanego oleju (kwasów tłuszczowych), skraca czas ekstrakcji i zmniejsza lub unika zużycia rozpuszczalnika. Będąc nietermiczną techniką ekstrakcji, zasada działania ekstrakcji wspomaganej ultradźwiękami opiera się na zjawisku kawitacji akustycznej. Akustyczna kawitacja ultradźwiękowa wytwarza intensywne siły ścinające, które rozbijają ściany komórkowe i zwiększają przenoszenie masy między wnętrzem komórki a otaczającym rozpuszczalnikiem. To sprawia, że ekstrakcja ultradźwiękowa jest doskonałą techniką, jeśli chodzi o uwalnianie i izolację związków uwięzionych w komórkach roślinnych.

Studia przypadków dla ultradźwiękowej ekstrakcji oleju jadalnego

Ekstrakcja ultradźwiękowa została przetestowana i okazała się skuteczna w przypadku różnych nasion i owoców oleistych.

Ultradźwiękowa ekstrakcja oleju słonecznikowego

Moradi et al. (2018) zbadali wpływ ekstrakcji wspomaganej ultradźwiękami na wydajność oleju i skład składników odżywczych z łuskanych i niełuskanych nasion słonecznika. Zastosowali oni metodę UP400S (400 W, 24 kHz) do ekstrakcji oleju słonecznikowego z nasion słonecznika przy użyciu n-heksanu jako rozpuszczalnika.
W celu oceny wyników ekstrakcji, olej ekstrahowano również za pomocą konwencjonalnej ekstrakcji rozpuszczalnikiem wsadowym i ekstrakcji Soxhleta przy użyciu n-heksanu dla wszystkich metod ekstrakcji.
Ultradźwiękowa ekstrakcja oleju słonecznikowego dała najwyższą wydajność oleju z 45,44 ± 0,27% i 23,71 ± 0,22% odpowiednio dla niełuskanych i łuskanych nasion słonecznika. W ultradźwiękowo zubożonych mączkach słonecznikowych pozostało mniej niż 4% i 5% oleju resztkowego dla niełuskanych i łuskanych nasion słonecznika.
Wymagany czas ekstrakcji, gdy zastosowano ekstrakcję ultradźwiękową, został skrócony do zaledwie 105 minut, podczas gdy ekstrakcja Soxhleta wymagała 6 godzin, a ekstrakcja partiami rozpuszczalnika wymagała czasu przetwarzania wynoszącego 10 godzin.
Analiza chromatografii gazowej wykazała, że ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami znacznie poprawia jakość ekstrahowanych olejów i kwasu α-linolenowego.

Chromatogram gazowy oleju ekstrahowanego z łuskanych nasion słonecznika za pomocą ultradźwiękówBadanie i wykres według: Moradi et al. 2018

Ultradźwiękowa ekstrakcja oliwy z oliwek z pierwszego tłoczenia

Servili et al. (2019) zintegrowali ultrasonicator o mocy 4 kW UIP4000hdT do konwencjonalnej linii do malaksowania oliwy z oliwek. Mechaniczna obróbka pasty z oliwek za pomocą sonikacji poprawia wydajność procesu ekstrakcji, zwiększając wydajność ekstrakcji młynów do oliwy z oliwek. Ponieważ ciśnienie jest ważnym czynnikiem, sonikację przeprowadzono przy użyciu ultradźwiękowej celi przepływowej z kaskadą pod ciśnieniem 3,5 bara. Ekstrakcja ultradźwiękowa nie spowodowała żadnych zmian w głównych legalnych parametrach jakościowych i wykazała pozytywny wpływ na skład fenolowy oliwy z oliwek z pierwszego tłoczenia (EVOO) przy podwyższonym ciśnieniu 3,5 bara. Wspomagana ultradźwiękami malaksacja pasty z oliwek skutkuje wyższą wydajnością i lepszym składem fenolowym EVOO.
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o ultradźwiękowo wspomaganej malaksacji oliwy z oliwek z pierwszego tłoczenia!

Ultradźwiękowa ekstrakcja oleju z awokado

Martinez-Oadilla et al. (2018) wykazali w swoich badaniach, że sonikacja przy użyciu UIP1000hdT (20kHz, 1000W) w obróbce niemaltretowanego puree z awokado poprawiła ekstraktywność o 15-24% dodatkowego odzysku oleju.
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o ultradźwiękowej ekstrakcji oleju z awokado!

Ultradźwiękowa ekstrakcja oleju lnianego

Gutte et al. (2015) wykorzystali ultradźwięki do ekstrakcji oleju ze zmielonych nasion lnu przy użyciu n-heksanu jako rozpuszczalnika. Alternatywnie, dichlorometan, eter naftowy lub etanol mogą być stosowane jako rozpuszczalniki. Ekstrakcja ultradźwiękowa poprawiła wydajność ekstrakcji o 11,5% przy użyciu podobnej ilości rozpuszczalnika do konwencjonalnej ekstrakcji. Analiza chromatograficzna wykazała, że nie było znaczących efektów, takich jak degradacja kwasu α-linolenowego (ω-3) przez ekstrakcję ultradźwiękową. Badanie pokazuje, że sonikacja zwiększa wydajność ekstrakcji oleju jadalnego i skraca czas ekstrakcji przy jednoczesnym zachowaniu wysokiego profilu odżywczego 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 oleju jadalnego w celu zwiększenia wydajności i jakości oleju. Systemy ekstrakcji ultradźwiękowej można łatwo zainstalować jako obróbkę wstępną lub końcową malaksacji, w połączeniu z ekstrakcją Soxhleta lub za mechaniczną prasą olejową lub wytłaczarką.
Sprzęt do ekstrakcji Hielscher Ultrasonics jest łatwy w instalacji, wymaga bardzo mało miejsca (niewielka powierzchnia) i może być w ten sposób doposażony w istniejące olejarnie. Dzięki solidności i klasie przemysłowej, ultradźwięki przemysłowe Hielscher są przeznaczone do pracy w trybie 24/7 pod dużym obciążeniem i w wymagających środowiskach.
Zwiększ wydajność i jakość oleju dzięki Hielscher Ultrasonics!

Wysokowydajne ekstraktory ultradźwiękowe do produkcji oleju jadalnego

Do przetwarzania olejów jadalnych o jakości spożywczej na poziomie przemysłowym wymagany jest wysokowydajny sprzęt ultradźwiękowy do przetwarzania dużych strumieni objętości nasion oleistych w ciągłym systemie przepływowym. Hielscher Ultrasonics jest doświadczonym i zaufanym dostawcą wysokowydajnych ultradźwiękowych urządzeń ekstrakcyjnych, które są zintegrowane na całym świecie w zakładach produkujących żywność.
Hielscher Ultrasonics’ Zaawansowane ultradźwięki mogą być precyzyjnie sterowane i dają operatorowi pełną kontrolę nad ważnymi parametrami procesu, takimi jak amplituda, ciśnienie, temperatura i czas sonikacji.
Szeroka gama akcesoriów, takich jak sonotrody (sondy), klaksony wspomagające, reaktory przepływowe i inne dodatki umożliwiają skonfigurowanie ultradźwiękowego systemu ekstrakcji specjalnie dla przetwarzanego surowca i docelowego wyjścia.
Ultradźwiękowe ultradźwięki o dużej mocy firmy Hielscher z łatwością przetwarzają zawiesiny o wysokiej zawartości ciał stałych, co oznacza wysoki stosunek ciał stałych (nasion) do rozpuszczalnika

Kontrola temperatury podczas przetwarzania ultradźwiękowego

Ponieważ ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami jest nietermiczną metodą przetwarzania, można zapobiec degradacji termicznej wrażliwych na ciepło związków odżywczych. Ultradźwiękowe reaktory przepływowe Hielscher są wyposażone w płaszcz chłodzący do odprowadzania ciepła. Dodatkowo, energia wejściowa może być dokładnie dostosowana do optymalnych warunków przetwarzania, np. poprzez zastosowanie trybu pulsacji ekstraktora ultradźwiękowego. Ekstrakcja ultradźwiękowa olejów jadalnych w niskich temperaturach pozwala uniknąć termicznego rozkładu ekstrahowanych olejów i minimalizuje utratę związków bioaktywnych.

Ultradźwiękowe monitorowanie procesów

Wszystkie ultrasonografy cyfrowe Hielscher – Od wielkości laboratoryjnej do przemysłowej – są wyposażone w inteligentne oprogramowanie, które ułatwia precyzyjne sterowanie, monitorowanie i korygowanie procesu ultradźwiękowego. Amplituda, limit wejściowy energii, cykle impulsów i czas sonikacji można wstępnie ustawić za pomocą przyjaznego dla użytkownika oprogramowania. Dzięki kolorowemu wyświetlaczowi dotykowemu menu jest łatwo dostępne i intuicyjne w obsłudze. Zdalne sterowanie przez przeglądarkę 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 wysoko cenione w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym, ponieważ pozwala producentowi żywności na zmianę warunków przetwarzania każdej sonikowanej partii. Umożliwia to standaryzację procesu, ciągłą wysoką jakość produkcji i wdrażanie Dobrych Praktyk Produkcyjnych (GMP).
 

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

 
Przemysłowe soniatory Hielscher Ultrasonics mogą dostarczać bardzo wysokie amplitudy. Amplitudy do 200 μm mogą być z łatwością uruchamiane w sposób ciągły w trybie 24/7. Dla jeszcze większych amplitud dostępne są sonotrody ultradźwiękowe dostosowane do potrzeb klienta. Wytrzymałość urządzeń ultradźwiękowych firmy Hielscher pozwala na pracę w trybie 24/7 przy dużych obciążeniach i w wymagających środowiskach.
Poniższa tabela przedstawia przybliżoną wydajność przetwarzania naszych ultradźwiękowców: