Разберете най-традиционните и усъвършенствани техники за екстракция на растителни масла
Растителните масла са мазнини, извлечени от растенията. Въпреки че други части, като корени, клони и листа, могат да се използват за получаване на растително масло, екстракцията се извършва почти изключително от семената. Маслата се образуват от триглицероли (което е съединението на три мастни киселини с молекула глицерол) и поради тази неполярна химическа природа са неразтворими във вода и разтворими в органични разтворители.
Разнообразието от източници на растително масло води до голяма променливост в процентите на екстракция. Обичайните технологии са екстракция чрез механично пресоване, с по-малки мащаби и инвестиционни поръчки, и химическа екстракция, с по-големи мащаби и инвестиции, които използват разтворители за това, докато най-напредналите извършват екстракцията с помощта на свръхкритична течност и ензими.
Независимо от използвания процес на екстракция, подготовката на суровината обикновено преминава през някои начални стъпки преди самата екстракция: почистване, декортикация (което е отделяне на черупките, ако има такива), смилане, валцуване и варене.
От химическа гледна точка няма начин да се избере най-ефективната методология за екстракция на тези съединения, която може да бъде повлияна от няколко фактора, като естеството на растението, разтворителя, използван при екстракцията, размера на частиците, времето и температурата на добив.
От екологична гледна точка изборът става по-лесен. Методът на пресоване е най-естественият, произвежда по-висококачествено масло и не генерира токсични остатъци.
По-долу можете да научите малко повече за всеки метод и оттам да направите по-съзнателен избор на продуктите, които купувате, в съответствие с въздействието върху околната среда, генерирано от всеки един.
Пресоване на растителни масла
Пресоването е процес, широко използван днес за добив на растителни масла в малък мащаб, за да се отговори на местните изисквания на кооперациите, малките производства и т.н.
Семената или бадемите, които съдържат 30% до 50% масло, могат да бъдат подложени на екстракция на масло в непрекъснати преси, наречени експелери или в хидравлични преси (периодичен процес). Този процес може да се използва за рицина от рицина, бабасу, бразилски ядки и бадеми като цяло, т.е. за материали с ниска влажност (под 10%) и наличие на влакнести материали.
Непрекъснатите преси са оборудвани с безкраен винт или винт, който смачква материала, освобождавайки маслото. Хидравличните преси (прекъснато пресоване) имат перфориран цилиндър, в който се движи бутало, което притиска суровината (която е вътре в плат или платнена торба).
В този процес има много вътрешно триене, което повишава температурата на материала и маслото и по този начин терминът "студено пресоване" не се прилага или е много трудно да се постигне при тези условия. Дори и да не се загрява преди пресоване, генерираната топлина е достатъчна, за да повиши температурата на оборудването, тортата (която е материалът, който остава след пресоването) частично обезмаслена и маслото.
При пресоването извличането на маслото не е завършено и получената торта може да има високо съдържание на остатъчно масло, което може да насърчи ранифицирането на материала, ако се съхранява дълго време. В този случай, ако суровината съдържа 50% масло, при пресоване на 100 кг материал няма да се получат 50 кг масло, а по-малко количество масло и частично обезмаслена торта. Ефективността на екстракцията зависи от оборудването, условията на процеса и суровината.
По този начин, пресоването на материали с ниско съдържание на масло може да не е икономически изгодно. От друга страна, маслата с висока добавена стойност, например за използване в козметиката, могат да активират процеса на извличане на масло чрез натискане на тази скала.
Маслото, получено чрез пресоване, е суров нефт и в зависимост от използваната суровина може да бъде тъмно и да съдържа утайка. Тъй като тези масла не са рафинирани, те образуват тъмна утайка при нагряване. Вкусът няма да е същият като този на рафинираните масла и всички тези фактори могат да доведат до отхвърляне на продукта.
При екологичния подход това е методът, който оказва най-малко въздействие, тъй като не използва и не генерира токсични продукти и отпадъци.
Екстракция с органичен разтворител
При екстракцията с органичен разтворител зърната се натрошават, за да се улесни проникването в разтворителя (хексан - петролно производно, етилов етер, етанол, метанол и др.). Маслата мигрират от семената към разтворителя, тъй като имат по-голям афинитет към него и тогава е необходимо да се извърши възстановяването на разтворителя, което може да се използва отново в процеса.
Най-често се използва за отстраняване на масло от семена, с един недостатък: възможността за термично разграждане на много полезни компоненти, които се губят в този процес, в зависимост от условията, използвани при конвенционалната екстракция, в допълнение към необходимостта от елиминиране на отработеното масло. органичен маслен разтворител. Поради това се изисква строг контрол на фактори като избора на използвания разтворител, времето на екстракция и температурата и самият производствен процес, който, ако не се проведе добре, може да причини изтичане на тези токсични разтворители, замърсявайки околната среда и опияняващи хората. .
Екстракцията с органични разтворители може да бъде ефективна в някои случаи, но става агресивна за околната среда поради използваните продукти и отпадъците, генерирани по време на употребата на токсични вещества, като например петролни производни, които, тъй като идват от невъзобновяеми източници. възобновяеми, може да причини сериозни щети на екосистемата.
Екстракция със свръхкритична течност
Какво е свръхкритична течност?
Когато съединението е ограничено в определено пространство, газът и течността са в баланс помежду си. Чрез нагряване на системата присъщите свойства и на двете се сближават до една и съща точка, докато станат идентични (например плътност, вискозитет, индекс на пречупване, топлопроводимост и др.). Тази точка се нарича критична точка и завършва границата газ / течност, тъй като от тази точка има една свръхкритична фаза. Следователно свръхкритичната течност е всяко вещество, което е в условия на налягане и температура над критичните си параметри.
Различни свойства на течностите (които могат да бъдат течни или газообразни вещества) се променят при тези условия, ставайки подобни на тези на някои газове и течности. Плътността на свръхкритичната течност е подобна на течността, нейният вискозитет е подобен на този на газовете, а дифузионният капацитет е междинен между двете състояния.
Следователно свръхкритичното състояние на течностите може да се определи като състоянието, при което течността и газът не могат да се различават един от друг. Поради ниския си вискозитет и високата дифузионна способност, свръхкритичните течности имат по-добри транспортни свойства от течностите. Тези характеристики дават на флуида по-голяма способност да действа като разтворител. Те могат лесно да дифузират през твърди материали, като премахват маслото и водят до по-добри добиви на екстракция. Въглеродният диоксид (CO2), най-използваната течност поради умерената си температура (31,3 ° C) и критичното налягане (72,9 atm), е газообразен при стайна температура.
Тази методология се счита за желана, тъй като не отделя токсични остатъци от разтворители в околната среда и има предимството да се получат продукти без разтворители, тъй като разделянето между разтвореното вещество (в случая масло) и разтворителя (зависи от използвания вид, най-често срещаният е CO2) възниква поради промени в условията на налягане и / или температура, така че използваният разтворител е газообразен при тези условия. Освен това този метод е показан, когато съществува опасност от термично разграждане на екстрактите, тъй като неговият оперативен контрол позволява използването на умерени температури.
Хранителната, козметичната и фармацевтичната индустрия се интересуват от свръхкритична екстракция, която да замени конвенционалните екстракционни процеси (като екстракция с органични разтворители и хидродистилация) за получаване на етерични масла и олеорезини. Свръхкритичната екстракция произвежда екстракти без остатъци и може да се извършва при ниски температури, запазвайки качеството на съединенията, които се разграждат при високи температури. Свръхкритичната течност все още има висока селективност чрез промяна в температурата и работното налягане, така че могат да бъдат определени оптималните условия за извличане на специфични вещества и по този начин да се получат по-добри добиви.
Основният недостатък на свръхкритичната екстракция е високото налягане, необходимо за операцията, което изисква прекалено скъпо оборудване, повишаващо цената на крайния продукт. Други предимства като например високата чистота на екстрактите и голямата ефективност на процеса могат да го направят жизнеспособен за приложение в храната.
Следователно трябва да се проведат проучвания, за да се оптимизират тези процеси и да се намалят разходите им, превръщайки ги в ефективна алтернатива за контрол на окисляването на липидите в масла, мазнини и мазни храни, също поради по-ниското въздействие върху околната среда в сравнение с метода най-използваните днес, което е екстракцията с органични разтворители.
Екстракция с ензими
Ензимите са група органични вещества с протеинова природа, които са способни да ускоряват химичните реакции. Те присъстват в жизнените ни процеси, като храносмилането, разграждането на съединенията, наред с много други.
Ензимната екстракция се състои в използването на ензими, които използват водни молекули за разбиване на клетъчната стена на зеленчуците, освобождавайки маслото във водната среда. Маслото се отделя от водата чрез центрофугиране, което води до по-чист продукт от процеса, който използва органични разтворители, например.
Тази технология се очертава като потенциална алтернатива за извличане на растителни масла, тъй като използването на разтворители на петролна основа трябва да бъде заменено в бъдеще с по-устойчиви технологични процеси, за да отговори на изискванията на държавните агенции за опазване на околната среда. Поради високата цена на търговските ензими, индустриалното имплантиране на този процес засега е ограничено до получаване на маслиново масло, което се добавя по време на пресоването на маслините, за да се подобри процесът на екстракция.
Използването на мацерационни ензими увеличава количеството на антиоксидантните агенти и витамин Е в екстра върджин зехтина, намалява индукцията до гранясване (разграждане на мазнините, което придава характерен вкус и мирис), повишава ефективността на екстракцията, подобрява фракционирането в центрофугиране и произвежда масло с ниско съдържание на влага.
Водно-ензимната екстракция е много интересен процес, главно за мокри материали или мокри плодови пулпи, при които водата се използва като средство за пренос на масло. Пулпата или маслодайното семе се смачкват, разреждат се с вода и се добавят ензими, за да се счупи клетъчната стена и да се освободи маслото. Температурата на процеса е ниска, от (40 ºC до 60 ºC) като цяло и близка до оптималната температура на ензимната активност. След контакт с разбъркване е необходимо центрофугиране за отделяне на твърдите вещества и течната фаза, последвано от ново центрофугиране за разделяне на маслото и водата.
Твърдите вещества трябва да бъдат насочени към други процеси за възстановяване на протеини, в зависимост от маслодайните семена, последвани от сушене или други процеси на възстановяване. Водната фаза трябва да се третира като отток. Това е интересен процес, но все пак се сблъсква с пречки поради емулгирането, което се случва между вода и масло и цената на ензимите.
Сега, след като знаете основните методи за извличане на растителни масла, можете да направите по-съзнателен избор, когато купувате вашето. Вижте ползите от него в статията: „Растителни масла: знайте ползите и козметичните свойства“.
