Extracția cu ultrasunete a uleiurilor comestibile
Uleiurile comestibile sunt utilizate în numeroase aplicații în gătit și în producția alimentară. Extracția mecanică a uleiurilor comestibile previne degradarea uleiurilor. Extracția cu ultrasunete a uleiurilor comestibile este o metodă superioară de eliberare a uleiurilor din semințe, sâmburi și fructe. Ca tehnică de extracție netermică, extracția cu ultrasunete produce uleiuri comestibile de înaltă calitate, remarcându-se prin randamente mai mari și un timp de procesare redus.
Producția de ulei comestibil intensificată prin sonicare
Extracția cu ultrasunete este utilizată pe scară largă pentru eliberarea substanțelor intracelulare valoroase din materialul vegetal. Extractele vizate includ lipide / acizi grași, proteine, vitamine, polifenoli și alți compuși bioactivi. Ca tehnică de intensificare a proceselor, extracția cu ultrasunete a uleiurilor comestibile, cum ar fi uleiul de măsline extravirgin, uleiul de avocado, uleiul din semințe de floarea-soarelui, uleiul din semințe de in, printre altele, crește randamentul de ulei extras (acizi grași), scurtează timpul de extracție și reduce sau evită consumul de solvent. Fiind o tehnică de extracție netermică, principiul de funcționare al extracției asistate de ultrasunete se bazează pe fenomenul de cavitație acustică. Cavitația acustică, cunoscută și drept cavitație ultrasonică, creează forțe de forfecare intense, care distrug pereții celulari și intensifică transferul de masă dintre interiorul celulei și solventul înconjurător. Acest lucru face din extracția cu ultrasunete tehnica superioară atunci când este vorba de eliberarea și izolarea compușilor captivi în celulele vegetale.
- randament mai mare
- timp de extracție mai scurt
- consum de solvent nul sau redus
- proces netermic
- calitate nutrițională ridicată
- ușor și sigur de utilizat
- RoI rapid
Extractorul cu ultrasunete UIP4000hdT instalat într-o moară de ulei de măsline pentru o producție îmbunătățită de ulei de măsline extravirgin
Studii de caz privind extracția cu ultrasunete a uleiurilor comestibile
Extracția cu ultrasunete a fost testată și s-a dovedit eficientă pentru diverse semințe oleaginoase și fructe.
Extracția cu ultrasunete a uleiului de floarea-soarelui
Moradi et al. (2018) au investigat influența extracției asistate de ultrasunete asupra randamentului de ulei și a compoziției nutritive în cazul semințelor de floarea-soarelui decorticate și nedecorticate. Au utilizat un sonicator UP400S (400 wați, 24kHz) pentru a extrage uleiul de floarea-soarelui din semințele de floarea-soarelui, folosind n-hexan ca solvent.
Pentru a evalua rezultatele extracției, uleiul a fost extras și prin extracție convențională cu solvent în regim discontinuu (batch) și prin extracție Soxhlet, folosind n-hexan pentru toate metodele de extracție.
Extracția cu ultrasunete a uleiului de floarea-soarelui a oferit cele mai mari randamente de ulei, de 45,44 ± 0,27% și, respectiv, 23,71 ± 0,22% pentru semințele de floarea-soarelui nedecorticate și decorticate. În șroturile de floarea-soarelui epuizate prin ultrasunete au rămas mai puțin de 4% și 5% ulei rezidual pentru semințele de floarea-soarelui nedecorticate și decorticate.
Timpul de extracție necesar la aplicarea extracției cu ultrasunete a fost redus la doar 105 min, în timp ce extracția Soxhlet a necesitat 6 ore, iar extracția cu solvent în regim discontinuu a necesitat un timp de procesare de 10 ore.
Analiza prin cromatografie de gaze a arătat că extracția asistată de ultrasunete îmbunătățește semnificativ calitatea uleiurilor extrase și a acidului α-linolenic.
Cromatograma de gaze a uleiului extras prin sonicare din semințe de floarea-soarelui decorticate
Studiu și grafic de: Moradi et al. 2018
Extracția cu ultrasunete a uleiului de măsline extravirgin
Servili et al. (2019) au integrat un sonicator de 4kW UIP4000hdT într-o linie convențională de malaxare a uleiului de măsline. Tratamentul mecanic al pastei de măsline prin sonicare îmbunătățește performanța procesului de extracție, crescând capacitatea de extracție a morilor de ulei de măsline. Deoarece presiunea este un factor important, sonicarea a fost efectuată cu o celulă de flux cu ultrasunete cu Cascatrode la 3,5 bar. Extracția cu ultrasunete nu a provocat nicio modificare a principalilor parametri legali de calitate și a avut un impact pozitiv asupra compoziției fenolice a uleiului de măsline extravirgin (EVOO) la presiunea ridicată de 3,5 bar. Malaxarea asistată de ultrasunete a pastei de măsline duce la randamente mai mari și la o compoziție fenolică îmbunătățită a EVOO.
Faceți clic aici pentru a citi mai multe despre malaxarea asistată de ultrasunete a uleiului de măsline extravirgin!
Extracția cu ultrasunete a uleiului de avocado
Martinez-Oadilla et al. (2018) au arătat în studiul lor că sonicarea cu un UIP1000hdT (20kHz, 1000W) pentru tratarea piureului de avocado nemalaxat a îmbunătățit extractibilitatea, cu o recuperare suplimentară de ulei de 15–24%.
Faceți clic aici pentru a citi mai multe despre extracția cu ultrasunete a uleiului de avocado!
Extracția cu ultrasunete a uleiului din semințe de in
Gutte et al. (2015) au utilizat sonicarea pentru a extrage uleiul din semințe de in măcinate, folosind n-hexan ca solvent. Alternativ, ca solvenți pot fi utilizați diclormetanul, eterul de petrol sau etanolul. Extracția cu ultrasunete a îmbunătățit randamentul de extracție cu 11,5%, folosind o cantitate de solvent similară celei din extracția convențională. Analiza cromatografică a arătat că extracția cu ultrasunete nu a avut efecte semnificative, cum ar fi degradarea, asupra acidului α-linolenic (ω-3). Studiul arată că sonicarea crește randamentul de extracție al uleiului comestibil și reduce timpul de extracție, menținând în același timp un profil nutrițional ridicat al uleiului din semințe de in.
Efectele sinergice ale extracției cu ultrasunete a uleiului
Extracția cu ultrasunete poate fi aplicată ca metodă unică pentru eliberarea uleiului din semințe și fructe bogate în ulei sau poate fi integrată ori montată ulterior în instalații convenționale / deja existente de producție a uleiului comestibil, pentru a crește randamentul și calitatea uleiului. Sistemele de extracție cu ultrasunete pot fi instalate cu ușurință ca pre- sau post-tratament al malaxării, în combinație cu extracția Soxhlet sau după o presă mecanică de ulei ori un expeller.
Echipamentele de extracție Hielscher Ultrasonics se instalează ușor, necesită foarte puțin spațiu (amprentă redusă) și pot fi astfel montate ulterior în morile de ulei existente. Robuste și de calitate industrială, sonicatoarele industriale Hielscher sunt construite pentru funcționare 24/7 sub sarcină mare și în medii solicitante.
Creșteți randamentul și calitatea uleiului dumneavoastră cu Hielscher Ultrasonics!
UIP4000hdT, un procesor cu ultrasunete puternic de 4kW pentru extracția uleiurilor comestibile
Extractoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru producția de uleiuri comestibile
Pentru procesarea de calitate alimentară a uleiurilor comestibile la nivel industrial, sunt necesare echipamente cu ultrasunete de înaltă performanță, capabile să proceseze fluxuri de volume mari de semințe oleaginoase într-un sistem continuu cu flux. Hielscher Ultrasonics este un furnizor cu experiență îndelungată și de încredere de echipamente de extracție cu ultrasunete de înaltă performanță, integrate în întreaga lume în fabrici de producție alimentară.
Sonicatoarele sofisticate Hielscher Ultrasonics pot fi controlate cu precizie și oferă operatorului control deplin asupra parametrilor importanți ai procesului, cum ar fi amplitudinea, presiunea, temperatura și timpul de sonicare.
Gama extinsă de accesorii, precum sonotrode (sonde), amplificatoare booster, reactoare cu celulă de flux și alte componente suplimentare, permite configurarea sistemului de extracție cu ultrasunete special pentru materia primă procesată și pentru producția vizată.
Sonicatoarele de mare putere Hielscher Ultrasonic procesează cu ușurință suspensii cu un conținut ridicat de solide, adică un raport ridicat între solide (semințe) și solvent
Controlul temperaturii în timpul procesării cu ultrasunete
Deoarece extracția asistată de ultrasunete este o metodă de procesare netermică, degradarea termică a compușilor nutritivi sensibili la căldură poate fi prevenită. Reactoarele cu celulă de flux cu ultrasunete Hielscher sunt prevăzute cu o manta de răcire pentru disiparea căldurii. În plus, aportul de energie poate fi adaptat exact la condițiile optime de procesare, de ex. prin utilizarea modului de pulsare al extractorului cu ultrasunete. Extracția cu ultrasunete a uleiurilor comestibile la temperaturi scăzute evită descompunerea indusă termic a uleiurilor extrase și minimizează pierderea de compuși bioactivi.
Monitorizarea procesului cu ultrasunete
Toate sonicatoarele digitale Hielscher – de la dimensiunea de laborator până la cea industrială – sunt echipate cu un software inteligent, care facilitează controlul, monitorizarea și revizuirea precisă a procesului cu ultrasunete. Amplitudinea, limita aportului de energie, ciclurile de puls și timpul de sonicare pot fi presetate prin intermediul software-ului ușor de utilizat. Prin intermediul ecranului tactil color, meniul este ușor accesibil și intuitiv de utilizat. Controlul de la distanță prin browser permite operatorului să opereze și să monitorizeze sistemul cu ultrasunete de la distanță.
Toate datele importante ale procesului cu ultrasunete (cum ar fi amplitudinea, temperatura, presiunea, energia netă, energia totală, ora și data) sunt stocate automat pe un card SD integrat. Protocolarea automată a datelor este foarte apreciată în industria alimentară și farmaceutică, deoarece permite producătorului de alimente să revizuiască condițiile de procesare ale oricărui lot sonicat. Aceasta permite standardizarea procesului, o producție continuă de înaltă calitate și implementarea Bunelor Practici de Fabricație (GMP).
Sonicatorul UIP4000hdT pentru procesarea inline a semințelor oleaginoase, pentru randamente mai mari de uleiuri comestibile de înaltă calitate
Sonicatoarele industriale Hielscher Ultrasonics pot furniza amplitudini foarte mari. Amplitudini de până la 200µm pot fi menținute cu ușurință în funcționare continuă 24/7. Pentru amplitudini și mai mari, sunt disponibile sonotrode cu ultrasunete personalizate. Robustețea echipamentelor cu ultrasunete Hielscher permite funcționarea 24/7 în regim greu și în medii solicitante.
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație privind capacitatea aproximativă de procesare a sonicatoarelor noastre:
| Volumul lotului | Debit | Dispozitive recomandate |
|---|---|---|
| 1 până la 500mL | 10 până la 200mL/min | UP100H |
| 10 până la 2000mL | 20 până la 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 până la 20L | 0,2 până la 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 până la 100L | 2 până la 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 până la 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | mai mare | cluster de UIP16000 |
Contactați-ne! / Întrebați-ne!
Omogenizatoare cu ultrasunete de mare putere, de la scară de laborator la scară pilot și industrială .
Literatură / Referințe
- 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.
Informații utile
Uleiuri comestibile
Uleiurile comestibile sunt de obicei lichide la temperatura camerei, deși unele uleiuri care conțin grăsimi saturate, cum ar fi uleiul de cocos, uleiul de palmier și uleiul din sâmburi de palmier, pot fi solide. Uleiurile comestibile sunt în majoritate uleiuri vegetale, precum și uleiuri obținute din fructe, cum ar fi uleiul de măsline și uleiul de avocado. Uleiurile vegetale, cum ar fi uleiul de soia, uleiul de canola / uleiul de rapiță, uleiul de porumb, uleiul de arahide, uleiul de susan, uleiul de floarea-soarelui, uleiul de șofrănel, uleiul de palmier, uleiul de muștar, uleiul din tărâțe de orez, uleiul din semințe de dovleac, uleiul de cocos și alte uleiuri din semințe, sunt utilizate pe scară largă ca uleiuri de gătit și în condimente (de ex. dressinguri pentru salate, marinade, sosuri, dipuri etc.). Uleiurile vegetale sunt utilizate frecvent ca ulei de gătit alternativ la grăsimile de origine animală, precum untul și untura.
Margarina este un înlocuitor popular al untului, pe bază de uleiuri vegetale rafinate (de ex. din șofrănel, floarea-soarelui, soia, semințe de bumbac, rapiță sau ulei de măsline). Citiți mai multe despre producția de margarină cu ultrasunete!
Uleiurile comestibile, cum ar fi uleiul de măsline, uleiul de rapiță, uleiul de floarea-soarelui sau uleiul din semințe de struguri, pot fi aromatizate prin infuzarea lor cu plante aromatice, cum ar fi ierburi (de ex. rozmarin, busuioc etc.), fructe (de ex. citrice, portocală, zmeură), ardei iuți sau usturoi. Sonicarea este utilizată pentru infuzarea uleiurilor vegetale cu extracte din plante. Citiți mai multe despre macerarea și infuzarea cu ultrasunete!
Uleiuri și grăsimi – diferența: Grăsimile sunt solide la temperatura camerei, în timp ce uleiurile sunt lichide. Grăsimile nesaturate, cum ar fi acizii grași polinesaturați și mononesaturați, aparțin categoriei uleiurilor. Grăsimile sunt în majoritate de origine animală și conțin în principal acizi grași saturați. Grăsimile obișnuite sunt untul, untura și seul.