Chiết xuất dầu ăn bằng siêu âm

Dầu ăn được sử dụng cho nhiều ứng dụng trong nấu ăn và sản xuất thực phẩm. Chiết xuất dầu ăn bằng phương pháp cơ học giúp ngăn dầu bị phân hủy. Chiết xuất dầu ăn bằng siêu âm là phương pháp ưu việt để giải phóng dầu từ hạt, nhân hạt và quả. Là kỹ thuật chiết xuất không dùng nhiệt, chiết xuất bằng siêu âm tạo ra dầu ăn chất lượng cao, nổi bật với hiệu suất thu hồi cao hơn và thời gian xử lý ngắn hơn.

Tăng cường sản xuất dầu ăn bằng xử lý siêu âm

Chiết xuất bằng siêu âm được sử dụng rộng rãi để giải phóng các chất nội bào có giá trị từ nguyên liệu thực vật. Các chất cần chiết xuất bao gồm lipid / axit béo, protein, vitamin, polyphenol và các hợp chất có hoạt tính sinh học khác. Là kỹ thuật tăng cường quá trình, chiết xuất bằng siêu âm đối với các loại dầu ăn như dầu ô liu nguyên chất đặc biệt, dầu bơ, dầu hạt hướng dương, dầu hạt lanh và các loại dầu khác giúp tăng hiệu suất thu hồi dầu (axit béo), rút ngắn thời gian chiết xuất và giảm hoặc tránh tiêu thụ dung môi. Là kỹ thuật chiết xuất không dùng nhiệt, chiết xuất có hỗ trợ siêu âm hoạt động dựa trên hiện tượng xâm thực âm học. Xâm thực âm học, còn gọi là xâm thực siêu âm, tạo ra lực cắt mạnh, phá vỡ thành tế bào và tăng sự truyền khối giữa bên trong tế bào và dung môi xung quanh. Điều này khiến chiết xuất bằng siêu âm trở thành kỹ thuật ưu việt để giải phóng và phân lập các hợp chất nằm bên trong tế bào thực vật.

Các nghiên cứu điển hình về chiết xuất dầu ăn bằng siêu âm

Chiết xuất bằng siêu âm đã được thử nghiệm và chứng minh có hiệu quả với nhiều loại hạt và quả chứa dầu.

Chiết xuất dầu hướng dương bằng siêu âm

Moradi và cộng sự (2018) đã nghiên cứu ảnh hưởng của chiết xuất có hỗ trợ siêu âm đến hiệu suất thu hồi dầu và thành phần dinh dưỡng từ hạt hướng dương đã bóc vỏ và chưa bóc vỏ. Họ sử dụng thiết bị siêu âm UP400S (400 oát, 24kHz) để chiết xuất dầu hướng dương từ hạt hướng dương, sử dụng n-hexane làm dung môi.
Để đánh giá kết quả chiết xuất, dầu cũng được chiết xuất bằng phương pháp chiết dung môi theo mẻ thông thường và chiết Soxhlet, với n-hexane được sử dụng trong tất cả các phương pháp chiết xuất.
Chiết xuất dầu hướng dương bằng siêu âm cho hiệu suất thu hồi dầu cao nhất, đạt lần lượt 45,44 ± 0,27% và 23,71 ± 0,22% đối với hạt hướng dương chưa bóc vỏ và đã bóc vỏ. Trong bã hạt hướng dương sau khi chiết bằng siêu âm, lượng dầu còn lại lần lượt dưới 4% và 5% đối với hạt hướng dương chưa bóc vỏ và đã bóc vỏ.
Thời gian chiết xuất cần thiết khi áp dụng chiết xuất bằng siêu âm giảm xuống chỉ còn 105 min, trong khi chiết Soxhlet cần 6 hrs và chiết dung môi theo mẻ cần thời gian xử lý 10 hrs.
Phân tích sắc ký khí cho thấy chiết xuất có hỗ trợ siêu âm cải thiện đáng kể chất lượng của dầu chiết xuất và axit α-linolenic.

Sắc ký đồ khí của dầu được chiết xuất từ hạt hướng dương đã bóc vỏ bằng xử lý siêu âm
Nghiên cứu và biểu đồ của: Moradi và cộng sự 2018

Chiết xuất dầu ô liu nguyên chất đặc biệt bằng siêu âm

Servili và cộng sự (2019) đã tích hợp một thiết bị siêu âm 4kW UIP4000hdT vào dây chuyền nhào trộn dầu ô liu thông thường. Xử lý cơ học khối ô liu nghiền bằng siêu âm cải thiện hiệu quả của quá trình chiết xuất, tăng năng lực chiết xuất của các cơ sở ép dầu ô liu. Vì áp suất là yếu tố quan trọng, quá trình xử lý siêu âm được thực hiện bằng buồng dòng chảy siêu âm có cascatrode ở áp suất 3,5 bar. Chiết xuất bằng siêu âm không làm thay đổi bất kỳ thông số chất lượng chính nào theo quy định pháp luật và cho thấy tác động tích cực đến thành phần phenolic của dầu ô liu nguyên chất đặc biệt (EVOO) ở áp suất tăng lên 3,5 bar. Nhào trộn khối ô liu nghiền có hỗ trợ siêu âm mang lại hiệu suất thu hồi cao hơn và cải thiện thành phần phenolic của EVOO.
Nhấp vào đây để đọc thêm về quá trình nhào trộn có hỗ trợ siêu âm trong sản xuất dầu ô liu nguyên chất đặc biệt!

Chiết xuất dầu bơ bằng siêu âm

Martinez-Oadilla và cộng sự (2018) đã chỉ ra trong nghiên cứu của họ rằng việc xử lý bằng siêu âm sử dụng một thiết bị UIP1000hdT (20kHz, 1000W) để xử lý bơ nghiền nhuyễn chưa qua nhào trộn đã cải thiện khả năng chiết xuất, giúp thu hồi thêm 15–24% dầu.
Nhấp vào đây để đọc thêm về chiết xuất dầu bơ bằng siêu âm!

Chiết xuất dầu hạt lanh bằng siêu âm

Gutte và cộng sự (2015) đã sử dụng siêu âm để chiết xuất dầu từ hạt lanh đã nghiền, sử dụng n-hexane làm dung môi. Ngoài ra, có thể sử dụng dichloromethane, ete dầu mỏ hoặc ethanol làm dung môi. Chiết xuất bằng siêu âm đã cải thiện hiệu suất chiết xuất thêm 11,5% khi sử dụng lượng dung môi tương đương với phương pháp chiết xuất thông thường. Phân tích sắc ký cho thấy chiết xuất bằng siêu âm không gây ra ảnh hưởng đáng kể nào, chẳng hạn như sự phân hủy, đối với axit α-linolenic (ω-3). Nghiên cứu cho thấy xử lý bằng siêu âm làm tăng hiệu suất chiết xuất dầu ăn và giảm thời gian chiết xuất, đồng thời duy trì giá trị dinh dưỡng cao của dầu hạt lanh.

Hiệu ứng hiệp đồng của chiết xuất dầu bằng siêu âm

Chiết xuất bằng siêu âm có thể được áp dụng như một phương pháp độc lập để giải phóng dầu từ hạt và các loại quả giàu dầu, hoặc có thể được tích hợp hay lắp bổ sung vào các cơ sở sản xuất dầu ăn thông thường / hiện có để tăng lượng dầu thu được và chất lượng dầu. Các hệ thống chiết xuất bằng siêu âm có thể dễ dàng được lắp đặt để xử lý trước hoặc sau quá trình nhào trộn, kết hợp với chiết xuất Soxhlet hoặc ở phía sau máy ép dầu cơ học hay máy ép dầu trục vít.
Thiết bị chiết xuất của Hielscher Ultrasonics dễ lắp đặt, chỉ cần rất ít không gian (diện tích chiếm chỗ nhỏ) và do đó có thể được lắp bổ sung vào các nhà máy ép dầu hiện có. Với kết cấu bền chắc và chất lượng cấp công nghiệp, các thiết bị siêu âm công nghiệp của Hielscher được chế tạo để vận hành 24/7 dưới tải nặng và trong môi trường khắc nghiệt.
Tăng lượng dầu thu được và chất lượng dầu của bạn với Hielscher Ultrasonics!

Thiết bị chiết xuất siêu âm hiệu suất cao cho sản xuất dầu ăn

Để chế biến dầu ăn đáp ứng yêu cầu dùng cho thực phẩm ở quy mô công nghiệp, cần có thiết bị siêu âm hiệu suất cao để xử lý các dòng hạt có dầu với lưu lượng thể tích lớn trong một hệ thống dòng chảy liên tục. Hielscher Ultrasonics là nhà cung cấp giàu kinh nghiệm và đáng tin cậy về thiết bị chiết xuất siêu âm hiệu suất cao, được tích hợp trong các nhà máy sản xuất thực phẩm trên toàn thế giới.
Các thiết bị siêu âm tiên tiến của Hielscher Ultrasonics có thể được điều khiển chính xác và cho phép người vận hành kiểm soát hoàn toàn các thông số quy trình quan trọng như biên độ, áp suất, nhiệt độ và thời gian xử lý siêu âm.
Danh mục phụ kiện phong phú như đầu phát siêu âm (đầu dò), bộ khuếch đại biên độ, buồng phản ứng dòng chảy và các bộ phận bổ sung khác cho phép cấu hình hệ thống chiết xuất bằng siêu âm phù hợp riêng với nguyên liệu được xử lý và đầu ra mục tiêu.
Các thiết bị siêu âm công suất cao của Hielscher Ultrasonic dễ dàng xử lý huyền phù có hàm lượng chất rắn cao, nghĩa là tỷ lệ chất rắn (hạt) so với dung môi cao

Kiểm soát nhiệt độ trong quá trình xử lý bằng siêu âm

Vì chiết xuất có hỗ trợ siêu âm là một phương pháp xử lý không dùng nhiệt, có thể ngăn ngừa sự phân hủy do nhiệt của các hợp chất dinh dưỡng nhạy nhiệt. Các buồng phản ứng siêu âm dòng chảy của Hielscher được trang bị áo làm mát để tản nhiệt. Ngoài ra, năng lượng đầu vào có thể được điều chỉnh chính xác cho phù hợp với điều kiện xử lý tối ưu, chẳng hạn bằng cách sử dụng chế độ xung của thiết bị chiết xuất siêu âm. Chiết xuất dầu ăn bằng siêu âm ở nhiệt độ thấp tránh sự phân hủy do nhiệt của dầu được chiết xuất và giảm thiểu sự mất mát các hợp chất có hoạt tính sinh học.

Giám sát quá trình siêu âm

Tất cả các thiết bị siêu âm kỹ thuật số của Hielscher – từ quy mô phòng thí nghiệm đến quy mô công nghiệp – đều được trang bị phần mềm thông minh, giúp dễ dàng điều khiển, giám sát và rà soát chính xác quá trình siêu âm. Biên độ, giới hạn năng lượng đầu vào, chu kỳ xung và thời gian xử lý siêu âm có thể được cài đặt trước thông qua phần mềm thân thiện với người dùng. Có thể dễ dàng truy cập menu qua màn hình cảm ứng màu và thao tác một cách trực quan. Chức năng điều khiển từ xa qua trình duyệt cho phép người vận hành vận hành và giám sát hệ thống siêu âm từ xa.
Tất cả dữ liệu quan trọng của quá trình siêu âm (như biên độ, nhiệt độ, áp suất, năng lượng thuần, tổng năng lượng, thời gian và ngày tháng) đều được tự động lưu trên thẻ SD tích hợp. Chức năng tự động ghi nhật ký dữ liệu được đánh giá cao trong ngành thực phẩm và dược phẩm, vì cho phép nhà sản xuất thực phẩm rà soát điều kiện xử lý của bất kỳ lô nào đã được xử lý siêu âm. Điều này giúp chuẩn hóa quy trình, duy trì chất lượng đầu ra cao một cách liên tục và triển khai Thực hành sản xuất tốt (GMP).
 

Thiết bị siêu âm UIP4000hdT để xử lý hạt có dầu trực tiếp trên đường ống nhằm tăng hiệu suất thu hồi dầu ăn chất lượng cao

 
Các thiết bị siêu âm công nghiệp của Hielscher Ultrasonics có thể tạo ra biên độ rất cao. Có thể dễ dàng duy trì liên tục biên độ lên đến 200µm khi vận hành 24/7. Đối với biên độ cao hơn nữa, có sẵn các đầu phát siêu âm được chế tạo theo yêu cầu. Độ bền của thiết bị siêu âm Hielscher cho phép vận hành 24/7 với tải nặng và trong môi trường khắc nghiệt.
Bảng dưới đây cho biết năng lực xử lý gần đúng của các thiết bị siêu âm của chúng tôi: