Forstå de mest tradisjonelle og avanserte ekstraksjonsteknikkene av vegetabilske oljer
Vegetabilske oljer er fett ekstrahert fra planter. Selv om andre deler, som røtter, grener og blader, kan brukes til å skaffe vegetabilsk olje, skjer ekstraksjon nesten utelukkende fra frøene. Oljer dannes av triglyseroler (som er foreningen av tre fettsyrer til et glyserolmolekyl) og er på grunn av denne ikke-polare kjemiske naturen uoppløselig i vann og løselig i organiske løsningsmidler.
Mangfoldet av vegetabilske oljekilder fører til stor variasjon i utvinningsprosentene. De vanlige teknologiene er ekstraksjon ved mekanisk pressing, med mindre skalaer og investeringsordrer, og kjemisk ekstraksjon, med større skalaer og investeringer, som bruker løsningsmidler til dette, mens de mest avanserte utfører ekstraksjonen ved hjelp av superkritisk væske og enzymer.
Uansett hvilken ekstraksjonsprosess som brukes, går tilberedningen av råmaterialet vanligvis gjennom noen innledende trinn før selve ekstraksjonen: rengjøring, avkortering (som er separasjonen av skjellene, hvis noen), sliping, rulling og matlaging.
Fra et kjemisk synspunkt er det ingen måte å velge den mest effektive metoden for ekstraksjon av disse forbindelsene, som kan påvirkes av flere faktorer, for eksempel plantens natur, løsningsmidlet som brukes i ekstraksjonen, størrelsen på partiklene, tiden og temperaturen til utdrag.
Fra et miljøperspektiv blir valget enklere. Pressemetoden er den mest naturlige, produserer olje av høyere kvalitet og genererer ikke giftig avfall.
Deretter kan du lære litt mer om hver metode og derfra ta et mer bevisst valg av produktene du kjøper i henhold til miljøpåvirkningen som hver enkelt genererer.
Pressing av vegetabilske oljer
Pressekstraksjon er en prosess som i dag er mye brukt for utvinning av vegetabilske oljer i liten skala, for å møte lokale krav fra kooperativer, små produksjoner, etc.
Frø eller mandler som inneholder 30% til 50% olje kan bli utsatt for oljeekstraksjon i kontinuerlige presser, kalt utdrivere , eller i hydrauliske presser (batch-prosess). Denne prosessen kan brukes til lakserhjul, babassu, paranøtter og mandler generelt, det vil si for materialer med lav luftfuktighet (under 10%) og tilstedeværelse av fibermateriale.
Kontinuerlige presser er utstyrt med en endeløs skrue eller skrue som knuser materialet og frigjør oljen. Hydrauliske presser (diskontinuerlig pressing) har en perforert sylinder der et stempel som presser råmaterialet (som er inne i en klut eller lerretpose) beveger seg.
I denne prosessen er det mye intern friksjon som øker temperaturen på materialet og oljen, og begrepet "kaldpressing" gjelder ikke eller er vanskelig å oppnå under disse forholdene. Selv om den ikke varmes opp før pressing, er den genererte varmen tilstrekkelig til å øke temperaturen på utstyret, kaken (som er materialet som er igjen etter pressingen) avfettes delvis og oljen.
Ved pressing er ikke oljeekstraksjonen fullført, og den oppnådde kaken kan ha et høyt gjenværende oljeinnhold, noe som kan fremme harskning av materialet, hvis den lagres i lang tid. I dette tilfellet, hvis råmaterialet inneholder 50% olje, når du presser 100 kg materiale, vil ikke 50 kg olje fås, men en mindre mengde olje og en delvis avfettet kake. Utvinningseffektiviteten avhenger av utstyret, prosessforholdene og råmaterialet.
Således kan ikke pressematerialer med lavt oljeinnhold være økonomisk levedyktig. På den annen side kan oljer med høy merverdi, for eksempel i kosmetikk, muliggjøre oljeekstraksjonsprosessen ved å trykke på denne skalaen.
Oljen som oppnås ved pressing er råolje, og avhengig av råmaterialet som brukes, kan den være mørk og ha sediment. Da disse oljene ikke er raffinert, danner de et mørkt bunnfall etter oppvarming. Smaken vil ikke være den samme som for raffinerte oljer, og alle disse faktorene kan føre til avvisning av produktet.
Under miljøtilnærmingen er dette metoden som gir minst innvirkning, siden den ikke bruker og ikke genererer giftige produkter og avfall.
Ekstraksjon med organisk løsningsmiddel
I ekstraksjonen med organisk løsningsmiddel knuses kornene for å lette penetrering i løsningsmidlet (heksan - petroleumderivat, etyleter, etanol, metanol, blant andre). Oljene vandrer fra frøene til løsningsmidlet fordi de har større tilknytning til det, og da er det nødvendig å utføre gjenvinning av løsningsmidlet, som kan brukes på nytt i prosessen.
Det er den mest brukte for å fjerne olje fra frø, med en ulempe: muligheten for termisk nedbrytning av mange gunstige komponenter, som går tapt i denne prosessen, avhengig av forholdene som brukes i konvensjonell ekstraksjon, i tillegg til behovet for å eliminere spillolje. organisk olje løsemiddel. Derfor krever det streng kontroll av faktorer som valg av løsemiddel som brukes, ekstraksjonstid og temperatur og selve produksjonsprosessen, som, hvis ikke godt utført, kan forårsake lekkasje av disse giftige løsningsmidlene, forurense miljøet og berusende mennesker. .
Ekstraksjon med organiske løsningsmidler kan i noen tilfeller være effektiv, men det blir aggressivt for miljøet på grunn av produktene som brukes og avfall som genereres under bruk av giftige stoffer, som for eksempel petroleumsderivater, fordi de kommer fra ikke-fornybare kilder. fornybar, kan forårsake alvorlig skade på økosystemet.
Ekstraksjon med superkritisk væske
Hva er en superkritisk væske?
Når en forbindelse er begrenset til et gitt rom, er gass og væske i balanse med hverandre. Ved å varme opp systemet, konvergerer de iboende egenskapene til begge til samme punkt til de er identiske (for eksempel tetthet, viskositet, brytningsindeks, varmeledningsevne, etc.). Dette punktet kalles det kritiske punktet, og det ender gass / væskegrensesnittet, siden det fra dette punktet er en enkelt superkritisk fase. Superkritisk væske er derfor ethvert stoff som er under trykk- og temperaturforhold over sine kritiske parametere.
Ulike egenskaper til væsker (som kan være en flytende eller gassformig substans) endres under disse forholdene, og blir lik de for noen gasser og væsker. Tettheten til den superkritiske væsken er lik væsken, dens viskositet er lik gassene og dens diffusjonskapasitet er mellom de to tilstandene.
Derfor kan den superkritiske tilstanden til væsker defineres som tilstanden der væske og gass ikke kan skilles fra hverandre. På grunn av sin lave viskositet og høye diffusjonskapasitet har superkritiske væsker bedre transportegenskaper enn væsker. Disse egenskapene gir væsken større kapasitet til å fungere som et løsningsmiddel. De kan lett diffundere gjennom faste materialer, fjerne olje og gi bedre utvinningsutbytter. Karbondioksid (CO2), den mest brukte væsken på grunn av dens moderate temperatur (31,3 ° C) og kritisk trykk (72,9 atm), er gassformig ved romtemperatur.
Denne metoden anses som ønskelig, da den ikke frigjør giftige løsemiddelrester i miljøet og har fordelen av å oppnå løsemiddelfrie produkter, siden skillet mellom løsemiddel (i dette tilfellet olje) og løsemiddel (avhenger av typen som brukes, det vanligste er CO2) oppstår på grunn av endringer i trykk og / eller temperaturforhold, slik at løsningsmidlet som brukes er gassformig under disse forholdene. I tillegg er denne metoden indikert når det er fare for termisk nedbrytning av ekstraktene, siden dens operasjonelle kontroll tillater bruk av moderate temperaturer.
Næringsmiddel-, kosmetikk- og farmasøytisk industri er interessert i superkritisk ekstraksjon for å erstatte konvensjonelle ekstraksjonsprosesser (for eksempel ekstraksjon med organiske løsningsmidler og hydrodestillasjon) for å oppnå essensielle oljer og oleoresiner. Superkritisk ekstraksjon produserer ekstrakter uten rester og kan utføres ved lave temperaturer, noe som bevarer kvaliteten på forbindelser som brytes ned ved høye temperaturer. Den superkritiske væsken har fortsatt høy selektivitet gjennom variasjon i temperatur og driftstrykk, slik at de optimale forholdene kan bestemmes for å ekstrahere spesifikke stoffer og dermed oppnå bedre utbytter.
Den største ulempen med superkritisk ekstraksjon er det høye trykket som kreves for operasjonen som krever for dyrt utstyr, noe som øker kostnadene for sluttproduktet. Andre fordeler som for eksempel ekstraktenes høye renhet og prosessens store effektivitet kan gjøre det levedyktig for påføring i mat.
Derfor bør det utføres studier for å optimalisere disse prosessene og redusere kostnadene, noe som gjør dem til et effektivt alternativ for kontroll av lipidoksidasjon i oljer, fett og fettstoffer, også på grunn av den lavere miljøpåvirkningen som genereres sammenlignet med metoden. brukes for tiden, som er ekstraksjon med organiske løsningsmidler.
Ekstraksjon med enzymer
Enzymer er en gruppe organiske stoffer av protein karakter som er i stand til å akselerere kjemiske reaksjoner. De er til stede i våre vitale prosesser, som fordøyelse av mat, nedbrytning av forbindelser, blant mange andre.
Enzymatisk ekstraksjon består av bruk av enzymer som bruker vannmolekyler for å bryte celleveggen til grønnsaker, og frigjør oljen i det vandige mediet. Oljen skilles fra vannet ved sentrifugering, noe som for eksempel resulterer i et renere produkt enn prosessen som bruker organiske løsningsmidler.
Denne teknologien fremstår som et potensielt alternativ for utvinning av vegetabilske oljer, siden bruk av petroleumsbaserte løsemidler i fremtiden bør erstattes av mer bærekraftige teknologiske prosesser, for å oppfylle kravene fra statlige miljøvernbyråer. På grunn av de høye kostnadene ved kommersielle enzymer er den industrielle implantasjonen av denne prosessen så langt begrenset til å oppnå olivenolje tilsatt under pressingen av oliven for å forbedre ekstraksjonsprosessen.
Bruk av maserasjonsenzymer øker mengden antioksidanter og vitamin E i ekstra jomfruolivenolje, reduserer induksjon til harskhet (nedbrytning av fett, som gir karakteristisk smak og lukt), øker ekstraksjonseffektiviteten, forbedrer fraksjonering i sentrifugering og produserer olje med lavt fuktighetsinnhold.
Vann-enzymatisk ekstraksjon er en veldig interessant prosess, hovedsakelig for våte materialer eller våte fruktmasser, der vann brukes som et middel for oljeoverføring. Massa eller oljefrø knuses, fortynnes med vann og enzymer tilsettes for å bryte celleveggen og frigjøre oljen. Prosestemperaturen er lav, fra (40 ° C til 60 ° C) generelt, og nær den optimale enzymaktivitetstemperaturen. Etter kontakt med omrøring er det nødvendig med en sentrifugering for å skille faste stoffer og væskefasen, etterfulgt av en ny sentrifugering for å skille olje og vann.
De faste stoffene må rettes mot andre prosesser for utvinning av protein, avhengig av oljefrø, etterfulgt av tørking eller andre utvinningsprosesser. Vannfasen må behandles som avløp. Det er en interessant prosess, men den står fortsatt overfor hindringer på grunn av emulgeringen som oppstår mellom vann og olje og kostnaden for enzymer.
Nå som du kjenner til de viktigste metodene for å utvinne vegetabilske oljer, kan du ta et mer bevisst valg når du kjøper dine. Sjekk fordelene i artikkelen: "Vegetabilske oljer: kjenn fordelene og kosmetiske egenskapene".
