Förstå de mest traditionella och avancerade extraktionsteknikerna av vegetabiliska oljor
Vegetabiliska oljor är fetter extraherade från växter. Även om andra delar, såsom rötter, grenar och löv, kan användas för att erhålla vegetabilisk olja, sker extraktionen nästan uteslutande från frön. Oljor bildas av triglyceroler (vilket är föreningen av tre fettsyror med en glycerolmolekyl) och är på grund av denna icke-polära kemiska natur olösliga i vatten och lösliga i organiska lösningsmedel.
Mångfalden av vegetabiliska oljekällor leder till stor variation i extraktionsprocenten. De vanliga teknikerna är extraktion med mekanisk pressning, med mindre skalor och investeringsorder, och kemisk extraktion, med större skalor och investeringar, som använder lösningsmedel för detta, medan de mest avancerade utför extraktionen med superkritisk vätska och enzymer.
Oavsett vilken utvinningsprocess som används använder beredningen av råmaterialet vanligtvis några inledande steg innan själva extraktionen: rengöring, avskalning (vilket är separationen av skalen, om någon), slipning, valsning och kokning.
Ur kemisk synpunkt finns det inget sätt att välja den mest effektiva metoden för extraktion av dessa föreningar, vilket kan påverkas av flera faktorer, såsom växtens natur, lösningsmedlet som används i extraktionen, partiklarnas storlek, tid och temperatur på extraktion.
Ur miljösynpunkt blir valet enklare. Pressmetoden är den mest naturliga, producerar en olja av högre kvalitet och genererar inte giftigt avfall.
Därefter kan du lära dig lite mer om varje metod och därifrån göra ett mer medvetet val av de produkter du köper utifrån de miljöpåverkan som genereras av var och en.
Pressning av vegetabiliska oljor
Pressextraktion är en process som ofta används idag för utvinning av vegetabiliska oljor i liten skala för att möta lokala krav från kooperativ, små produktioner etc.
Frön eller mandlar som innehåller 30 till 50% olja kan utsättas för oljeextraktion i kontinuerliga pressar, kallas expellers , eller i hydrauliska pressar (satsprocess). Denna process kan användas för länkhjul, babassu, paranötter och mandlar i allmänhet, det vill säga för material med låg luftfuktighet (under 10%) och närvaron av fibröst material.
Kontinuerliga pressar är utrustade med en ändlös skruv eller skruv som krossar materialet och släpper ut oljan. Hydrauliska pressar (diskontinuerlig pressning) har en perforerad cylinder där en kolv som pressar råmaterialet (som finns i en tyg- eller dukpåse) rör sig.
I denna process finns det mycket intern friktion som höjer temperaturen på materialet och oljan, och termen "kallpressning" gäller således inte eller är mycket svår att nå under dessa förhållanden. Även om den inte värms upp innan den pressas, är den genererade värmen tillräcklig för att öka utrustningens temperatur, kakan (som är det material som finns kvar efter pressningen) avfettas delvis och oljan.
Vid pressning är oljeextraktionen inte fullständig och den erhållna kakan kan ha en hög kvarvarande oljehalt, vilket kan främja härdning av materialet, om den förvaras under lång tid. I det här fallet, om råmaterialet innehåller 50% olja, när man pressar 100 kg material, erhålls inte 50 kg olja utan en mindre mängd olja och en delvis avfettad kaka. Extraktionseffektiviteten beror på utrustningen, processförhållandena och råvaran.
Således kanske pressningen av material med låg oljehalt inte är ekonomiskt bärkraftig. Å andra sidan kan oljor med högt mervärde, exempelvis för användning i kosmetika, möjliggöra oljeextraktionsprocessen genom att trycka på denna skala.
Oljan som erhålls genom pressning är råolja och beroende på vilken råvara som används kan den vara mörk och ha sediment. Eftersom dessa oljor inte raffineras bildar de en mörk fällning vid upphettning. Smaken blir inte densamma som för raffinerade oljor och alla dessa faktorer kan leda till att produkten avvisas.
Enligt miljöstrategin är detta den metod som orsakar minsta påverkan, eftersom den inte använder och inte genererar giftiga produkter och avfall.
Extraktion med organiskt lösningsmedel
Vid extraktionen med organiskt lösningsmedel krossas kornen för att underlätta penetrering i lösningsmedlet (bland annat hexan - petroleumderivat, etyleter, etanol, metanol). Oljorna migrerar från fröna till lösningsmedlet eftersom de har större affinitet med det, och sedan är det nödvändigt att utföra återvinningen av lösningsmedlet, vilket kan återanvändas igen i processen.
Det är det vanligaste för att avlägsna olja från frön, med en nackdel: möjligheten till termisk nedbrytning av många fördelaktiga komponenter, som går förlorade i denna process, beroende på de förhållanden som används vid konventionell extraktion, förutom behovet av att eliminera spillolja. organiskt oljelösningsmedel. Därför kräver det strikt kontroll av faktorer som val av lösningsmedel som används, extraktionstid och temperatur och själva produktionsprocessen, som, om inte väl genomfört, kan orsaka läckage av dessa giftiga lösningsmedel, förorenar miljön och berusar människor. .
Extraktion med organiska lösningsmedel kan i vissa fall vara effektiv, men det blir aggressivt för miljön på grund av de produkter som används och avfall som genereras vid användning av giftiga ämnen, såsom petroleumsderivat, till exempel, eftersom de kommer från icke förnybara källor. förnybar, kan orsaka allvarliga skador på ekosystemet.
Extraktion med superkritisk vätska
Vad är en superkritisk vätska?
När en förening är begränsad till ett visst utrymme är gas och vätska i balans med varandra. Genom att värma systemet konvergerar de inre egenskaperna hos båda till samma punkt tills de är identiska (till exempel densitet, viskositet, brytningsindex, värmeledningsförmåga, etc.). Denna punkt kallas den kritiska punkten och den avslutar gränssnittet mellan gas och vätska, eftersom det från denna punkt finns en enda superkritisk fas. Superkritisk vätska är därför vilken substans som helst som är under tryck och temperatur över sina kritiska parametrar.
Olika egenskaper hos vätskor (som kan vara en flytande eller gasformig substans) förändras under dessa förhållanden och blir liknande de för vissa gaser och vätskor. Densiteten hos den superkritiska vätskan liknar vätskans densitet, dess viskositet liknar den hos gaser och dess diffusionskapacitet är mellan de två tillstånden.
Därför kan vätskans superkritiska tillstånd definieras som det tillstånd där vätska och gas inte kan särskiljas från varandra. På grund av sin låga viskositet och höga diffusionskapacitet har superkritiska vätskor bättre transportegenskaper än vätskor. Dessa egenskaper ger vätskan större förmåga att fungera som ett lösningsmedel. De kan lätt diffundera genom fasta material, avlägsna olja och resultera i bättre extraktionsutbyten. Koldioxid (CO2), den mest använda vätskan på grund av dess måttliga temperatur (31,3 ° C) och kritiskt tryck (72,9 atm), är gasformig vid rumstemperatur.
Denna metod anses vara önskvärd, eftersom den inte släpper ut giftiga lösningsmedelsrester i miljön och har fördelen att man erhåller lösningsmedelsfria produkter, eftersom separationen mellan löst ämne (i detta fall olja) och lösningsmedel (beror på vilken typ som används, det vanligaste är CO2) uppstår på grund av förändringar i tryck och / eller temperaturförhållanden, så att lösningsmedlet som används är gasformigt under dessa förhållanden. Dessutom indikeras denna metod när det finns en risk för termisk nedbrytning av extrakten, eftersom dess driftsstyrning möjliggör användning av måttliga temperaturer.
Livsmedels-, kosmetik- och läkemedelsindustrin är intresserad av superkritisk extraktion för att ersätta konventionella extraktionsprocesser (såsom extraktion med organiska lösningsmedel och hydrodestillation) för att erhålla eteriska oljor och oleoresiner. Superkritisk extraktion ger extraktfria rester och kan utföras vid låga temperaturer, vilket bevarar kvaliteten på föreningar som bryts ned vid höga temperaturer. Den superkritiska vätskan har fortfarande hög selektivitet genom variationen i temperatur och arbetstryck, så det är möjligt att bestämma de optimala förhållandena för att extrahera specifika ämnen och därmed uppnå bättre utbyten.
Den största nackdelen med superkritisk extraktion är det höga tryck som krävs för operationen som kräver alltför dyr utrustning, vilket ökar kostnaden för slutprodukten. Andra fördelar såsom exempelvis extraktens höga renhet och processens stora effektivitet kan göra det livskraftigt för applicering i livsmedel.
Därför bör studier genomföras för att optimera dessa processer och minska deras kostnader, vilket gör dem till ett effektivt alternativ för kontroll av lipidoxidation i oljor, fetter och feta livsmedel, också på grund av den lägre miljöpåverkan som genereras jämfört med metoden. mest använda idag, vilket är extraktion med organiska lösningsmedel.
Extraktion med enzymer
Enzymer är en grupp organiska ämnen av proteinkarakt som kan påskynda kemiska reaktioner. De är närvarande i våra viktiga processer, såsom matsmältning, nedbrytning av föreningar, bland många andra.
Enzymatisk extraktion består av användning av enzymer som använder vattenmolekyler för att bryta cellväggen av grönsaker och släpper ut oljan i det vattenhaltiga mediet. Oljan separeras från vattnet genom centrifugering, vilket resulterar i en renare produkt än processen som t.ex. använder organiska lösningsmedel.
Denna teknik framträder som ett potentiellt alternativ för utvinning av vegetabiliska oljor, eftersom användningen av petroleumbaserade lösningsmedel i framtiden bör ersättas av mer hållbara tekniska processer för att uppfylla kraven från statliga miljöskyddsbyråer. På grund av den höga kostnaden för kommersiella enzymer är den industriella implantationen av denna process hittills begränsad till att erhålla olivolja tillsatt under pressningen av oliverna för att förbättra extraktionsprocessen.
Användningen av macerationsenzymer ökar mängden antioxidantmedel och vitamin E i extra jungfruolivolja, minskar induktion till harskhet (nedbrytning av fetter, vilket ger karakteristisk smak och lukt), ökar extraktionseffektiviteten, förbättrar fraktionering i centrifugering och producerar olja med låg fukthalt.
Vattenhaltig enzymatisk extraktion är en mycket intressant process, särskilt för våta material eller våta fruktmassor, där vatten används som ett medel för oljeöverföring. Massan eller oljeväxten krossas, späds med vatten och enzymer tillsätts för att bryta cellväggen och släppa ut oljan. Processens temperatur är i allmänhet låg (från 40 ° C till 60 ° C) och nära den optimala enzymaktivitetstemperaturen. Efter kontakt med omröring krävs en centrifugering för att separera fasta ämnen och vätskefasen, följt av en ny centrifugering för att separera olja och vatten.
De fasta ämnena måste riktas till andra processer för proteinåtervinning, beroende på oljeväxter, följt av torkning eller andra återvinningsprocesser. Vattenfasen måste behandlas som avloppsvatten. Det är en intressant process, men den står fortfarande inför hinder på grund av emulgeringen som sker mellan vatten och olja och kostnaden för enzymer.
Nu när du känner till de viktigaste metoderna för att extrahera vegetabiliska oljor kan du göra ett mer medvetet val när du köper din. Kolla in fördelarna i artikeln: "Vegetabiliska oljor: känn fördelarna och kosmetiska egenskaperna".
