Pochopte najtradičnejšie a najpokročilejšie techniky extrakcie rastlinných olejov
Rastlinné oleje sú tuky extrahované z rastlín. Aj keď sa na získanie rastlinného oleja dajú použiť ďalšie časti, ako sú korene, konáre a listy, extrakcia sa uskutočňuje takmer výlučne zo semien. Oleje sú tvorené triglycerolmi (čo je spojenie troch mastných kyselín s molekulou glycerolu) a kvôli tejto nepolárnej chemickej povahe sú nerozpustné vo vode a rozpustné v organických rozpúšťadlách.
Rôznorodosť zdrojov rastlinného oleja vedie k veľkej variabilite v percentách extrakcie. Zvyčajnými technológiami sú extrakcia mechanickým lisovaním s menšími váhami a investičnými objednávkami a chemická extrakcia s väčšími váhami a investíciami, pri ktorých sa na to používajú rozpúšťadlá, zatiaľ čo tie najvyspelejšie uskutočňujú extrakciu pomocou superkritickej tekutiny a enzýmov.
Bez ohľadu na použitý proces extrakcie príprava suroviny zvyčajne prechádza pred začatím extrakcie niekoľkými počiatočnými krokmi: vyčistením, dekortikáciou (čo je oddelenie škrupín, ak existujú), drvením, valcovaním a varením.
Z chemického hľadiska neexistuje spôsob, ako zvoliť najefektívnejšiu metodiku extrakcie týchto zlúčenín, ktorá môže byť ovplyvnená niekoľkými faktormi, ako je napríklad povaha rastliny, rozpúšťadlo použité pri extrakcii, veľkosť častíc, čas a teplota extrakcia.
Z hľadiska životného prostredia je výber ľahší. Metóda lisovania je najprirodzenejšia, produkuje kvalitnejší olej a neprodukuje toxický odpad.
Ďalej sa dozviete niečo viac o každej metóde a odtiaľ si budete môcť vedomejšie vyberať produkty, ktoré kupujete, podľa environmentálnych dopadov, ktoré každá z nich vytvára.
Lisovanie rastlinných olejov
Extrakcia lisu je proces, ktorý sa dnes široko používa na extrakciu rastlinných olejov v malom rozsahu, aby sa uspokojili miestne požiadavky družstiev, malých výrob atď.
Semená alebo mandle, ktoré obsahujú 30% až 50% oleja, je možné podrobiť extrakcii oleja v kontinuálnych lisoch, ktoré sa nazývajú expelery , alebo v hydraulických lisoch (dávkový proces). Tento proces sa môže použiť na ricínové zrno, babassu, para orechy a mandle všeobecne, to znamená na materiály s nízkou vlhkosťou (pod 10%) a prítomnosťou vláknitého materiálu.
Kontinuálne lisy sú vybavené nekonečnou skrutkou alebo skrutkou, ktorá drví materiál a uvoľňuje olej. Hydraulické lisy (diskontinuálne lisovanie) majú perforovaný valec, v ktorom sa pohybuje piest, ktorý stláča surovinu (vo vnútri látkového alebo plátenného vrecka).
V tomto procese dochádza k veľkému vnútornému treniu, ktoré zvyšuje teplotu materiálu a oleja, a preto pojem „lisovanie za studena“ neplatí alebo je za týchto podmienok veľmi ťažké ho dosiahnuť. Aj keď sa pred lisovaním nezahreje, vytvorené teplo je dostatočné na zvýšenie teploty zariadenia, koláče (čo je materiál, ktorý po lisovaní zostane), čiastočne odtučneného a oleja.
Pri lisovaní nie je extrakcia oleja úplná a získaný koláč môže mať vysoký obsah zvyškového oleja, čo môže pri dlhodobom skladovaní podporiť zosieťovanie materiálu. V takom prípade, ak surovina obsahuje 50% oleja, pri lisovaní 100 kg materiálu sa nezíska 50 kg oleja, ale menšie množstvo oleja a čiastočne odtučnený koláč. Účinnosť extrakcie závisí od zariadenia, podmienok procesu a suroviny.
Lisovacie materiály s nízkym obsahom oleja teda nemusia byť ekonomicky životaschopné. Na druhej strane, oleje s vysokou pridanou hodnotou, napríklad na použitie v kozmetike, môžu v tomto rozsahu umožniť proces extrakcie oleja lisovaním.
Olejom získaným lisovaním je ropa a v závislosti od použitej suroviny môže byť tmavý a s prítomným sedimentom. Pretože tieto oleje nie sú rafinované, vytvárajú pri zahrievaní tmavú zrazeninu. Chuť nebude rovnaká ako po rafinovaných olejoch a všetky tieto faktory môžu viesť k odmietnutiu produktu.
V rámci environmentálneho prístupu je to metóda, ktorá má najmenší dopad, pretože nepoužíva a negeneruje toxické produkty a odpad.
Extrakcia organickým rozpúšťadlom
Pri extrakcii organickým rozpúšťadlom sa zrná drvia, aby sa uľahčil ich prienik do rozpúšťadla (okrem iného hexán - ropný derivát, etyléter, etanol, metanol). Oleje migrujú zo semien do rozpúšťadla, pretože majú k nemu väčšiu afinitu, a potom je potrebné vykonať regeneráciu rozpúšťadla, ktoré je možné v procese znovu použiť.
Najčastejšie sa používa na odstránenie oleja zo semien, s jednou nevýhodou: okrem potreby eliminácie odpadového oleja, možnosti tepelnej degradácie mnohých prospešných zložiek, ktoré sa pri tomto procese stratia v závislosti na podmienkach použitých pri konvenčnej extrakcii. rozpúšťadlo organického oleja. Preto si vyžaduje prísnu kontrolu nad faktormi, ako je výber použitého rozpúšťadla, doba extrakcie a teplota a samotný výrobný proces, ktorý, ak nie je dobre vedený, môže spôsobiť únik týchto toxických rozpúšťadiel, znečisťovanie životného prostredia a intoxikáciu ľudí. .
Extrakcia pomocou organických rozpúšťadiel môže byť v niektorých prípadoch efektívna, ale stáva sa agresívnou pre životné prostredie v dôsledku použitých produktov a odpadu vznikajúceho pri používaní toxických látok, ako sú napríklad ropné deriváty, ktoré pochádzajú z neobnoviteľných zdrojov. obnoviteľné, môže spôsobiť vážne poškodenie ekosystému.
Extrakcia superkritickou tekutinou
Čo je to nadkritická tekutina?
Ak je zlúčenina uzavretá v určitom priestore, sú plyn a kvapalina navzájom v rovnováhe. Zahriatím systému sa vnútorné vlastnosti obidvoch konvergujú do rovnakého bodu, kým nie sú identické (napríklad hustota, viskozita, index lomu, tepelná vodivosť atď.). Tento bod sa nazýva kritický bod a ukončuje rozhranie plyn / kvapalina, pretože od tohto bodu existuje jedna superkritická fáza. Superkritickou tekutinou je teda akákoľvek látka, ktorá je v podmienkach tlaku a teploty nad jej kritickými parametrami.
Za týchto podmienok sa menia rôzne vlastnosti tekutín (čo môže byť kvapalná alebo plynná látka), ktoré sa podobajú vlastnostiam niektorých plynov a kvapalín. Hustota superkritickej tekutiny je podobná hustote kvapalín, jej viskozita je podobná viskozite plynov a jej difúzna kapacita je medzi týmito dvoma stavmi.
Preto možno nadkritický stav tekutín definovať ako stav, v ktorom sú kvapalina a plyn navzájom nerozlíšiteľné. Vďaka svojej nízkej viskozite a vysokej difúznej schopnosti majú superkritické kvapaliny lepšie transportné vlastnosti ako kvapaliny. Tieto vlastnosti dávajú tekutine väčšiu schopnosť pôsobiť ako rozpúšťadlo. Môžu ľahko difundovať cez pevné materiály, odstraňovať olej a viesť k lepším výťažkom z extrakcie. Oxid uhličitý (CO2), najpoužívanejšia tekutina kvôli svojej strednej teplote (31,3 ° C) a kritickému tlaku (72,9 atm), je pri izbovej teplote plynný.
Táto metodika sa považuje za žiaducu, pretože neuvoľňuje zvyšky toxických rozpúšťadiel do životného prostredia a má výhodu v získavaní produktov bez obsahu rozpúšťadiel, pretože separácia medzi rozpustenou látkou (v tomto prípade olejom) a rozpúšťadlom (závisí od použitého typu, najbežnejší je CO2) nastáva v dôsledku zmien tlakových a / alebo teplotných podmienok, takže použité rozpúšťadlo je za týchto podmienok plynné. Táto metóda je navyše indikovaná, keď existuje nebezpečenstvo tepelnej degradácie extraktov, pretože jej prevádzková kontrola umožňuje použitie miernych teplôt.
Potravinársky, kozmetický a farmaceutický priemysel sa zaujímajú o superkritickú extrakciu, ktorá nahradí bežné extrakčné procesy (ako je extrakcia organickými rozpúšťadlami a hydrodestilácia) na získanie éterických olejov a oleorezínov. Superkritická extrakcia produkuje extrakty bez zvyškov a je možné ju vykonávať pri nízkych teplotách, čím sa zachováva kvalita zlúčenín, ktoré sa pri vysokých teplotách rozkladajú. Superkritická tekutina má stále vysokú selektivitu v dôsledku zmien teploty a prevádzkového tlaku, takže je možné určiť optimálne podmienky na extrakciu špecifických látok a tým na získanie lepších výťažkov.
Hlavnou nevýhodou superkritickej extrakcie je vysoký tlak potrebný na operáciu, ktorá si vyžaduje nadmerne drahé zariadenie, čo zvyšuje náklady na konečný produkt. Vďaka ďalším výhodám, ako je napríklad vysoká čistota extraktov a veľká účinnosť procesu, je možné jeho použitie v potravinách.
Musia sa preto vykonať štúdie s cieľom optimalizovať tieto procesy a znížiť ich náklady, čo z nich robí účinnú alternatívu na kontrolu oxidácie lipidov v olejoch, tukoch a mastných jedlách, a to aj z dôvodu nižšieho dopadu na životné prostredie v porovnaní s metódou. dnes sa najčastejšie používa extrakcia organickými rozpúšťadlami.
Extrakcia pomocou enzýmov
Enzýmy sú skupina organických látok bielkovinovej povahy, ktoré sú schopné urýchliť chemické reakcie. Sú prítomné v našich životne dôležitých procesoch, ako sú napríklad trávenie potravy, degradácia zlúčenín a mnohé ďalšie.
Enzymatická extrakcia spočíva v použití enzýmov, ktoré využívajú molekuly vody na rozbitie bunkovej steny zeleniny a uvoľnenie oleja do vodného média. Olej sa oddeľuje od vody odstredením, čo vedie k čistejšiemu produktu ako napríklad pri použití organických rozpúšťadiel.
Táto technológia sa javí ako potenciálna alternatíva extrakcie rastlinných olejov, pretože použitie ropných rozpúšťadiel by malo byť v budúcnosti nahradené udržateľnejšími technologickými postupmi, aby sa splnili požiadavky vládnych agentúr na ochranu životného prostredia. Kvôli vysokej cene komerčných enzýmov je priemyselná implantácia tohto procesu zatiaľ obmedzená na získanie olivového oleja, ktorý sa pridáva počas lisovania olív, aby sa zlepšil proces extrakcie.
Použitie maceračných enzýmov zvyšuje množstvo antioxidačných látok a vitamínu E v extra panenskom olivovom oleji, znižuje indukciu žluknutia (odbúravanie tukov, ktoré dodáva charakteristickú chuť a vôňu), zvyšuje účinnosť extrakcie, zlepšuje frakcionáciu centrifugáciou a produkuje olej s nízkym obsahom vlhkosti.
Vodná-enzymatická extrakcia je veľmi zaujímavý proces, najmä pre mokré materiály alebo vlhké ovocné dužiny, pri ktorých sa ako prostriedok na prenos oleja používa voda. Buničina alebo olejnaté semená sa drvia, zriedia sa vodou a pridajú sa enzýmy, ktoré rozbijú bunkovú stenu a uvoľnia olej. Teplota procesu je všeobecne nízka (od 40 ° C do 60 ° C) a je blízka optimálnej teplote aktivity enzýmu. Po kontakte s miešaním je potrebná centrifugácia, aby sa oddelili pevné látky a kvapalná fáza, nasledovaná novou centrifugáciou, aby sa oddelil olej a voda.
Pevné látky musia byť smerované do iných procesov na regeneráciu bielkovín, v závislosti od olejnatých semien, nasledované sušením alebo inými procesmi regenerácie. Vodná fáza sa musí spracovávať ako odpadová voda. Je to zaujímavý proces, ale stále čelí prekážkam v dôsledku emulgácie, ktorá sa vyskytuje medzi vodou a olejom, a nákladov na enzýmy.
Teraz, keď poznáte hlavné metódy extrakcie rastlinných olejov, môžete si pri kúpe zvoliť vedomejšiu voľbu. Skontrolujte jeho výhody v článku: „Rastlinné oleje: poznajte výhody a kozmetické vlastnosti“.
