Extração ultrassónica de óleos alimentares

Os óleos alimentares são utilizados em múltiplas aplicações na culinária e na produção alimentar. A extração mecânica de óleos alimentares evita a degradação dos óleos. A extração ultrassónica de óleos alimentares é um método superior para libertar óleos de sementes, amêndoas e frutos. Enquanto técnica de extração não térmica, a extração ultrassónica produz óleos alimentares de elevada qualidade, destacando-se por rendimentos superiores e um tempo de processamento reduzido.

Produção de óleos alimentares intensificada por sonicação

A extração ultrassónica é amplamente utilizada para libertar matéria intracelular valiosa de material vegetal. Os extratos visados incluem lípidos / ácidos gordos, proteínas, vitaminas, polifenóis e outros compostos bioativos. Enquanto técnica de intensificação de processos, a extração ultrassónica de óleos alimentares, como azeite virgem extra, óleo de abacate, óleo de sementes de girassol e óleo de linhaça, entre outros, aumenta o rendimento do óleo extraído (ácidos gordos), encurta o tempo de extração e reduz ou evita o consumo de solventes. Sendo uma técnica de extração não térmica, o princípio de funcionamento da extração assistida por ultrassons baseia-se no fenómeno da cavitação acústica. A cavitação acústica, também conhecida como cavitação ultrassónica, cria forças de cisalhamento intensas, que rompem as paredes celulares e aumentam a transferência de massa entre o interior das células e o solvente envolvente. Isto faz da extração ultrassónica a técnica superior para a libertação e o isolamento de compostos retidos nas células vegetais.

Estudos de caso sobre a extração ultrassónica de óleos alimentares

A extração ultrassónica foi testada e demonstrou ser eficiente com várias sementes oleaginosas e frutos.

Extração ultrassónica de óleo de girassol

Moradi et al. (2018) investigaram a influência da extração assistida por ultrassons no rendimento do óleo e na composição nutricional de sementes de girassol descascadas e não descascadas. Utilizaram um UP400S (400watts, 24kHz), um sonicador, para extrair óleo de girassol de sementes de girassol utilizando n-hexano como solvente.
Para avaliar os resultados da extração, o óleo foi também extraído por extração convencional com solvente em lote e por extração Soxhlet, utilizando n-hexano em todos os métodos de extração.
A extração ultrassónica de óleo de girassol proporcionou os rendimentos de óleo mais elevados, com 45,44 ± 0,27% e 23,71 ± 0,22% para sementes de girassol não descascadas e descascadas, respetivamente. Nas farinhas de girassol esgotadas por ultrassons, restaram menos de 4% e 5% de óleo residual para as sementes de girassol não descascadas e descascadas, respetivamente.
O tempo de extração necessário com a extração ultrassónica foi reduzido para apenas 105 min, enquanto a extração Soxhlet exigiu 6 hrs e a extração com solvente em lote exigiu um tempo de processamento de 10 hrs.
A análise por cromatografia gasosa mostrou que a extração assistida por ultrassons melhora significativamente a qualidade dos óleos extraídos e proporciona uma melhoria significativa no ácido α-linolénico.

Cromatograma gasoso de óleo extraído de sementes de girassol descascadas por ultrassons
Estudo e gráfico de: Moradi et al. 2018

Extração ultrassónica de azeite virgem extra

Servili et al. (2019) integraram um sonicador de 4kW UIP4000hdT numa linha convencional de batedura de azeite. O tratamento mecânico da pasta de azeitona por sonicação melhora o desempenho do processo de extração, aumentando a capacidade de extração dos lagares. Uma vez que a pressão é um fator importante, a sonicação foi realizada utilizando uma célula de fluxo ultrassónica com cascatrode a 3,5 bar. A extração ultrassónica não provocou quaisquer alterações nos principais parâmetros legais de qualidade e demonstrou um impacto positivo na composição fenólica do azeite virgem extra (EVOO) à pressão elevada de 3,5 bar. A batedura da pasta de azeitona assistida por ultrassons resulta em rendimentos superiores e numa melhor composição fenólica do EVOO.
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Extração ultrassónica de óleo de abacate

Martinez-Oadilla et al. (2018) demonstraram no seu estudo que a sonicação utilizando um UIP1000hdT (20kHz, 1000W) para o tratamento do puré de abacate não submetido a batedura melhorou a extratibilidade, proporcionando uma recuperação adicional de óleo de 15–24%.
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Extração ultrassónica de óleo de linhaça

Gutte et al. (2015) utilizaram ultrassons para extrair óleo de sementes de linhaça moídas, utilizando n-hexano como solvente. Em alternativa, podem ser utilizados diclorometano, éter de petróleo ou etanol como solventes. A extração ultrassónica melhorou o rendimento de extração em 11,5%, utilizando uma quantidade de solvente semelhante à da extração convencional. A análise cromatográfica mostrou que a extração ultrassónica não teve efeitos significativos, como degradação, sobre o ácido α-linolénico (ω-3). O estudo mostra que a sonicação aumenta o rendimento de extração de óleo alimentar e reduz o tempo de extração, mantendo um elevado perfil nutricional do óleo de linhaça.

Efeitos sinérgicos da extração ultrassónica de óleo

A extração ultrassónica pode ser aplicada como método único para libertar óleo de sementes e frutos ricos em óleo, ou pode ser integrada ou instalada posteriormente em instalações convencionais / já existentes de produção de óleos alimentares, para aumentar o rendimento e a qualidade do óleo. Os sistemas de extração ultrassónica podem ser facilmente instalados como pré-tratamento ou pós-tratamento da batedura, em combinação com a extração Soxhlet ou a jusante de uma prensa mecânica de óleo ou de uma prensa de parafuso.
O equipamento de extração da Hielscher Ultrasonics é fácil de instalar, requer apenas muito pouco espaço (ocupa uma área reduzida) e pode, por isso, ser instalado posteriormente em unidades de extração de óleo existentes. Com robustez e qualidade industrial, os sonicadores industriais Hielscher são concebidos para funcionamento 24/7 sob carga elevada e em ambientes exigentes.
Aumente o rendimento e a qualidade do seu óleo com a Hielscher Ultrasonics!

Extratores ultrassónicos de alto desempenho para a produção de óleos alimentares

Para o processamento de óleos alimentares em condições adequadas à produção alimentar à escala industrial, é necessário equipamento ultrassónico de alto desempenho para processar fluxos de grande volume de sementes oleaginosas num sistema de fluxo contínuo. A Hielscher Ultrasonics é um fornecedor de confiança, com longa experiência em equipamento de extração ultrassónica de alto desempenho, integrado em fábricas de produção alimentar em todo o mundo.
Os sofisticados sonicadores da Hielscher Ultrasonics podem ser controlados com precisão e permitem ao operador controlar integralmente os parâmetros importantes do processo, como a amplitude, a pressão, a temperatura e o tempo de sonicação.
A vasta gama de acessórios, como sonotrodos (sondas), amplificadores mecânicos de amplitude, reatores de célula de fluxo e outros complementos, permite configurar o sistema de extração ultrassónica especificamente para a matéria-prima processada e o resultado pretendido.
Os sonicadores de alta potência Hielscher Ultrasonic processam facilmente suspensões com um elevado teor de sólidos, ou seja, uma elevada proporção de sólidos (sementes) em relação ao solvente

Controlo da temperatura durante o processamento ultrassónico

Uma vez que a extração assistida por ultrassons é um método de processamento não térmico, a degradação térmica de compostos nutricionais sensíveis ao calor pode ser evitada. Os reatores de célula de fluxo ultrassónicos Hielscher incluem uma camisa de arrefecimento para dissipação do calor. Além disso, o fornecimento de energia pode ser adaptado com exatidão às condições ideais de processamento, por exemplo, utilizando o modo de pulsação do extrator ultrassónico. A extração ultrassónica de óleos alimentares a baixas temperaturas evita a decomposição dos óleos extraídos induzida pelo calor e minimiza a perda de compostos bioativos.

Monitorização do processo ultrassónico

Todos os sonicadores digitais Hielscher – desde os de dimensão laboratorial até aos de dimensão industrial – estão equipados com software inteligente, que facilita o controlo, a monitorização e a revisão precisos do processo ultrassónico. A amplitude, o limite de fornecimento de energia, os ciclos de pulsação e o tempo de sonicação podem ser predefinidos através do software de fácil utilização. O ecrã tátil a cores permite aceder facilmente ao menu e utilizá-lo de forma intuitiva. O controlo remoto através do navegador permite ao operador operar e monitorizar o sistema ultrassónico à distância.
Todos os dados importantes do processo ultrassónico (como amplitude, temperatura, pressão, energia líquida, energia total, hora e data) são automaticamente guardados num cartão SD integrado. O registo automático de dados é muito valorizado nas indústrias alimentar e farmacêutica, pois permite ao fabricante de alimentos rever as condições de processamento de qualquer lote submetido a sonicação. Isto permite a normalização do processo, a obtenção contínua de produtos de elevada qualidade e a implementação de Boas Práticas de Fabrico (GMP).
 

Sonicador UIP4000hdT para o processamento em linha de sementes oleaginosas, para obter rendimentos superiores de óleos alimentares de elevada qualidade

 
Os sonicadores industriais da Hielscher Ultrasonics podem fornecer amplitudes muito elevadas. É possível trabalhar facilmente com amplitudes de até 200µm de forma contínua em funcionamento 24/7. Para amplitudes ainda mais elevadas, estão disponíveis sonotrodos ultrassónicos personalizados. A robustez do equipamento ultrassónico Hielscher permite o funcionamento 24/7 sob carga elevada e em ambientes exigentes.
A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos sonicadores: