Ультразвуковая экстракция пищевых масел
Пищевые масла находят разнообразное применение в кулинарии и производстве пищевых продуктов. Механическая экстракция пищевых масел предотвращает их разрушение. Ультразвуковая экстракция пищевых масел – превосходный метод высвобождения масел из семян, ядер и плодов. Будучи нетермическим методом экстракции, ультразвуковая экстракция позволяет получать высококачественные пищевые масла, обеспечивая более высокий выход и сокращая время обработки.
Интенсификация производства пищевых масел обработкой ультразвуком
Ультразвуковая экстракция широко используется для высвобождения ценных внутриклеточных веществ из растительного сырья. К целевым экстрагируемым веществам относятся липиды / жирные кислоты, белки, витамины, полифенолы и другие биоактивные соединения. Как метод интенсификации процесса, ультразвуковая экстракция пищевых масел, таких как оливковое масло первого холодного отжима extra virgin, масло авокадо, подсолнечное масло, льняное масло и другие, повышает выход извлекаемого масла (жирных кислот), сокращает время экстракции и снижает расход растворителей или позволяет обходиться без них. Ультразвуковая экстракция является нетермическим методом, принцип действия которого основан на явлении акустической кавитации. Акустическая, также называемая ультразвуковой, кавитация создаёт интенсивные силы сдвига, которые разрушают клеточные стенки и усиливают массоперенос между внутренним содержимым клеток и окружающим растворителем. Это делает ультразвуковую экстракцию превосходным методом высвобождения и выделения соединений, заключённых в растительных клетках.
- более высокий выход
- меньшее время экстракции
- отсутствие или сниженный расход растворителей
- нетермический процесс
- высокая пищевая ценность
- простота и безопасность использования
- быстрая окупаемость инвестиций
Ультразвуковой экстрактор UIP4000hdT установлен на предприятии по производству оливкового масла для улучшения производства оливкового масла первого холодного отжима extra virgin
Примеры исследований ультразвуковой экстракции пищевых масел
Ультразвуковая экстракция была испытана на различных масличных семенах и плодах, и её эффективность была подтверждена.
Ультразвуковая экстракция подсолнечного масла
Moradi и соавт. (2018) исследовали влияние экстракции с применением ультразвука на выход масла и состав питательных веществ при извлечении масла из очищенных и неочищенных семян подсолнечника. Они использовали ультразвуковой аппарат UP400S (400 ватт, 24kHz) для извлечения подсолнечного масла из семян подсолнечника с использованием н-гексана в качестве растворителя.
Для оценки результатов экстракции масло также извлекали методом обычной периодической экстракции растворителем и методом экстракции в аппарате Сокслета, используя н-гексан во всех методах экстракции.
Ультразвуковая экстракция подсолнечного масла обеспечила самый высокий выход масла: 45,44 ± 0,27% и 23,71 ± 0,22% для неочищенных и очищенных семян подсолнечника соответственно. В подсолнечном шроте после ультразвуковой экстракции оставалось менее 4% и 5% остаточного масла для неочищенных и очищенных семян подсолнечника соответственно.
Время экстракции при использовании ультразвука сократилось всего до 105 мин, тогда как экстракция в аппарате Сокслета требовала 6 ч, а периодическая экстракция растворителем – 10 ч обработки.
Газохроматографический анализ показал, что экстракция с применением ультразвука значительно повышает качество извлечённых масел и α-линоленовой кислоты.
Газовая хроматограмма масла, извлечённого из очищенных семян подсолнечника с помощью обработки ультразвуком
Исследование и график: Moradi и соавт., 2018
Ультразвуковая экстракция оливкового масла первого холодного отжима extra virgin
Servili и соавт. (2019) встроили ультразвуковой аппарат мощностью 4kW UIP4000hdT в обычную линию малаксации при производстве оливкового масла. Механическая обработка оливковой пасты ультразвуком повышает эффективность процесса экстракции, увеличивая экстракционную производительность предприятий по производству оливкового масла. Поскольку давление является важным фактором, обработку ультразвуком проводили с использованием ультразвуковой проточной ячейки с Cascatrode при давлении 3,5 bar. Ультразвуковая экстракция не вызвала никаких изменений основных установленных законодательством показателей качества и положительно повлияла на фенольный состав оливкового масла первого холодного отжима extra virgin (EVOO) при повышенном давлении 3,5 bar. Малаксация оливковой пасты с применением ультразвука обеспечивает более высокий выход и улучшенный фенольный состав EVOO.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше о малаксации с применением ультразвука при производстве оливкового масла первого холодного отжима extra virgin!
Ультразвуковая экстракция масла авокадо
Martinez-Oadilla и соавт. (2018) показали в своём исследовании, что обработка ультразвуком с использованием UIP1000hdT (20kHz, 1000W) для обработки пюре авокадо, не подвергнутого малаксации, улучшила извлекаемость, обеспечив дополнительное извлечение масла на 15–24%.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше об ультразвуковой экстракции масла авокадо!
Ультразвуковая экстракция льняного масла
Gutte и соавт. (2015) использовали обработку ультразвуком для извлечения масла из измельчённых семян льна с использованием н-гексана в качестве растворителя. В качестве альтернативных растворителей можно использовать дихлорметан, петролейный эфир или этанол. Ультразвуковая экстракция повысила выход экстракции на 11,5% при использовании количества растворителя, сопоставимого с обычной экстракцией. Хроматографический анализ показал, что ультразвуковая экстракция не оказывала значительного воздействия, такого как разрушение, на α-линоленовую кислоту (ω-3). Исследование показывает, что обработка ультразвуком повышает выход пищевого масла при экстракции и сокращает время экстракции, сохраняя высокую пищевую ценность льняного масла.
Синергетические эффекты ультразвуковой экстракции масел
Ультразвуковую экстракцию можно применять как самостоятельный метод высвобождения масла из семян и богатых маслом плодов либо интегрировать в обычные / уже существующие производственные установки для пищевых масел или устанавливать при их модернизации для повышения выхода и качества масла. Системы ультразвуковой экстракции можно легко установить для предварительной обработки перед малаксацией или последующей обработки после неё, в сочетании с экстракцией в аппарате Сокслета либо после механического маслопресса или экспеллера.
Экстракционное оборудование Hielscher Ultrasonics легко устанавливается, занимает лишь очень небольшое пространство (небольшая занимаемая площадь) и поэтому может быть установлено на существующих маслобойных предприятиях при их модернизации. Благодаря прочности и промышленному исполнению промышленные ультразвуковые аппараты Hielscher рассчитаны на круглосуточную работу 24/7 под высокой нагрузкой и в сложных условиях.
Повышайте выход и качество масла с Hielscher Ultrasonics!
UIP4000hdT, мощный ультразвуковой процессор мощностью 4kW для экстракции пищевых масел
Высокопроизводительные ультразвуковые экстракторы для производства пищевых масел
Для обработки пищевых масел в промышленном масштабе с соблюдением требований к пищевой продукции необходимо высокопроизводительное ультразвуковое оборудование, способное обрабатывать большие объёмные потоки масличных семян в системе непрерывной проточной обработки. Hielscher Ultrasonics – надёжный поставщик высокопроизводительного оборудования для ультразвуковой экстракции с многолетним опытом; это оборудование интегрировано в предприятия пищевой промышленности по всему миру.
Совершенные ультразвуковые аппараты Hielscher Ultrasonics поддаются точному управлению и предоставляют оператору полный контроль над важными параметрами процесса, такими как амплитуда, давление, температура и время обработки ультразвуком.
Широкий ассортимент принадлежностей, таких как сонотроды (зонды), усиливающие рупоры, реакторы с проточной ячейкой и другие дополнительные компоненты, позволяет конфигурировать систему ультразвуковой экстракции специально под обрабатываемое сырьё и целевой результат.
Мощные ультразвуковые аппараты Hielscher Ultrasonic легко обрабатывают суспензии с высоким содержанием твёрдых веществ, то есть с высоким соотношением твёрдых веществ (семян) и растворителя
Контроль температуры при ультразвуковой обработке
Поскольку экстракция с применением ультразвука является нетермическим методом обработки, можно предотвратить термическое разрушение чувствительных к нагреву питательных соединений. Ультразвуковые реакторы Hielscher с проточной ячейкой оснащены охлаждающей рубашкой для отвода тепла. Кроме того, подвод энергии можно точно адаптировать к оптимальным условиям обработки, например с помощью импульсного режима ультразвукового экстрактора. Ультразвуковая экстракция пищевых масел при низких температурах предотвращает термически обусловленное разложение извлекаемых масел и сводит к минимуму потери биоактивных соединений.
Мониторинг ультразвукового процесса
Все цифровые ультразвуковые аппараты Hielscher – от лабораторных до промышленных – оснащены интеллектуальным программным обеспечением, которое позволяет легко и точно управлять ультразвуковым процессом, контролировать и корректировать его. Амплитуду, предельный подвод энергии, импульсные циклы и время обработки ультразвуком можно предварительно задать с помощью удобного программного обеспечения. Цветной сенсорный дисплей обеспечивает лёгкий доступ к меню и интуитивно понятное управление. Дистанционное управление через браузер позволяет оператору управлять ультразвуковой системой и контролировать её удалённо.
Все важные данные ультразвукового процесса (такие как амплитуда, температура, давление, чистая энергия, общая энергия, время и дата) автоматически сохраняются на встроенной SD-карте. Автоматическое протоколирование данных высоко ценится в пищевой и фармацевтической промышленности, поскольку позволяет производителю пищевых продуктов просматривать условия обработки любой партии, обработанной ультразвуком. Это обеспечивает стандартизацию процесса, стабильно высокое качество продукции и внедрение надлежащей производственной практики (GMP).
Ультразвуковой аппарат UIP4000hdT для обработки масличных семян в потоке с целью повышения выхода высококачественных пищевых масел
Промышленные ультразвуковые аппараты Hielscher Ultrasonics могут обеспечивать очень высокие амплитуды. Непрерывная работа с амплитудами до 200µm легко обеспечивается в круглосуточном режиме 24/7. Для ещё более высоких амплитуд доступны ультразвуковые сонотроды, изготовленные по индивидуальным требованиям. Прочность ультразвукового оборудования Hielscher позволяет работать круглосуточно в режиме 24/7 при высоких нагрузках и в сложных условиях.
Приведённая ниже таблица даёт представление о приблизительной производительности обработки наших ультразвуковых аппаратов:
| Объём партии | Расход | Рекомендуемые устройства |
|---|---|---|
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | больше | кластер из UIP16000 |
Свяжитесь с нами! / Задайте нам вопрос!
Мощные ультразвуковые гомогенизаторы для масштабов от лабораторного до пилотного и промышленного .
Литература / Ссылки
- 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.
Полезные сведения
Пищевые масла
Пищевые масла обычно жидкие при комнатной температуре, хотя некоторые масла, содержащие насыщенные жиры, такие как кокосовое, пальмовое и пальмоядровое масло, могут быть твёрдыми. Пищевые масла представлены преимущественно растительными маслами, а также маслами из плодов, такими как оливковое масло и масло авокадо. Растительные масла, такие как соевое масло, масло канолы / рапсовое масло, кукурузное, арахисовое, кунжутное, подсолнечное, сафлоровое, пальмовое, горчичное масло, масло рисовых отрубей, тыквенное, кокосовое масло и другие масла из семян, широко используются для приготовления пищи и в приправах (например, в салатных заправках, маринадах, соусах, дипах и т. д.). Растительные масла обычно используются в кулинарии как альтернатива животным жирам, таким как сливочное масло и свиное сало.
Маргарин – популярный заменитель сливочного масла на основе рафинированных растительных масел (например, сафлорового, подсолнечного, соевого, хлопкового, рапсового или оливкового). Узнайте больше об ультразвуковом производстве маргарина!
Пищевые масла, такие как оливковое, рапсовое, подсолнечное масло или масло виноградных косточек, можно ароматизировать, настаивая их с ароматическими растениями, такими как травы (например, розмарин, базилик и т. д.), фруктами (например, цитрусовыми, апельсинами, малиной), перцем чили или чесноком. Обработка ультразвуком используется для насыщения растительных масел экстрактами трав. Узнайте больше об ультразвуковой мацерации и настаивании!
Масла и жиры – различие: Жиры твёрдые при комнатной температуре, тогда как масла жидкие. Ненасыщенные жиры, такие как полиненасыщенные и мононенасыщенные жирные кислоты, относятся к категории масел. Жиры преимущественно имеют животное происхождение и содержат главным образом насыщенные жирные кислоты. Распространённые жиры – сливочное масло, свиное сало и животный жир.