Razumjeti najtradicionalnije i najnaprednije tehnike ekstrakcije biljnih ulja
Biljna ulja su masti ekstrahirane iz biljaka. Iako se drugi dijelovi, poput korijena, grana i lišća, mogu koristiti za dobivanje biljnog ulja, ekstrakcija se odvija gotovo isključivo iz sjemena. Ulja tvore trigliceroli (što je spoj triju masnih kiselina s molekulom glicerola) i, zbog ove nepolarne kemijske prirode, netopiva su u vodi i topiva u organskim otapalima.
Raznolikost izvora biljnog ulja dovodi do velike varijabilnosti postotaka ekstrakcije. Uobičajene tehnologije su ekstrakcija mehaničkim prešanjem, s manjim razmjerima i investicijskim nalozima, te kemijska ekstrakcija, s većim razmjerima i ulaganjima, koji za to koriste otapala, dok najnaprednije ekstrakciju izvode pomoću nadkritične tekućine i enzima.
Bez obzira na upotrijebljeni postupak ekstrakcije, priprema sirovine obično prolazi kroz neke početne korake prije samog vađenja: čišćenje, dekortifikacija (što je odvajanje ljuski, ako postoji), drobljenje, valjanje i kuhanje.
S kemijskog gledišta, ne postoji način da se odabere najučinkovitija metodologija za ekstrakciju ovih spojeva, na koju može utjecati nekoliko čimbenika, kao što su priroda biljke, otapalo koje se koristi u ekstrakciji, veličina čestica, vrijeme i temperatura izvlačenje.
S ekološkog stajališta, izbor postaje lakši. Način prešanja je najprirodniji, proizvodi ulje više kvalitete i ne stvara otrovne ostatke.
Dalje, možete naučiti malo više o svakoj metodi i odatle svjesnije odabrati proizvode koje kupujete u skladu s utjecajima na okoliš koje svaka generira.
Prešanje biljnih ulja
Ekstrakcija tiskom postupak je koji se danas široko koristi za ekstrakciju biljnih ulja u malim razmjerima, kako bi se udovoljilo lokalnim zahtjevima zadruga, malih proizvođača itd.
Sjeme ili bademi koji sadrže 30% do 50% ulja mogu se podvrgnuti ekstrakciji ulja u kontinuiranim prešama, koje se nazivaju izbacivači ili u hidrauličkim prešama (šaržni postupak). Ovaj se postupak može koristiti za ricinusov ricinusov zrno, babassu, brazilske orahe i bademe općenito, odnosno za materijale s niskom vlagom (ispod 10%) i prisutnošću vlaknastih materijala.
Neprekidne preše opremljene su beskonačnim vijkom ili vijkom koji drobi materijal oslobađajući ulje. Hidrauličke preše (diskontinuirano prešanje) imaju perforirani cilindar u kojem se pomiče klip koji pritiska sirovinu (koja se nalazi unutar platnene ili platnene vreće).
U ovom procesu dolazi do velikog broja unutarnjih trenja koja povećavaju temperaturu materijala i ulja, pa se stoga izraz "hladno prešanje" ne odnosi ili je vrlo teško postići u tim uvjetima. Čak i ako se ne zagrije prije prešanja, stvorena toplina dovoljna je da poveća temperaturu opreme, kolač (koji je materijal koji ostaje nakon prešanja) djelomično odmašćen i ulje.
Tijekom prešanja, ekstrakcija ulja nije dovršena, a dobiveni kolač može imati visok udio zaostalog ulja, što može pospješiti racifikaciju materijala, ako se dugo skladišti. U ovom slučaju, ako sirovina sadrži 50% ulja, prilikom prešanja 100 kg materijala neće se dobiti 50 kg ulja, već manja količina ulja i djelomično odmašćena pogača. Učinkovitost ekstrakcije ovisi o opremi, procesnim uvjetima i sirovini.
Stoga prešanje materijala s malim udjelom ulja možda neće biti ekonomski isplativo. S druge strane, ulja s visokom dodanom vrijednošću, na primjer za upotrebu u kozmetici, mogu omogućiti postupak ekstrakcije ulja pritiskom na ovoj ljestvici.
Ulje dobiveno prešanjem je sirovo ulje i, ovisno o korištenoj sirovini, može biti tamno i prisutno sediment. Kako se ta ulja ne rafiniraju, zagrijavanjem stvaraju tamni talog. Okus neće biti jednak okusu rafiniranih ulja i svi ti čimbenici mogu dovesti do odbacivanja proizvoda.
Prema ekološkom pristupu, ova metoda uzrokuje najmanji utjecaj, jer se ne koristi i ne stvara otrovne proizvode i otpad.
Ekstrakcija organskim otapalom
U ekstrakciji organskim otapalom zrna se usitnjavaju kako bi se olakšao prodor u otapalo (heksan - naftni derivat, etilni eter, etanol, metanol, između ostalih). Ulja migriraju iz sjemena u otapalo jer imaju veći afinitet s njim, a zatim je potrebno izvršiti obnavljanje otapala, koje se u tom procesu može ponovno upotrijebiti.
Najčešće se koristi za uklanjanje ulja iz sjemena, s jednim nedostatkom: mogućnost toplinske razgradnje mnogih korisnih komponenata, koje se u ovom procesu gube, ovisno o uvjetima koji se koriste u konvencionalnoj ekstrakciji, uz potrebu za uklanjanjem otpadnog ulja. organsko uljno otapalo. Stoga zahtijeva strogu kontrolu čimbenika kao što su odabir korištenog otapala, vrijeme ekstrakcije i temperatura te sam postupak proizvodnje, koji ako se ne provede dobro, može prouzročiti istjecanje ovih toksičnih otapala, zagađujući okoliš i opijajući ljude. .
Ekstrakcija organskim otapalima u nekim slučajevima može biti učinkovita, ali postaje agresivna na okoliš zbog korištenih proizvoda i otpada koji nastaje tijekom uporabe otrovnih tvari, poput naftnih derivata, na primjer, jer dolaze iz neobnovljivih izvora. obnovljiv, može nanijeti ozbiljnu štetu ekosustavu.
Ekstrakcija superkritičnom tekućinom
Što je nadkritična tekućina?
Kad je spoj ograničen na određeni prostor, plin i tekućina su u ravnoteži. Zagrijavanjem sustava, svojstvena svojstva oba konvergiraju se u istu točku dok nisu identična (na primjer, gustoća, viskoznost, indeks loma, toplinska vodljivost, itd.). Ta se točka naziva kritičnom točkom i ona završava sučelje plin / tekućina, budući da od ove točke postoji jedna nadkritična faza. Stoga je nadkritična tekućina svaka tvar koja je u uvjetima tlaka i temperature iznad svojih kritičnih parametara.
U tim se uvjetima mijenjaju različita svojstva tekućina (koja mogu biti tekućina ili plinovita tvar), postajući slična svojstvima nekih plinova i tekućina. Gustoća nadkritične tekućine slična je gustoći tekućina, viskoznost je slična plinovima, a difuzijski kapacitet je između ova dva stanja srednji.
Stoga se nadkritično stanje tekućina može definirati kao stanje u kojem se tekućina i plin međusobno ne razlikuju. Zbog svoje niske viskoznosti i velike difuzijske sposobnosti, nadkritične tekućine imaju bolja transportna svojstva od tekućina. Te karakteristike daju tekućini veću sposobnost da djeluje kao otapalo. Oni se lako mogu difundirati kroz čvrste materijale, uklanjajući ulje i rezultirajući boljim prinosima ekstrakcije. Ugljični dioksid (CO2), najčešće korištena tekućina zbog svoje umjerene temperature (31,3 ° C) i kritičnog tlaka (72,9 atm), plinovit je na sobnoj temperaturi.
Ova se metodologija smatra poželjnom, jer ne oslobađa otrovne ostatke otapala u okoliš i ima prednost u dobivanju proizvoda bez otapala, jer razdvajanje otopljene tvari (u ovom slučaju ulja) i otapala (ovisi o korištenoj vrsti, najčešći je CO2) nastaje uslijed promjena tlaka i / ili temperaturnih uvjeta, tako da je otapalo u tim uvjetima plinovito. Uz to, ova je metoda naznačena kada postoji opasnost od toplotne razgradnje ekstrakata, budući da njezino upravljanje radom omogućuje upotrebu umjerenih temperatura.
Prehrambena, kozmetička i farmaceutska industrija zainteresirani su za nadkritičnu ekstrakciju koja će zamijeniti uobičajene postupke ekstrakcije (poput ekstrakcije organskim otapalima i hidrodistilacijom) kako bi se dobila eterična ulja i oleoresoline. Nadkritičnom ekstrakcijom nastaju ekstrakti bez ostataka i mogu se provoditi na niskim temperaturama, čuvajući kvalitetu spojeva koji se razgrađuju na visokim temperaturama. Nadkritična tekućina i dalje ima visoku selektivnost zbog promjene temperature i radnog tlaka, tako da se mogu odrediti optimalni uvjeti za izdvajanje određenih tvari i na taj način postići bolji prinos.
Glavni nedostatak nadkritične ekstrakcije je visoki tlak potreban za rad koji zahtijeva pretjerano skupu opremu, podižući troškove konačnog proizvoda. Druge prednosti poput, na primjer, visoke čistoće ekstrakata i velike učinkovitosti postupka mogu ga učiniti održivim za primjenu u hrani.
Stoga se moraju provesti studije kako bi se ovi procesi optimizirali i smanjili njihovi troškovi, čineći ih učinkovitom alternativom za kontrolu oksidacije lipida u uljima, mastima i masnoj hrani, također zbog nižeg utjecaja na okoliš u usporedbi s metodom danas se najviše koristi, a to je ekstrakcija organskim otapalima.
Ekstrakcija enzimima
Enzimi su skupina organskih tvari proteinske prirode koje su sposobne ubrzati kemijske reakcije. Prisutni su u našim vitalnim procesima, poput probave hrane, razgradnje spojeva, među mnogim drugim.
Enzimska ekstrakcija sastoji se od upotrebe enzima koji molekulama vode razbijaju staničnu stijenku povrća, oslobađajući ulje u vodeni medij. Ulje se odvaja od vode centrifugiranjem, što rezultira čistijim proizvodom od postupka koji na primjer koristi organska otapala.
Ova se tehnologija pojavljuje kao potencijalna alternativa za ekstrakciju biljnih ulja, budući da bi upotrebu otapala na bazi nafte u budućnosti trebalo zamijeniti održivijim tehnološkim procesima kako bi se udovoljilo zahtjevima državnih agencija za zaštitu okoliša. Zbog visokih troškova komercijalnih enzima, industrijska implantacija ovog postupka zasad je ograničena na dobivanje maslinovog ulja koje se dodaje tijekom prešanja maslina radi poboljšanja postupka ekstrakcije.
Korištenje maceracijskih enzima povećava količinu antioksidativnih sredstava i vitamina E u ekstra djevičanskom maslinovom ulju, smanjuje indukciju do užeglosti (razgradnja masti koja daje karakterističan okus i miris), povećava učinkovitost ekstrakcije, poboljšava frakcioniranje u centrifugiranjem i proizvodi ulje s malim udjelom vlage.
Vodeno-enzimska ekstrakcija vrlo je zanimljiv postupak, posebno za mokre materijale ili vlažne pulpe voća, u kojima se voda koristi kao sredstvo za prijenos ulja. Celuloza ili uljno sjeme se zdrobi, razrijedi vodom i dodaju enzimi za razbijanje stanične stijenke i oslobađanje ulja. Temperatura postupka je općenito niska, od (40 ºC do 60 ºC) i blizu optimalne temperature enzimske aktivnosti. Nakon dodira s miješanjem potrebno je centrifugiranje za odvajanje krutina i tekuće faze, nakon čega slijedi novo centrifugiranje radi razdvajanja ulja i vode.
Čvrste tvari moraju se usmjeriti na druge procese za oporavak bjelančevina, ovisno o uljanom sjemenu, nakon čega slijedi sušenje ili drugi postupci obnavljanja. Vodena faza mora se tretirati kao efluent. Zanimljiv je proces, ali još uvijek se suočava s preprekama zbog emulgiranja koja se događa između vode i ulja i troškova enzima.
Sad kad znate glavne metode ekstrakcije biljnih ulja, možete svjesnije odabrati kada kupujete svoje. Pogledajte njegove blagodati u članku: "Biljna ulja: upoznajte blagodati i kozmetička svojstva".
