Ultraljudsextraktion av matoljor

Matoljor används för en mängd olika ändamål inom matlagning och livsmedelsproduktion. Mekanisk extraktion av matoljor förhindrar att oljorna bryts ned. Ultraljudsextraktion av matoljor är en överlägsen metod för att frigöra oljor från frön, kärnor och frukter. Som en icke-termisk extraktionsteknik ger ultraljudsextraktion högkvalitativa matoljor och utmärker sig genom högre utbyte och kortare bearbetningstid.

Intensifierad produktion av matoljor genom ultraljudsbehandling

Ultraljudsextraktion används i stor utsträckning för att frigöra värdefullt intracellulärt material från växtmaterial. De ämnen som extraheras omfattar lipider / fettsyror, proteiner, vitaminer, polyfenoler och andra bioaktiva föreningar. Som en processintensifierande teknik ökar ultraljudsextraktion av matoljor, såsom extra jungfruolivolja, avokadoolja, solrosolja och linfröolja, bland annat utbytet av extraherad olja (fettsyror), förkortar extraktionstiden och minskar eller eliminerar förbrukningen av lösningsmedel. Ultraljudsassisterad extraktion är en icke-termisk extraktionsteknik vars funktionsprincip bygger på fenomenet akustisk kavitation. Akustisk kavitation, även kallad ultraljudskavitation, skapar intensiva skjuvkrafter som bryter sönder cellväggar och ökar masstransporten mellan cellens inre och det omgivande lösningsmedlet. Detta gör ultraljudsextraktion till den överlägsna tekniken när det gäller att frigöra och isolera föreningar som är inneslutna i växtceller.

Fallstudier om ultraljudsextraktion av matoljor

Ultraljudsextraktion har testats och visat sig vara effektiv för olika oljeväxtfrön och frukter.

Ultraljudsextraktion av solrosolja

Moradi et al. (2018) undersökte hur ultraljudsassisterad extraktion påverkar oljeutbytet och näringssammansättningen hos skalade och oskalade solrosfrön. De använde en UP400S (400 watt, 24kHz) ultraljudsapparat för att extrahera solrosolja från solrosfrön med n-hexan som lösningsmedel.
För att utvärdera extraktionsresultaten extraherades olja även genom konventionell satsvis lösningsmedelsextraktion och Soxhlet-extraktion, med n-hexan som lösningsmedel vid samtliga extraktionsmetoder.
Ultraljudsextraktion av solrosolja gav de högsta oljeutbytena med 45,44 ± 0,27% respektive 23,71 ± 0,22% för oskalade respektive skalade solrosfrön. I solrosmjölet efter ultraljudsextraktionen återstod mindre än 4% respektive 5% olja för oskalade respektive skalade solrosfrön.
Den extraktionstid som krävdes vid ultraljudsextraktion minskade till endast 105 min, medan Soxhlet-extraktion krävde 6 timmar och satsvis lösningsmedelsextraktion krävde en bearbetningstid på 10 timmar.
Gaskromatografisk analys visade att ultraljudsassisterad extraktion avsevärt förbättrar kvaliteten på de extraherade oljorna och α-linolensyran.

Gaskromatogram för olja extraherad från skalade solrosfrön med ultraljudsbehandling
Studie och diagram av: Moradi et al. 2018

Ultraljudsextraktion av extra jungfruolivolja

Servili et al. (2019) integrerade en ultraljudsapparat på 4kW UIP4000hdT i en konventionell malaxeringslinje för olivolja. Den mekaniska behandlingen av olivmassa med ultraljud förbättrar extraktionsprocessens prestanda och ökar olivkvarnarnas extraktionskapacitet. Eftersom trycket är en viktig faktor utfördes ultraljudsbehandlingen med en ultraljudsflödescell med kaskatrod vid 3,5 bar. Ultraljudsextraktionen orsakade inga förändringar i de viktigaste lagstadgade kvalitetsparametrarna och visade en positiv inverkan på fenolsammansättningen i extra jungfruolivolja (EVOO) vid ett förhöjt tryck på 3,5 bar. Ultraljudsassisterad malaxering av olivmassa ger högre utbyte och förbättrad fenolsammansättning i EVOO.
Klicka här för att läsa mer om ultraljudsassisterad malaxering av extra jungfruolja!

Ultraljudsextraktion av avokadoolja

Martinez-Oadilla et al. (2018) visade i sin studie att ultraljudsbehandling med en UIP1000hdT (20kHz, 1000W) för behandling av den icke-malaxerade avokadopurén förbättrade extraherbarheten genom ett ytterligare oljeutbyte på 15–24%.
Klicka här för att läsa mer om ultraljudsextraktion av avokadoolja!

Ultraljudsextraktion av linfröolja

Gutte et al. (2015) använde ultraljudsbehandling för att extrahera olja ur malda linfrön med n-hexan som lösningsmedel. Alternativt kan diklormetan, petroleumeter eller etanol användas som lösningsmedel. Ultraljudsextraktionen förbättrade extraktionsutbytet med 11,5% vid användning av en liknande mängd lösningsmedel som vid konventionell extraktion. Den kromatografiska analysen visade att ultraljudsextraktionen inte hade några signifikanta effekter, såsom nedbrytning, på α-linolensyra (ω-3). Studien visar att ultraljudsbehandling ökar extraktionsutbytet av matolja och minskar extraktionstiden samtidigt som linfröoljans höga näringsvärde bibehålls.

Synergieffekter vid ultraljudsextraktion av olja

Ultraljudsextraktion kan användas som enda metod för att frigöra olja ur frön och oljerika frukter eller integreras eller eftermonteras i konventionella / redan befintliga produktionsanläggningar för matolja för att öka oljeutbytet och förbättra oljans kvalitet. System för ultraljudsextraktion kan enkelt installeras som för- eller efterbehandling vid malaxering, i kombination med Soxhletextraktion eller efter en mekanisk oljepress eller skruvpress.
Extraktionsutrustning från Hielscher Ultrasonics är enkel att installera, kräver endast mycket lite utrymme (liten installationsyta) och kan därmed eftermonteras i befintliga oljekvarnar. Tack vare sin robusthet och sitt utförande av industrikvalitet är Hielschers industriella ultraljudsapparater byggda för drift dygnet runt, alla dagar i veckan, under hög belastning och i krävande miljöer.
Öka ditt oljeutbyte och förbättra oljans kvalitet med Hielscher Ultrasonics!

Högpresterande ultraljudsextraktorer för produktion av matolja

För livsmedelsgodkänd bearbetning av matoljor i industriell skala krävs högpresterande ultraljudsutrustning för att bearbeta stora volymflöden av oljefrön i ett kontinuerligt genomflödessystem. Hielscher Ultrasonics är en betrodd leverantör med lång erfarenhet av högpresterande utrustning för ultraljudsextraktion, som är integrerad i livsmedelsfabriker världen över.
Hielscher Ultrasonics avancerade ultraljudsapparater kan styras exakt och ger operatören full kontroll över viktiga processparametrar som amplitud, tryck, temperatur och ultraljudsbehandlingstid.
Det omfattande utbudet av tillbehör, såsom sonotroder (sonder), förstärkarhorn, flödescellsreaktorer och ytterligare tillval, gör det möjligt att konfigurera ultraljudsextraktionssystemet specifikt för den råvara som bearbetas och det önskade produktionsresultatet.
Ultraljudsapparater med hög effekt från Hielscher Ultrasonic bearbetar enkelt suspensioner med hög halt av fasta ämnen, vilket innebär ett högt förhållande mellan fasta ämnen (frön) och lösningsmedel

Temperaturkontroll under ultraljudsbearbetning

Eftersom ultraljudsassisterad extraktion är en icke-termisk bearbetningsmetod kan termisk nedbrytning av värmekänsliga näringsämnen förhindras. Hielschers ultraljudsflödescellsreaktorer är utrustade med en kylmantel för värmeavledning. Dessutom kan energitillförseln anpassas exakt till optimala bearbetningsförhållanden, exempelvis genom att använda ultraljudsextraktorns pulsläge. Ultraljudsextraktion av matoljor vid låga temperaturer undviker termiskt inducerad nedbrytning av de extraherade oljorna och minimerar förlusten av bioaktiva föreningar.

Övervakning av ultraljudsprocessen

Alla digitala ultraljudsbehandlare från Hielscher – från laboratorie- till industristorlek – är utrustade med intelligent programvara som gör det enkelt att exakt styra, övervaka och justera ultraljudsprocessen. Amplitud, gräns för energitillförsel, pulscykler och ultraljudsbehandlingstid kan förinställas via den användarvänliga programvaran. Menyn är lättåtkomlig via en pekskärm i färg och intuitiv att använda. Fjärrstyrning via webbläsare gör det möjligt för operatören att manövrera och övervaka ultraljudssystemet på distans.
Alla viktiga data från ultraljudsprocessen (såsom amplitud, temperatur, tryck, nettoenergi, totalenergi, tid och datum) lagras automatiskt på ett inbyggt SD-kort. Den automatiska dataloggningen är mycket uppskattad inom livsmedels- och läkemedelsindustrin, eftersom den gör det möjligt för livsmedelstillverkaren att granska bearbetningsförhållandena för varje ultraljudsbehandlat parti. Detta möjliggör standardisering av processen, genomgående hög produktkvalitet och tillämpning av god tillverkningssed (GMP).
 

Ultraljudsbehandlare UIP4000hdT för inlinebearbetning av oljeväxtfrön för högre utbyte av högkvalitativa matoljor

 
Industriesoniker från Hielscher Ultrasonics kan leverera mycket höga amplituder. Amplituder på upp till 200µm kan enkelt upprätthållas kontinuerligt i 24/7-drift. För ännu högre amplituder finns kundanpassade ultraljudssonotroder tillgängliga. Robustheten hos Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör 24/7-drift vid hög belastning och i krävande miljöer.
Tabellen nedan ger en uppfattning om den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsbehandlare: