Begrijp de meest traditionele en geavanceerde extractietechnieken van plantaardige oliën
Plantaardige oliën zijn vetten die uit planten worden gewonnen. Hoewel andere delen, zoals wortels, takken en bladeren, kunnen worden gebruikt om plantaardige olie te verkrijgen, vindt extractie vrijwel uitsluitend plaats uit de zaden. Oliën worden gevormd door triglycerolen (wat de vereniging is van drie vetzuren met een glycerolmolecuul) en zijn vanwege deze niet-polaire chemische aard onoplosbaar in water en oplosbaar in organische oplosmiddelen.
De diversiteit aan plantaardige oliebronnen leidt tot een grote variatie in de extractiepercentages. De gebruikelijke technologieën zijn extractie door mechanisch persen, met kleinere schalen en investeringsopdrachten, en chemische extractie, met grotere schalen en investeringen, die hiervoor oplosmiddelen gebruiken, terwijl de meest geavanceerde de extractie uitvoeren met superkritische vloeistof en enzymen.
Ongeacht het gebruikte extractieproces, doorloopt de bereiding van de grondstof normaal gesproken enkele eerste stappen voordat de extractie zelf plaatsvindt: schoonmaken, ontdooien (dit is het scheiden van de schelpen, indien aanwezig), pletten, rollen en koken.
Chemisch gezien is er geen manier om de meest efficiënte methode te kiezen voor de extractie van deze verbindingen, die kan worden beïnvloed door verschillende factoren, zoals de aard van de plant, het oplosmiddel dat bij de extractie wordt gebruikt, de grootte van de deeltjes, de tijd en temperatuur van extractie.
Vanuit milieuoogpunt wordt de keuze eenvoudiger. De persmethode is de meest natuurlijke, levert een hogere kwaliteit olie op en levert geen giftig afval op.
Hieronder kunt u iets meer leren over elke methode en van daaruit een bewustere keuze maken voor de producten die u koopt op basis van de milieueffecten die door elke methode worden gegenereerd.
Persen van plantaardige oliën
Persextractie is een proces dat tegenwoordig veel wordt gebruikt voor de extractie van plantaardige oliën op kleine schaal, om te voldoen aan de lokale eisen van coöperaties, kleine producties, enz.
Zaden of amandelen die 30% tot 50% olie bevatten, kunnen worden onderworpen aan oliewinning in continue persen, schilfers genaamd , of in hydraulische persen (batchproces). Dit proces kan worden gebruikt voor castor, babassu, paranoten en amandelen in het algemeen, dat wil zeggen voor materialen met een lage luchtvochtigheid (minder dan 10%) en de aanwezigheid van vezelachtig materiaal.
Continue persen zijn uitgerust met een eindloze schroef of schroef die het materiaal verplettert en de olie vrijgeeft. Hydraulische persen (discontinu persen) hebben een geperforeerde cilinder waarin een plunjer beweegt die het ruwe materiaal (dat zich in een stoffen of canvas zak bevindt) beweegt.
In dit proces is er veel interne wrijving die de temperatuur van het materiaal en de olie verhoogt en daarom is de term "koud persen" niet van toepassing of is deze zeer moeilijk te bereiken onder deze omstandigheden. Zelfs als het niet opwarmt vóór het persen, is de gegenereerde warmte voldoende om de temperatuur van de apparatuur te verhogen, de cake (dat is het materiaal dat overblijft na het persen) gedeeltelijk ontvet en de olie.
Bij het persen is de olie-extractie niet volledig en de verkregen koek kan een hoog restoliegehalte hebben, wat het ranzigheid van het materiaal kan bevorderen, indien het gedurende lange tijd wordt bewaard. In dit geval, als de grondstof 50% olie bevat, zal bij het persen van 100 kg materiaal geen 50 kg olie worden verkregen, maar een kleinere hoeveelheid olie en een gedeeltelijk ontvet koek. Het extractierendement is afhankelijk van de apparatuur, de procesomstandigheden en de grondstof.
Het persen van materialen met een laag oliegehalte is dus mogelijk niet economisch haalbaar. Aan de andere kant kunnen oliën met een hoge toegevoegde waarde, bijvoorbeeld voor gebruik in cosmetica, het proces van oliewinning door persen op deze schaal mogelijk maken.
De door persing verkregen olie is ruwe olie en kan, afhankelijk van de gebruikte grondstof, donker en aanwezig sediment zijn. Aangezien deze oliën niet worden geraffineerd, vormen ze bij verhitting een donker neerslag. De smaak zal niet hetzelfde zijn als die van geraffineerde oliën en al deze factoren kunnen leiden tot afkeuring van het product.
Onder de milieubenadering is dit de methode die de minste impact heeft, omdat deze geen gebruik maakt van en geen giftige producten en afval genereert.
Extractie met organisch oplosmiddel
Bij de extractie door een organisch oplosmiddel worden de korrels fijngemaakt om de penetratie in het oplosmiddel te vergemakkelijken (hexaan - petroleumderivaat, ethylether, ethanol, methanol, onder andere). De oliën migreren van de zaden naar het oplosmiddel omdat ze er een grotere affiniteit mee hebben, en dan is het nodig om het oplosmiddel terug te winnen, dat in het proces opnieuw kan worden gebruikt.
Het wordt het meest gebruikt om olie uit zaden te verwijderen, met één nadeel: de mogelijkheid van thermische degradatie van veel nuttige componenten, die bij dit proces verloren gaan, afhankelijk van de omstandigheden die bij conventionele extractie worden gebruikt, naast de noodzaak om afgewerkte olie te elimineren. organisch olieoplosmiddel. Daarom vereist het een strikte controle van factoren zoals de selectie van het gebruikte oplosmiddel, de extractietijd en -temperatuur, en het productieproces zelf, dat, als het niet goed wordt uitgevoerd, lekkage van deze giftige oplosmiddelen kan veroorzaken, het milieu vervuilen en mensen bedwelmen. .
Extractie met organische oplosmiddelen kan in sommige gevallen efficiënt zijn, maar wordt agressief voor het milieu door de producten die worden gebruikt en het afval dat vrijkomt bij het gebruik van giftige stoffen, zoals bijvoorbeeld aardoliederivaten, die afkomstig zijn van niet-hernieuwbare bronnen. hernieuwbaar, kan ernstige schade toebrengen aan het ecosysteem.
Extractie met superkritische vloeistof
Wat is een superkritische vloeistof?
Wanneer een verbinding beperkt is tot een bepaalde ruimte, zijn gas en vloeistof met elkaar in evenwicht. Door het systeem te verwarmen, komen de intrinsieke eigenschappen van beide samen tot hetzelfde punt totdat ze identiek zijn (bijvoorbeeld dichtheid, viscositeit, brekingsindex, thermische geleidbaarheid, enz.). Dit punt wordt het kritieke punt genoemd en het beëindigt de gas / vloeistof-interface, aangezien er vanaf dit punt een enkele superkritische fase is. Superkritische vloeistof is daarom elke stof die zich onder druk en temperatuur bevindt boven de kritische parameters.
Verschillende eigenschappen van vloeistoffen (die een vloeibare of gasvormige stof kunnen zijn) veranderen onder deze omstandigheden en worden vergelijkbaar met die van sommige gassen en vloeistoffen. De dichtheid van de superkritische vloeistof is vergelijkbaar met die van vloeistoffen, de viscositeit is vergelijkbaar met die van gassen en de diffusiecapaciteit ligt tussen de twee toestanden in.
Daarom kan de superkritische toestand van vloeistoffen worden gedefinieerd als de toestand waarin vloeistof en gas niet van elkaar te onderscheiden zijn. Door hun lage viscositeit en hoge diffusiecapaciteit hebben superkritische vloeistoffen betere transporteigenschappen dan vloeistoffen. Deze eigenschappen geven de vloeistof een groter vermogen om als oplosmiddel te werken. Ze kunnen gemakkelijk door vaste materialen diffunderen, olie verwijderen en resulteren in betere extractieopbrengsten. Koolstofdioxide (CO2), de meest gebruikte vloeistof vanwege zijn gematigde temperatuur (31,3 ° C) en kritische druk (72,9 atm), is gasvormig bij kamertemperatuur.
Deze methodologie wordt als wenselijk beschouwd, aangezien het geen giftige oplosmiddelresten afgeeft in het milieu en het voordeel heeft dat er oplosmiddelvrije producten worden verkregen, aangezien de scheiding tussen opgeloste stof (in dit geval olie) en oplosmiddel (afhankelijk van het gebruikte type, de de meest voorkomende is CO2) treedt op als gevolg van veranderingen in druk en / of temperatuuromstandigheden, zodat het gebruikte oplosmiddel onder deze omstandigheden gasvormig is. Bovendien is deze methode aangewezen wanneer er gevaar voor thermische afbraak van de extracten bestaat, aangezien de operationele controle het gebruik van gematigde temperaturen mogelijk maakt.
De voedings-, cosmetische en farmaceutische industrie is geïnteresseerd in superkritische extractie ter vervanging van conventionele extractieprocessen (zoals extractie met organische oplosmiddelen en hydrodistillatie) om etherische oliën en oleoharsen te verkrijgen. Superkritische extractie produceert extracten vrij van residuen en kan bij lage temperaturen worden uitgevoerd, waarbij de kwaliteit van verbindingen die bij hoge temperaturen worden afgebroken, behouden blijft. De superkritische vloeistof heeft nog steeds een hoge selectiviteit door de variatie in temperatuur en werkdruk, waardoor de optimale omstandigheden kunnen worden bepaald om specifieke stoffen te extraheren en zo betere opbrengsten te verkrijgen.
Het belangrijkste nadeel van superkritische extractie is de hoge druk die vereist is voor de operatie waarvoor buitengewoon dure apparatuur nodig is, waardoor de kosten van het eindproduct stijgen. Andere voordelen, zoals bijvoorbeeld de hoge zuiverheid van de extracten en de grote efficiëntie van het proces, kunnen het levensvatbaar maken voor toepassing in voedingsmiddelen.
Daarom moeten er studies worden uitgevoerd om deze processen te optimaliseren en de kosten ervan te verlagen, waardoor ze een efficiënt alternatief worden voor de controle van lipidenoxidatie in oliën, vetten en vette voedingsmiddelen, ook vanwege de lagere milieu-impact die wordt gegenereerd in vergelijking met de methode. tegenwoordig het meest gebruikt, namelijk de extractie met organische oplosmiddelen.
Extractie met enzymen
Enzymen zijn een groep organische stoffen van eiwitachtige aard die chemische reacties kunnen versnellen. Ze zijn aanwezig in onze vitale processen, zoals voedselvertering, afbraak van verbindingen, en vele andere.
Enzymatische extractie bestaat uit het gebruik van enzymen die watermoleculen gebruiken om de celwand van groenten te breken, waardoor de olie in het waterige medium terechtkomt. De olie wordt door centrifugeren van het water gescheiden, wat resulteert in een schoner product dan het proces waarbij bijvoorbeeld organische oplosmiddelen worden gebruikt.
Deze technologie komt naar voren als een potentieel alternatief voor de extractie van plantaardige oliën, aangezien het gebruik van op petroleum gebaseerde oplosmiddelen in de toekomst moet worden vervangen door duurzamere technologische processen om te voldoen aan de eisen van overheidsinstanties voor milieubescherming. Vanwege de hoge kosten van commerciële enzymen is de industriële implantatie van dit proces tot dusverre beperkt tot het verkrijgen van olijfolie die wordt toegevoegd tijdens het persen van de olijven om het extractieproces te verbeteren.
Het gebruik van maceratie-enzymen verhoogt de hoeveelheid antioxidanten en vitamine E in extra vierge olijfolie, vermindert inductie tot ranzig worden (afbraak van vetten, wat een karakteristieke smaak en geur geeft), verhoogt de extractie-efficiëntie, verbetert de fractionering in centrifugeren en produceert olie met een laag vochtgehalte.
Waterig-enzymatische extractie is een zeer interessant proces, vooral voor natte materialen of vochtige fruitpulp, waarbij water wordt gebruikt als een middel voor olieoverdracht. De pulp of het oliezaad wordt geplet, verdund met water en enzymen worden toegevoegd om de celwand te breken en de olie vrij te geven. De procestemperatuur is laag, van (40 ºC tot 60 ºC) in het algemeen, en dichtbij de optimale temperatuur van enzymactiviteit. Na contact met roeren is een centrifugering vereist om vaste stoffen en de vloeistoffase te scheiden, gevolgd door een nieuwe centrifugatie om olie en water te scheiden.
De vaste stoffen moeten, afhankelijk van het oliezaad, naar andere processen voor eiwitterugwinning worden geleid, gevolgd door drogen of andere herstelprocessen. De waterfase moet worden behandeld als een effluent. Het is een interessant proces, maar het stuit nog steeds op obstakels vanwege de emulgering die optreedt tussen water en olie en de kosten van enzymen.
Nu je de belangrijkste methoden kent om plantaardige oliën te extraheren, kun je een bewustere keuze maken bij het kopen van die van jou. Bekijk de voordelen ervan in het artikel: "Plantaardige oliën: ken de voordelen en cosmetische eigenschappen".
