Forstå de mest traditionelle og avancerede ekstraktionsteknikker af vegetabilske olier
Vegetabilske olier er fedt ekstraheret fra planter. Selvom andre dele, såsom rødder, grene og blade, kan bruges til at opnå vegetabilsk olie, finder ekstraktion sted næsten udelukkende fra frøene. Olier dannes af triglyceroler (som er foreningen af tre fedtsyrer til et glycerolmolekyle) og er på grund af denne ikke-polære kemiske natur uopløselige i vand og opløselige i organiske opløsningsmidler.
Mangfoldigheden af kilder til vegetabilsk olie fører til en stor variation i udvindingsprocenterne. De sædvanlige teknologier er ekstraktion ved mekanisk presning med mindre skalaer og investeringsordrer og kemisk ekstraktion med større skalaer og investeringer, der bruger opløsningsmidler til dette, mens de mest avancerede udfører ekstraktionen ved hjælp af superkritisk væske og enzymer.
Uanset den anvendte ekstraktionsproces gennemgår forberedelsen af råmaterialet normalt nogle indledende trin inden selve ekstraktionen: rengøring, afkortering (hvilket er adskillelsen af skaller, hvis nogen), formaling, rulle og madlavning.
Fra et kemisk synspunkt er der ingen måde at vælge den mest effektive metode til ekstraktion af disse forbindelser, som kan være påvirket af flere faktorer, såsom plantens art, opløsningsmidlet anvendt i ekstraktionen, partikelstørrelsen, tid og temperatur på udvinding.
Fra et miljømæssigt synspunkt bliver valget lettere. Presningsmetoden er den mest naturlige, producerer en olie af højere kvalitet og genererer ikke giftigt affald.
Nedenfor kan du lære lidt mere om hver metode og derfra foretage et mere bevidst valg af de produkter, du køber i henhold til de miljøpåvirkninger, som hver enkelt genererer.
Presning af vegetabilske olier
Presseekstraktion er en proces, der i dag er meget anvendt til ekstraktion af vegetabilske olier i lille skala for at imødekomme lokale krav fra kooperativer, små produktioner osv.
Frø eller mandler, der indeholder 30% til 50% olie, kan udsættes for olieekstraktion i kontinuerlige presser, kaldet uddrivere eller i hydrauliske presser (batchproces). Denne proces kan anvendes til castor bean castor, babassu, paranødder og mandler generelt, det vil sige til materialer med lav luftfugtighed (under 10%) og tilstedeværelsen af fibrøst materiale.
Kontinuerlige presser er udstyret med en endeløs skrue eller skrue, der knuser materialet og frigiver olien. Hydrauliske presser (diskontinuerlig presning) har en perforeret cylinder, hvor et stempel, der trykker på råmaterialet (som er inde i en klud eller lærredspose) bevæger sig.
I denne proces er der en masse intern friktion, der hæver temperaturen på materialet og olien, og udtrykket "koldpresning" gælder således ikke eller er meget vanskeligt at nå under disse forhold. Selvom det ikke opvarmes før presning, er den genererede varme tilstrækkelig til at øge temperaturen på udstyret, kagen (som er det materiale, der forbliver efter presning) er delvis affedtet og olien.
Ved presning er olieekstraktionen ikke komplet, og den opnåede kage kan have et højt resterende olieindhold, hvilket kan fremme hærdning af materialet, hvis det opbevares i lang tid. I dette tilfælde, hvis råmaterialet indeholder 50% olie, når der presses 100 kg materiale, opnås der ikke 50 kg olie, men en mindre mængde olie og en delvist affedtet kage. Ekstraktionseffektiviteten afhænger af udstyret, procesforholdene og råmaterialet.
Således er presningen af materialer med et lavt olieindhold muligvis ikke økonomisk levedygtig. På den anden side kan olier med høj merværdi, f.eks. Til brug i kosmetik, muliggøre olieudvindingsprocessen ved at trykke på denne skala.
Den olie, der opnås ved presning, er råolie, og afhængigt af det anvendte råmateriale kan den være mørk og indeholde sedimenter. Da disse olier ikke raffineres, danner de et mørkt bundfald ved opvarmning. Smagen vil ikke være den samme som for raffinerede olier, og alle disse faktorer kan føre til afvisning af produktet.
Under miljøtilgangen er dette den metode, der forårsager mindst mulig påvirkning, da den ikke bruger og ikke genererer giftige produkter og affald.
Ekstraktion med organisk opløsningsmiddel
Ved ekstraktion med organisk opløsningsmiddel knuses kornene for at lette penetrationen i opløsningsmidlet (hexan - petroleumderivat, ethylether, ethanol, methanol, blandt andre). Olierne vandrer fra frøene til opløsningsmidlet, fordi de har en større affinitet med det, og derefter er det nødvendigt at udføre genindvindingen af opløsningsmidlet, som kan genbruges igen i processen.
Det er den mest almindelige til at fjerne olie fra frø med en ulempe: muligheden for termisk nedbrydning af mange gavnlige komponenter, der går tabt i denne proces, afhængigt af de betingelser, der anvendes i konventionel ekstraktion, ud over behovet for at fjerne spildolie. organisk olieopløsningsmiddel. Derfor kræver det streng kontrol af faktorer som udvælgelsen af det anvendte opløsningsmiddel, ekstraktionstiden og temperaturen og selve produktionsprocessen, som, hvis ikke godt gennemført, kan forårsage lækage af disse giftige opløsningsmidler, forurenende miljøet og berusende mennesker. .
Ekstraktion med organiske opløsningsmidler kan i nogle tilfælde være effektiv, men det bliver aggressivt over for miljøet på grund af de anvendte produkter og affald, der genereres under brugen af giftige stoffer, såsom petroleumsderivater, for eksempel, fordi de kommer fra ikke-vedvarende kilder. vedvarende, kan forårsage alvorlig skade på økosystemet.
Ekstraktion med superkritisk væske
Hvad er en superkritisk væske?
Når en forbindelse er begrænset til et givet rum, er gas og væske i balance med hinanden. Ved opvarmning af systemet konvergerer de iboende egenskaber for begge til det samme punkt, indtil de er identiske (for eksempel tæthed, viskositet, brydningsindeks, varmeledningsevne osv.). Dette punkt kaldes det kritiske punkt, og det slutter grænsefladen mellem gas og væske, da der fra dette punkt er en enkelt superkritisk fase. Superkritisk væske er derfor ethvert stof, der er under betingelser med tryk og temperatur over dets kritiske parametre.
Forskellige egenskaber ved væsker (som kan være et flydende eller gasformigt stof) ændres under disse betingelser og ligner dem for nogle gasser og væsker. Densiteten af den superkritiske væske svarer til væskernes, dens viskositet svarer til gassens og dens diffusionskapacitet er mellem de to tilstande.
Derfor kan den superkritiske tilstand af væsker defineres som den tilstand, hvor væske og gas ikke kan skelnes fra hinanden. På grund af deres lave viskositet og høje diffusionskapacitet har superkritiske væsker bedre transportegenskaber end væsker. Disse egenskaber giver væsken større kapacitet til at fungere som et opløsningsmiddel. De kan let diffundere gennem faste materialer, fjerne olie og resultere i bedre udvindingsudbytter. Kuldioxid (CO2), den mest anvendte væske på grund af dens moderate temperatur (31,3 ° C) og kritisk tryk (72,9 atm), er gasformig ved stuetemperatur.
Denne metode anses for ønskelig, da den ikke frigiver giftige opløsningsmiddelrester i miljøet og har den fordel, at der opnås opløsningsmiddelfrie produkter, da adskillelsen mellem opløst stof (i dette tilfælde olie) og opløsningsmiddel (afhænger af den anvendte type, den mest almindelige er CO2) opstår på grund af ændringer i tryk- og / eller temperaturforhold, så det anvendte opløsningsmiddel er gasformigt under disse forhold. Derudover er denne metode angivet, når der er fare for termisk nedbrydning af ekstrakterne, da dens operationelle kontrol muliggør anvendelse af moderate temperaturer.
Fødevare-, kosmetik- og farmaceutisk industri er interesseret i superkritisk ekstraktion for at erstatte konventionelle ekstraktionsprocesser (såsom ekstraktion med organiske opløsningsmidler og hydrodestillation) for at opnå essentielle olier og oleoresiner. Superkritisk ekstraktion producerer ekstrakter fri for rester og kan udføres ved lave temperaturer, hvilket bevarer kvaliteten af forbindelser, der nedbrydes ved høje temperaturer. Den superkritiske væske har stadig en høj selektivitet gennem variation i temperatur og driftstryk, så de optimale betingelser kan bestemmes for at ekstrahere specifikke stoffer og således opnå bedre udbytter.
Den største ulempe ved superkritisk ekstraktion er det høje tryk, der kræves til operationen, der kræver alt for dyrt udstyr, hvilket øger omkostningerne ved det endelige produkt. Andre fordele, såsom for eksempel den høje renhed af ekstrakterne og den store effektivitet ved processen, kan gøre det levedygtigt til anvendelse i fødevarer.
Derfor bør der udføres undersøgelser for at optimere disse processer og reducere deres omkostninger, hvilket gør dem til et effektivt alternativ til kontrol af lipidoxidation i olier, fedtstoffer og fede fødevarer, også på grund af den lavere miljøpåvirkning, der genereres sammenlignet med metoden. mest brugt i dag, som er ekstraktion med organiske opløsningsmidler.
Ekstraktion med enzymer
Enzymer er en gruppe organiske stoffer af protein-art, der er i stand til at fremskynde kemiske reaktioner. De er til stede i vores vitale processer, såsom mad fordøjelse, nedbrydning af forbindelser, blandt mange andre.
Enzymatisk ekstraktion består af brugen af enzymer, der bruger vandmolekyler til at bryde cellevæggen af grøntsager og frigive olien i det vandige medium. Olien adskilles fra vandet ved centrifugering, hvilket resulterer i et renere produkt end den proces, der f.eks. Bruger organiske opløsningsmidler.
Denne teknologi fremstår som et potentielt alternativ til ekstraktion af vegetabilske olier, da brugen af oliebaserede opløsningsmidler i fremtiden bør erstattes af mere bæredygtige teknologiske processer for at imødekomme kravene fra statslige miljøbeskyttelsesagenturer. På grund af de høje omkostninger ved kommercielle enzymer er den industrielle implantation af denne proces indtil videre begrænset til opnåelse af tilsat olivenolie under presning af oliven for at forbedre ekstraktionsprocessen.
Brug af macerationsenzymer øger mængden af antioxidantmidler og E-vitamin i ekstra jomfru olivenolie, reducerer induktion til harskning (nedbrydning af fedt, hvilket giver karakteristisk smag og lugt), øger ekstraktionseffektiviteten, forbedrer fraktionering i centrifugering og producerer olie med lavt fugtindhold.
Vandig-enzymatisk ekstraktion er en meget interessant proces, især for våde materialer eller våde frugtmasser, hvor vand bruges som et middel til olieoverførsel. Pulp eller oliefrø knuses, fortyndes med vand, og enzymer tilsættes for at bryde cellevæggen og frigøre olien. Processtemperaturen er generelt lav (fra (40 ° C til 60 ° C) og tæt på den optimale enzymaktivitetstemperatur. Efter kontakt med omrøring kræves en centrifugering for at adskille faste stoffer og væskefasen efterfulgt af en ny centrifugering for at adskille olie og vand.
De faste stoffer skal rettes mod andre processer til proteinindvinding, afhængigt af oliefrøen, efterfulgt af tørring eller andre genvindingsprocesser. Vandfasen skal behandles som spildevand. Det er en interessant proces, men den står stadig over for forhindringer på grund af emulgeringen, der opstår mellem vand og olie og omkostningerne ved enzymer.
Nu hvor du kender de vigtigste metoder til udvinding af vegetabilske olier, kan du træffe et mere bevidst valg, når du køber din. Tjek fordelene i artiklen: "Vegetabilske olier: kend fordelene og de kosmetiske egenskaber".
