Razumevanje najbolj tradicionalnih in naprednih tehnik ekstrakcije rastlinskih olj
Rastlinska olja so maščobe, pridobljene iz rastlin. Čeprav je mogoče druge dele, kot so korenine, veje in listi, uporabiti za pridobivanje rastlinskega olja, ekstrakcija poteka skoraj izključno iz semen. Olja tvorijo trigliceroli (to je zveza treh maščobnih kislin z molekulo glicerola) in so zaradi te nepolarne kemijske narave topna v vodi in topna v organskih topilih.
Raznolikost virov rastlinskega olja vodi do velikih variacij v odstotkih ekstrakcije. Običajne tehnologije so ekstrakcija z mehanskim stiskanjem z manjšimi tehtnicami in naložbenimi naročili ter kemična ekstrakcija z večjimi tehtnicami in naložbami, ki za to uporabljajo topila, najbolj napredne pa ekstrakcijo z nadkritično tekočino in encimi.
Ne glede na uporabljeni postopek ekstrakcije priprava surovine običajno opravi nekaj začetnih korakov pred samo ekstrakcijo: čiščenje, dekortifikacija (kar je ločevanje lupin, če obstaja), mletje, valjanje in kuhanje.
S kemičnega vidika ni mogoče izbrati najučinkovitejše metodologije za ekstrakcijo teh spojin, na katero lahko vpliva več dejavnikov, kot so narava rastline, topilo, uporabljeno pri ekstrakciji, velikost delcev, čas in temperatura pridobivanje.
Z okoljskega vidika je izbira lažja. Stiskanje je najbolj naravno, proizvaja kakovostnejše olje in ne ustvarja strupenih odpadkov.
Spodaj lahko izveste nekaj več o vsaki metodi in od tam naprej bolj zavestno izbirate izdelke, ki jih kupite, glede na vplive na okolje, ki jih ustvari posamezna metoda.
Stiskanje rastlinskih olj
Ekstrakcija iz stiskalnice je postopek, ki se danes pogosto uporablja za pridobivanje rastlinskih olj v majhnem obsegu, da bi zadostili lokalnim zahtevam zadrug, majhnih proizvodov itd.
Semena ali mandljev, ki vsebujejo 30% do 50% olja lahko podvržemo ekstrakciji olja iz neprekinjenih stiskalnice, ki se imenuje expellers , ali hidravlične stiskalnice (šaržni postopek). Ta postopek se lahko uporablja za ricinusovo ricinusovo zrno, babassu, brazilski oreh in mandlje na splošno, to je za materiale z nizko vlažnostjo (pod 10%) in prisotnostjo vlaknastih materialov.
Neprekinjene stiskalnice so opremljene z neskončnim vijakom ali vijakom, ki drobi material in sprošča olje. Hidravlične stiskalnice (občasno stiskanje) imajo perforiran valj, kamor se premika bat, ki pritiska surovino (ki je v krpi ali platneni vrečki).
V tem postopku je veliko notranjega trenja, ki zviša temperaturo materiala in olja, zato izraz "hladno stiskanje" ne velja ali ga je v teh pogojih zelo težko doseči. Tudi če se pred stiskanjem ne segreje, ustvarjena toplota zadostuje za povečanje temperature opreme, pogača (ki je material, ki ostane po stiskanju) delno razmaščena in olje.
Pri stiskanju ekstrakcija olja še ni končana in dobljena pogača ima lahko visoko vsebnost ostankov olja, kar lahko spodbudi rancifikacijo materiala, če je dolgo shranjeno. V tem primeru, če surovina vsebuje 50% olja, pri stiskanju 100 kg materiala ne dobimo 50 kg olja, temveč manjšo količino olja in delno razmaščeno pogačo. Učinkovitost ekstrakcije je odvisna od opreme, procesnih pogojev in surovin.
Tako stiskanje materialov z nizko vsebnostjo olja morda ne bo ekonomsko izvedljivo. Po drugi strani pa lahko olja z visoko dodano vrednostjo, na primer za uporabo v kozmetiki, omogočijo postopek ekstrakcije olja s stiskanjem na tej lestvici.
Olje, pridobljeno s stiskanjem, je surovo olje in je lahko odvisno od uporabljene surovine temne in prisotne usedline. Ker ta olja niso rafinirana, ob segrevanju tvorijo temno oborino. Okus ne bo enak okusu rafiniranih olj in vsi ti dejavniki lahko privedejo do zavrnitve izdelka.
Po okoljskem pristopu je to metoda, ki ima najmanjši vpliv, saj ne uporablja in ne ustvarja strupenih proizvodov in odpadkov.
Ekstrakcija z organskim topilom
Pri ekstrakciji z organskim topilom se zrna zdrobijo, da se olajša prodiranje v topilo (med drugim heksan - naftni derivat, etilni eter, etanol, metanol). Olja se preselijo iz semen v topilo, ker imajo večjo afiniteto z njim, nato pa je treba izvesti rekuperacijo topila, ki ga je mogoče v tem procesu ponovno uporabiti.
Najpogosteje se uporablja za odstranjevanje olja iz semen z eno pomanjkljivostjo: možnost toplotne razgradnje številnih koristnih sestavin, ki se v tem postopku izgubijo, odvisno od pogojev, ki se uporabljajo pri običajnem pridobivanju, poleg potrebe po odstranjevanju odpadnega olja. topilo organskega olja. Zato zahteva strog nadzor dejavnikov, kot so izbira uporabljenega topila, čas ekstrakcije in temperatura ter sam proizvodni postopek, ki lahko, če ni dobro izveden, povzroči uhajanje teh strupenih topil, onesnažuje okolje in zastruplja ljudi. .
V nekaterih primerih je lahko ekstrakcija z organskimi topili učinkovita, vendar postane agresivna za okolje zaradi uporabljenih izdelkov in odpadkov, ki nastanejo med uporabo strupenih snovi, na primer naftnih derivatov, ki izvirajo iz neobnovljivih virov. obnovljiva, lahko povzroči resno škodo ekosistemu.
Ekstrakcija s superkritično tekočino
Kaj je nadkritična tekočina?
Ko je spojina omejena na določen prostor, sta plin in tekočina v ravnovesju med seboj. S segrevanjem sistema se lastne lastnosti obeh konvergirajo v isto točko, dokler niso enake (na primer gostota, viskoznost, lomni količnik, toplotna prevodnost itd.). Ta točka se imenuje kritična točka in konča vmesnik plin / tekočina, saj od te točke obstaja ena nadkritična faza. Nadkritična tekočina je torej vsaka snov, ki je v tlaku in temperaturi nad kritičnimi parametri.
V teh pogojih se spremenijo različne lastnosti tekočin (ki so lahko tekoče ali plinaste snovi) in postanejo podobne nekaterim plinom in tekočinam. Gostota nadkritične tekočine je podobna gostoti tekočin, njena viskoznost je podobna gostoti plinov in njena difuzijska sposobnost je vmesna med obema državama.
Zato lahko nadkritično stanje tekočin definiramo kot stanje, v katerem se tekočina in plin ne razlikujeta. Zaradi majhne viskoznosti in velike difuzijske sposobnosti imajo nadkritične tekočine boljše transportne lastnosti kot tekočine. Te lastnosti dajejo tekočini večjo sposobnost, da deluje kot topilo. Z lahkoto difundirajo skozi trdne materiale, odstranijo olje in tako dosežejo boljše donose pri ekstrakciji. Ogljikov dioksid (CO2), ki je zaradi zmerne temperature (31,3 ° C) in kritičnega tlaka (72,9 atm) najpogosteje uporabljena tekočina, je plinast pri sobni temperaturi.
Ta metodologija velja za zaželeno, saj ne sprošča strupenih ostankov topil v okolje in ima prednost pri pridobivanju izdelkov brez topil, saj je ločevanje med topljeno snovjo (v tem primeru oljem) in topilom (odvisno od uporabljene vrste, najpogostejši je CO2) nastane zaradi sprememb tlaka in / ali temperaturnih pogojev, tako da je uporabljeno topilo v teh pogojih plinasto. Poleg tega je ta metoda indicirana, kadar obstaja nevarnost toplotne razgradnje ekstraktov, saj njen nadzor delovanja omogoča uporabo zmernih temperatur.
Živilska, kozmetična in farmacevtska industrija se zanimajo za nadkritično ekstrakcijo, da bi nadomestili običajne ekstrakcijske procese (npr. Ekstrakcijo z organskimi topili in hidrodestilacijo) za pridobivanje eteričnih olj in oleoresol. Nadkritična ekstrakcija daje ekstrakte brez ostankov in se lahko izvaja pri nizkih temperaturah, pri čemer se ohranja kakovost spojin, ki se razgrajujejo pri visokih temperaturah. Nadkritična tekočina ima še vedno visoko selektivnost zaradi nihanja temperature in delovnega tlaka, zato je mogoče določiti optimalne pogoje za ekstrakcijo določenih snovi in tako doseči boljše donose.
Glavna pomanjkljivost nadkritične ekstrakcije je visok tlak, potreben za delovanje, ki zahteva predrago opremo, kar zviša stroške končnega izdelka. Druge prednosti, kot so na primer visoka čistost izvlečkov in velika učinkovitost postopka, so lahko primerni za uporabo v hrani.
Zato bi bilo treba izvesti študije, da bi te procese optimizirali in znižali njihove stroške, tako da postanejo učinkovita alternativa za nadzor oksidacije lipidov v oljih, maščobah in maščobnih živilih, tudi zaradi manjšega vpliva na okolje v primerjavi z metodo danes najbolj uporabljena, to je ekstrakcija z organskimi topili.
Ekstrakcija z encimi
Encimi so skupina organskih snovi beljakovinske narave, ki lahko pospešijo kemične reakcije. Prisotni so v naših vitalnih procesih, kot so prebava hrane, razgradnja spojin, med drugim.
Encimska ekstrakcija je sestavljena iz uporabe encimov, ki z vodnimi molekulami razbijejo celično steno zelenjave in sprostijo olje v vodni medij. Olje se loči od vode s centrifugiranjem, kar povzroči čistejši izdelek kot postopek, ki na primer uporablja organska topila.
Ta tehnologija se kaže kot potencialna alternativa za pridobivanje rastlinskih olj, saj bi bilo treba uporabo topil na osnovi nafte v prihodnosti nadomestiti z bolj trajnostnimi tehnološkimi procesi, da bi izpolnili zahteve vladnih agencij za varstvo okolja. Zaradi visokih stroškov komercialnih encimov je industrijska implantacija tega postopka doslej omejena na pridobivanje oljčnega olja, ki se doda med stiskanjem oljk, da se izboljša postopek ekstrakcije.
Uporaba encimov maceracije poveča količino antioksidantov in vitamina E v ekstra deviškem oljčnem olju, zmanjša indukcijo do žarkosti (razgradnja maščob, ki daje značilen okus in vonj), poveča učinkovitost ekstrakcije, izboljša frakcioniranje v centrifugiranje in tvori olje z nizko vsebnostjo vlage.
Vodno-encimska ekstrakcija je zelo zanimiv postopek, predvsem za mokre materiale ali mokro sadno kašo, pri kateri se voda uporablja kot sredstvo za prenos olja. Celuloza ali oljno seme zdrobimo, razredčimo z vodo in dodamo encime, ki razbijejo celično steno in sprostijo olje. Temperatura postopka je na splošno nizka, od (40 ° C do 60 ° C) in blizu optimalne temperature encimske aktivnosti. Po stiku z mešanjem je potrebno centrifugiranje za ločevanje trdnih snovi in tekoče faze, čemur sledi novo centrifugiranje za ločevanje olja in vode.
Trdne snovi je treba usmeriti v druge postopke za predelavo beljakovin, odvisno od oljnic, čemur sledi sušenje ali drugi postopki predelave. Vodno fazo je treba obravnavati kot odtok. Je zanimiv postopek, vendar se še vedno sooča z ovirami zaradi emulgiranja, ki se pojavi med vodo in oljem, in stroškov encimov.
Zdaj, ko poznate glavne metode pridobivanja rastlinskih olj, se lahko pri nakupu svojega bolj zavestno odločite. Oglejte si njegove prednosti v članku: "Rastlinska olja: poznajte prednosti in kozmetične lastnosti".
