Naučite o tehnikama ekstrakcije biljnog ulja

Shvatite najtradicionalnije i najnaprednije tehnike ekstrakcije biljnih ulja

sipanje ulja

Biljna ulja su masti ekstrahovane iz biljaka. Iako se i drugi delovi, kao što su korenje, grane i listovi, mogu koristiti za dobijanje biljnog ulja, ekstrakcija se odvija skoro isključivo iz semena. Ulja se formiraju od triglicerola (koji su spoj tri masne kiseline sa molekulom glicerola) i, zbog ove nepolarne hemijske prirode, nerastvorljiva su u vodi i rastvorljiva u organskim rastvaračima.

Raznovrsnost izvora biljnog ulja dovodi do velike varijabilnosti procenta ekstrakcije. Uobičajene tehnologije su ekstrakcija mehaničkim presovanjem, sa manjim razmerama i investicionim nalozima, i hemijska ekstrakcija, sa većim razmerama i ulaganjima, pri čemu se za to koriste rastvarači, dok najnaprednije ekstrakcije vrše pomoću superkritične tečnosti i enzima.

Bez obzira na proces ekstrakcije koji se koristi, priprema sirovine obično prolazi kroz neke početne korake pre samog vađenja: čišćenje, dekortikaciju (što je odvajanje ljuski, ako ih ima), drobljenje, valjanje i kuvanje.

Sa hemijske tačke gledišta, ne postoji način da se izabere najefikasnija metodologija za ekstrakciju ovih jedinjenja na koju može uticati nekoliko faktora, kao što su priroda biljke, rastvarač koji se koristi u ekstrakciji, veličina čestica, vreme i temperatura ekstrakcije.

Sa ekološke tačke gledišta, izbor postaje lakši. Metoda presovanja je najprirodnija, proizvodi ulje visokog kvaliteta i ne stvara toksične ostatke.

U nastavku možete saznati nešto više o svakoj metodi i odatle napraviti svesniji izbor proizvoda koje kupujete u skladu sa uticajima na životnu sredinu koje svaki od njih generiše.

Prešanje biljnih ulja

Ekstrakcija presovanjem je proces koji se danas široko koristi za ekstrakciju biljnih ulja u malom obimu, kako bi se zadovoljili lokalni zahtevi zadruga, malih proizvodnja itd.

Seme ili bademi koji imaju 30% do 50% ulja mogu se podvrgnuti ekstrakciji ulja u kontinuiranim presama tzv. izbacivač, ili u hidrauličnim presama (serijski proces). Ovaj proces se može koristiti za ricinus, babasu, brazilski orah i bademe uopšte, odnosno za materijale sa niskom vlažnošću (ispod 10%) i prisustvom vlaknastog materijala.

Kontinualne prese su opremljene beskonačnim zavrtnjem ili navojem koji drobi materijal, oslobađajući ulje. Hidraulične prese (diskontinuirano presovanje) imaju perforirani cilindar gde se kreće klip, koji vrši pritisak na sirovinu (koja se nalazi unutar platnene ili platnene vreće).

U ovom procesu postoji mnogo unutrašnjeg trenja koje podiže temperaturu materijala i ulja, pa se termin „hladno presovanje“ ne primenjuje ili je veoma teško postići u ovim uslovima. Čak i ako se ne zagreje pre presovanja, proizvedena toplota je dovoljna da poveća temperaturu opreme, delimično odmašćenog kolača (koji je materijal koji ostaje nakon presovanja) i ulja.

Prilikom presovanja, ekstrakcija ulja nije potpuna i dobijena pogača može imati visok sadržaj zaostalog ulja, što može povećati užeglost materijala, ako se čuva duže vreme. U ovom slučaju, ako sirovina sadrži 50% ulja, presovanjem od 100 kg materijala neće se dobiti 50 kg ulja, već manja količina ulja i delimično odmašćeni kolač. Efikasnost ekstrakcije zavisi od opreme, uslova procesa i sirovine.

Prema tome, materijali za presovanje sa niskim sadržajem ulja možda neće biti ekonomski isplativi. S druge strane, ulja sa visokom dodatom vrednošću, za upotrebu u kozmetici, na primer, mogu da omoguće proces ekstrakcije ulja presovanjem, na ovoj skali.

Ulje dobijeno presovanjem je sirovo ulje i u zavisnosti od korišćene sirovine može biti tamno i imati talog. Pošto su ova ulja nerafinisana, pri zagrevanju formiraju tamni talog. Ukus neće biti isti kao rafinisana ulja i svi ovi faktori mogu dovesti do odbijanja proizvoda.

Sa stanovišta životne sredine, to je metoda koja izaziva najmanji uticaj, jer ne koristi i ne stvara toksične proizvode i otpad.

Ekstrakcija organskim rastvaračem

U ekstrakciji organskim rastvaračem, zrna se drobe kako bi se olakšalo prodiranje rastvarača (heksan – derivat nafte, etil etar, etanol, metanol, između ostalog) u njihovu unutrašnjost. Ulja migriraju iz semena u rastvarač jer imaju veći afinitet prema njemu, a zatim je potrebno povratiti rastvarač koji se može ponovo koristiti u procesu.

Najčešće se koristi za uklanjanje ulja iz semena, uz neprijatnost: mogućnost termičke degradacije mnogih korisnih komponenti, koje se u ovom procesu gube, u zavisnosti od uslova koji se koriste u konvencionalnoj ekstrakciji, pored potrebe da se eliminišu organske materije. rastvarač ulja. Zbog toga je potrebna stroga kontrola faktora kao što su izbor rastvarača koji se koristi, vreme i temperatura ekstrakcije, kao i sam proces proizvodnje, koji, ako se ne sprovede pravilno, može izazvati curenje ovih toksičnih rastvarača, zagađujući životnu sredinu i opijajući ljude.

Ekstrakcija organskim rastvaračima u nekim slučajevima može biti efikasna, ali postaje agresivna po životnu sredinu zbog upotrebljenih proizvoda i otpada koji nastaje prilikom upotrebe toksičnih supstanci, kao što su derivati ​​nafte, na primer, koji, pošto potiču iz neobnovljivih izvora energije, može izazvati ozbiljnu štetu ekosistemu.

Ekstrakcija superkritičnog fluida

Šta je superkritična tečnost?

Kada je jedinjenje ograničeno na određeni prostor, gas i tečnost su u ravnoteži jedni sa drugima. Zagrevanjem sistema, suštinska svojstva oba konvergiraju ka istoj tački dok ne budu identična (npr. gustina, viskozitet, indeks prelamanja, toplotna provodljivost, itd.). Ova tačka se naziva kritična tačka, a interfejs gas/tečnost se tu završava, jer od ove tačke postoji jedna superkritična faza. Superkritični fluid je, dakle, svaka supstanca koja je u uslovima pritiska i temperature iznad svojih kritičnih parametara.

Različita svojstva fluida (koji mogu biti tečna ili gasovita supstanca) se menjaju u ovim uslovima, postajući slični onima nekih gasova i tečnosti. Gustina superkritične tečnosti je slična onoj tečnosti, njen viskozitet je sličan onom kod gasova, a njen difuzioni kapacitet je srednji između dva stanja.

Prema tome, superkritično stanje fluida se može definisati kao stanje u kome se tečnost i gas ne razlikuju jedno od drugog. Zbog niskog viskoziteta i visokog difuzionog kapaciteta, superkritični fluidi imaju bolja transportna svojstva od tečnosti. Ove karakteristike daju tečnosti veći kapacitet da deluje kao rastvarač. Oni mogu lako da difunduju kroz čvrste materijale, uklanjajući ulje i rezultirajući boljim prinosima ekstrakcije. Ugljen-dioksid (CO2), najčešće korišćeni fluid zbog svoje umerene temperature (31,3ºC) i kritičnog pritiska (72,9 atm), je gasovit na sobnoj temperaturi.

Ova metodologija se smatra poželjnom, jer ne ispušta toksične ostatke rastvarača u životnu sredinu i ima prednost u dobijanju proizvoda bez rastvarača, pošto je razdvajanje rastvorene supstance (u ovom slučaju ulja) i rastvarača (zavisi od tipa koji se koristi, Najčešći je CO2), nastaje promenom uslova pritiska i/ili temperature, tako da je rastvarač koji se koristi u ovim uslovima gasovit. Štaviše, ova metoda je indikovana kada postoji opasnost od termičke degradacije ekstrakata, jer njena operativna kontrola omogućava korišćenje umerenih temperatura.

Prehrambena, kozmetička i farmaceutska industrija su zainteresovane za superkritičnu ekstrakciju kako bi se zamenili konvencionalni procesi ekstrakcije (kao što su ekstrakcija organskim rastvaračima i hidrodestilacija) da bi se dobila eterična ulja i oleosmole. Superkritična ekstrakcija proizvodi ekstrakte bez ostataka i može se izvesti na niskim temperaturama, čuvajući kvalitet jedinjenja koja se razgrađuju na visokim temperaturama. Superkritični fluid i dalje ima visoku selektivnost kroz varijaciju temperature i radnog pritiska, tako da je moguće odrediti optimalne uslove za ekstrakciju specifičnih supstanci i na taj način dobiti bolje prinose.

Velika neprijatnost superkritične ekstrakcije leži u visokom pritisku potrebnom za rad, što zahteva preskupu opremu, povećavajući cenu finalnog proizvoda. Druge prednosti kao što su, na primer, visoka čistoća ekstrakata i velika efikasnost procesa mogu ga učiniti održivim za primenu u hrani.

Stoga se moraju sprovesti studije kako bi se ovi procesi optimizovali i smanjili njihovi troškovi, čineći ih održivim kao efikasna alternativa za kontrolu oksidacije lipida u uljima, mastima i masnoj hrani, takođe zbog manjeg uticaja na životnu sredinu u poređenju sa metodom. trenutno se koristi, a to je ekstrakcija organskim rastvaračima.

Ekstrakcija enzima

Enzimi su grupa organskih supstanci proteinske prirode koje su sposobne da ubrzaju hemijske reakcije. Oni su prisutni u našim vitalnim procesima, kao što su varenje hrane, razgradnja jedinjenja, između mnogih drugih.

Enzimska ekstrakcija se sastoji od upotrebe enzima koji koriste molekule vode da razbiju ćelijski zid povrća, oslobađajući ulje u vodeni medijum. Ulje se odvaja od vode centrifugiranjem, što rezultira čistijim proizvodom od procesa koji koristi organske rastvarače, na primer.

Ova tehnologija se javlja kao potencijalna alternativa za ekstrakciju biljnih ulja, jer bi upotrebu rastvarača dobijenih od nafte u budućnosti trebalo zameniti održivijim tehnološkim procesima, kako bi se ispunili zahtevi državnih organa za zaštitu životne sredine. Zbog visoke cene komercijalnih enzima, industrijska primena ovog procesa je do sada ograničena na dobijanje maslinovog ulja koje se dodaje tokom ceđenja maslina radi poboljšanja procesa ekstrakcije.

Upotreba enzima za maceraciju povećava količinu antioksidativnih agenasa i vitamina E u ekstra devičanskom maslinovom ulju, smanjuje indukciju užeglosti (razgradnja masti koja daje karakterističan ukus i miris), povećava efikasnost ekstrakcije, poboljšava frakcionisanje u centrifugiranju i proizvodi ulje sa nizak sadržaj vlage.

Vodeno-enzimska ekstrakcija je veoma interesantan proces, posebno za vlažne materijale ili vlažne voćne pulpe, u kojima se voda koristi kao sredstvo za prenos ulja. Pulpa ili uljarica se usitnjavaju, razblažuju vodom i dodaju se enzimi da razbiju ćelijski zid i otpuste ulje. Temperatura procesa je niska, (40 ºC do 60 ºC) uopšte, i blizu optimalne temperature za aktivnost enzima. Nakon kontakta uz mešanje, potrebno je centrifugiranje da bi se odvojile čvrste materije i tečna faza, nakon čega sledi novo centrifugiranje da bi se odvojili ulje i voda.

Čvrste materije moraju biti usmerene na druge procese za oporavak proteina, u zavisnosti od uljanog semena, nakon čega sledi njegovo sušenje ili drugi procesi oporavka. Vodena faza se mora tretirati kao efluent. Ovo je zanimljiv proces, ali se i dalje suočava sa preprekama zbog emulgacije koja se javlja između vode i ulja i cene enzima.

Sada kada znate glavne metode ekstrakcije biljnih ulja, možete napraviti svesniji izbor kada kupujete svoje. Pogledajte njegove prednosti u članku: "Bilna ulja: saznajte prednosti i kozmetička svojstva".