Ультразвукова екстракція харчових олій

Харчові олії використовуються для різноманітних застосувань у кулінарії та виробництві продуктів харчування. Механічна екстракція харчових олій запобігає деградації олій. Ультразвукова екстракція харчових олій є superior методом вивільнення олій із насіння, ядер та плодів. Як нетермічна техніка екстракції, ультразвукова екстракція виробляє високоякісні харчові олії, що вирізняються вищою ефективністю та скороченим часом обробки.

Виробництво харчових олій, інтенсифіковане ультразвуковою обробкою

Ультразвукова екстракція широко використовується для вивільнення цінних внутрішньоклітинних речовин із рослинної сировини. Цільові екстракти включають ліпіди / жирні кислоти, білки, вітаміни, поліфеноли та інші біоактивні сполуки. Як метод інтенсифікації процесу, ультразвукова екстракція харчових олій, таких як олія extra virgin, олія авокадо, олія соняшникового насіння, лляна олія та інші, збільшує вихід екстрагованої олії (жирних кислот), скорочує час екстракції та зменшує або усуває споживання розчинника. Як нетермічна техніка екстракції, принцип дії ультразвуково-асистованої екстракції базується на явищі акустичної кавітації. Акустична, або ультразвукова кавітація створює інтенсивні зсувні сили, які руйнують клітинні стінки та збільшують масоперенесення між внутрішнім середовищем клітини та навколишнім розчинником. Це робить ультразвукову екстракцію superior технікою для вивільнення та ізоляції сполук, захоплених у рослинних клітинах.

Приклади застосування ультразвукової екстракції харчових олій

Ультразвукова екстракція була протестована та визнана ефективною для різних олійних насіннєвих культур та плодів.

Ультразвукова екстракція соняшникової олії

Moradi et al. (2018) досліджували вплив ультразвуково-асистованої екстракції на вихід олії та нутрієнтний склад з очищеного та неочищеного соняшникового насіння. Вони використовували UP400S (400 ват, 24kHz) ультразвуковий апарат для екстракції соняшникової олії з соняшникового насіння з використанням н-гексану як розчинника.
Для оцінки результатів екстракції олія також була екстрагована за допомогою традиційної партійної розчинної екстракції та екстракції за Сокслетом з використанням н-гексану для всіх методів екстракції.
Ультразвукова екстракція соняшникової олії дала найвищі виходи олії – 45,44 ± 0,27% та 23,71 ± 0,22% для неочищеного та очищеного соняшникового насіння відповідно. У соняшниковому шроті, знежираному ультразвуком, залишилося менше 4% та 5% залишкової олії для неочищеного та очищеного соняшникового насіння відповідно.
Час екстракції, необхідний при застосуванні ультразвукової екстракції, був скорочений лише до 105 хв, тоді як екстракція за Сокслетом вимагала 6 годин, а партійна розчинна екстракція вимагала часу обробки 10 годин.
Аналіз газової хроматографії показав, що ультразвуково-асистована екстракція значно покращує якість екстрагованих олій та α-ліноленової кислоти.

Газовий хроматографічний аналіз олії, екстрагованої з очищеного соняшникового насіння за допомогою ультразвукової обробки
Дослідження та графік: Moradi et al. 2018

Ультразвукова екстракція олії extra virgin

Servili et al. (2019) інтегрували 4kW ультразвуковий апарат UIP4000hdT у традиційну лінію малаксації оливкової олії. Механічна обробка оливкової пасти за допомогою ультразвукової обробки покращує ефективність процесу екстракції, збільшуючи екстракційну потужність оливкових млинів. Оскільки тиск є важливим фактором, ультразвукова обробка проводилася з використанням проточної комірки з каскадним сонотродом при 3,5 bar. Ультразвукова екстракція не спричинила жодних змін основних законних параметрів якості та показала позитивний вплив на фенольний склад олії extra virgin (EVOO) при підвищеному тиску 3,5 bar. Ультразвуково-асистована малаксація оливкової пасти призводить до вищих виходів та покращеного фенольного складу EVOO.
Натисніть тут, щоб дізнатися більше про ультразвукове сприяння мальксації оливкової олії extra virgin!

Ультразвукове вилучення авокадо-олії

Martinez-Oadilla et al. (2018) показали у своєму дослідженні, що ультразвукова обробка за допомогою UIP1000hdT (20kHz, 1000W) для обробки немальксованого пюре з авокадо покращила екстрагованість на 15–24% додаткового вилучення олії.
Натисніть тут, щоб дізнатися більше про ультразвукове вилучення авокадо-олії!

Ультразвукове вилучення лляної олії

Gutte et al. (2015) використовували ультразвукову обробку для вилучення олії з меленого насіння льону, використовуючи н-гексан як розчинник. Альтернативно, дихлорметан, петролейний ефір або етанол можуть використовуватися як розчинники. Ультразвукове вилучення покращило вихід екстракції на 11,5%, використовуючи подібну кількість розчинника до традиційної екстракції. Хроматографічний аналіз показав, що не було значних ефектів, таких як деградація α-ліноленової кислоти (ω-3), через ультразвукове вилучення. Дослідження показує, що ультразвукова обробка збільшує вихід вилучення харчової олії та скорочує час екстракції, зберігаючи високий харчовий профіль лляної олії.

Синергетичні ефекти ультразвукового вилучення олії

Ультразвукове вилучення можна застосовувати як окремий метод для вивільнення олії з насіння та плодів, багатих на олію, або його можна інтегрувати або дооснащувати у традиційні / вже існуючі виробничі потужності для виробництва харчових олій, щоб збільшити вихід та якість олії. Системи ультразвукового вилучення можна легко встановити як попередню або подальшу обробку мальксації, у поєднанні з екстракцією за Сокслетом або після механічного преса або експелера для вилучення олії.
Обладнання для вилучення Hielscher Ultrasonics легко встановлюється, потребує лише дуже мало місця (мала площа зайняття) і тому може бути дооснащене у існуючі олійні млини. Завдяки надійності та промисловому класу, промислові ультразвукові системи Hielscher розроблені для роботи 24/7 під великим навантаженням та у складних умовах.
Збільшіть вихід та якість олії за допомогою Hielscher Ultrasonics!

Високоефективні ультразвукові екстрактори для виробництва харчових олій

Для харчового оброблення харчових олій на промисловому рівні необхідне високоефективне ультразвукове обладнання для обробки великих об’ємних потоків насіння олійних культур у системі безперервного проточного потоку. Hielscher Ultrasonics є досвідченим та надійним постачальником високоефективного ультразвукового обладнання для вилучення, яке інтегроване у харчові виробничі підприємства по всьому світу.
Складні ультразвукові системи Hielscher Ultrasonics можуть точно контролюватися та надають оператору повний контроль над важливими параметрами процесу, такими як амплітуда, тиск, температура та час ультразвукової обробки.
Широкий асортимент аксесуарів, таких як сонотроди (зонди), підсилювальні роги, проточні реактори та додаткові компоненти, дозволяють налаштувати систему ультразвукового вилучення спеціально для оброблюваної сировини та цільового виходу.
Високопотужні ультразвукові системи Hielscher Ultrasonic легко обробляють суспензії з високим вмістом твердих речовин, тобто високим співвідношенням твердих речовин (насіння) до розчинника

Контроль температури під час ультразвукової обробки

Оскільки ультразвукове вилучення є нетермічним методом обробки, термічну деградацію чутливих до тепла харчових сполук можна запобігти. Проточні реактори Hielscher мають охолоджувальну сорочку для відведення тепла. Крім того, енерговитрати можна точно адаптувати до оптимальних умов обробки, наприклад, використовуючи режим пульсації ультразвукового екстрактора. Ультразвукове вилучення харчових олій при низьких температурах уникає термічно індукованої розкладання вилучених олій та мінімізує втрати біоактивних сполук.

Моніторинг ультразвукового процесу

Усі цифрові ультразвукові системи Hielscher – від лабораторного до промислового розміру – оснащені інтелектуальним програмним забезпеченням, яке дозволяє легко точно контролювати, моніторити та коригувати ультразвуковий процес. Амплітуду, обмеження вводу енергії, імпульсні цикли та час ультразвукової обробки можна попередньо налаштувати за допомогою зручного програмного забезпечення. Меню легко доступне через кольоровий сенсорний дисплей і є інтуїтивно зрозумілим у використанні. Дистанційне керування через браузер дозволяє оператору керувати та моніторити ультразвукову систему віддалено.
Усі важливі дані ультразвукового процесу (такі як амплітуда, температура, тиск, чиста енергія, загальна енергія, час і дата) автоматично зберігаються на вбудованій SD-картці. Автоматичне протоколювання даних високо цінується в харчовій та фармацевтичній промисловості, оскільки воно дозволяє виробнику харчових продуктів переглядати умови обробки будь-якої партії, що пройшла ультразвукову обробку. Це забезпечує стандартизацію процесу, постійно високу якість продукції та впровадження належних виробничих практик (GMP).

Ультразвуковий процесор UIP4000hdT для потокової обробки олійного насіння для отримання вищих виходів якісних харчових олій

Промислові ультразвукові системи Hielscher Ultrasonics можуть забезпечувати дуже високі амплітуди. Амплітуди до 200µm можна легко підтримувати в режимі безперервної роботи 24/7. Для ще вищих амплітуд доступні індивідуальні ультразвукові сонотроди. Надійність ультразвукового обладнання Hielscher дозволяє працювати в режимі 24/7 при важких навантаженнях та у складних умовах.
Нижче наведена таблиця дає уявлення про приблизну продуктивність обробки наших ультразвукових систем: