lovesouthernsocial.com

Hiểu các kỹ thuật chiết xuất truyền thống và tiên tiến nhất cho dầu thực vật

Dầu thực vật là chất béo chiết xuất từ ​​thực vật. Mặc dù các bộ phận khác, chẳng hạn như rễ, cành và lá, có thể được sử dụng để lấy dầu thực vật, nhưng việc chiết xuất hầu như chỉ diễn ra từ hạt. Dầu được hình thành bởi chất béo trung tính (là sự liên kết của ba axit béo thành một phân tử glycerol) và do bản chất hóa học không phân cực này, chúng không hòa tan trong nước và hòa tan trong dung môi hữu cơ.

Sự đa dạng của các nguồn dầu thực vật dẫn đến sự thay đổi lớn về tỷ lệ phần trăm khai thác. Các công nghệ thông thường là chiết xuất bằng cách ép cơ học, với quy mô nhỏ hơn và đơn đặt hàng đầu tư, và chiết xuất hóa học, với quy mô và đầu tư lớn hơn, sử dụng dung môi cho việc này, trong khi những công nghệ tiên tiến nhất thực hiện chiết xuất bằng cách sử dụng chất lỏng siêu tới hạn và enzym.

Bất kể quy trình chiết xuất nào được sử dụng, việc chuẩn bị nguyên liệu thường trải qua một số bước ban đầu trước khi chiết xuất: làm sạch, trang trí (là tách vỏ, nếu có), nghiền, cán và nấu.

Từ quan điểm hóa học, không có cách nào để lựa chọn phương pháp hiệu quả nhất để chiết xuất các hợp chất này mà có thể bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố, chẳng hạn như bản chất của thực vật, dung môi được sử dụng trong quá trình chiết xuất, kích thước hạt, thời gian. và nhiệt độ chiết.

Từ quan điểm môi trường, sự lựa chọn trở nên dễ dàng hơn. Phương pháp ép là tự nhiên nhất, tạo ra dầu chất lượng cao hơn và không tạo ra dư lượng độc hại.

Dưới đây, bạn có thể tìm hiểu thêm một chút về từng phương pháp và từ đó, đưa ra lựa chọn có ý thức hơn đối với các sản phẩm bạn mua tùy theo tác động môi trường do từng phương pháp tạo ra.

Ép dầu thực vật

Ép chiết là một quá trình được sử dụng rộng rãi ngày nay để chiết xuất dầu thực vật ở quy mô nhỏ, đáp ứng nhu cầu địa phương của các hợp tác xã, sản xuất nhỏ, v.v.

Hạt hoặc hạnh nhân có 30% đến 50% dầu có thể được chiết xuất dầu trong máy ép liên tục, được gọi là người giải thích, hoặc trong máy ép thủy lực (quy trình hàng loạt). Quy trình này có thể được sử dụng đối với đậu thầu dầu, babassu, quả hạch Brazil và hạnh nhân nói chung, tức là đối với các nguyên liệu có độ ẩm thấp (dưới 10%) và có vật liệu dạng sợi.

Máy ép liên tục được trang bị trục vít hoặc ren vô tận để nghiền vật liệu, giải phóng dầu. Máy ép thủy lực (ép không liên tục) có một xi lanh đục lỗ nơi một piston di chuyển, tạo áp lực lên nguyên liệu thô (bên trong vải hoặc túi vải).

Trong quá trình này, có rất nhiều ma sát bên trong làm tăng nhiệt độ của vật liệu và dầu và do đó, thuật ngữ “ép nguội” không được áp dụng hoặc rất khó đạt được trong những điều kiện này. Ngay cả khi không làm nóng trước khi ép thì nhiệt lượng tỏa ra cũng đủ làm tăng nhiệt độ của thiết bị, bánh bị tách dầu một phần (là nguyên liệu còn sót lại sau khi ép) và dầu.

Trong quá trình ép, việc chiết xuất dầu không hoàn toàn và bánh thu được có thể có hàm lượng dầu dư cao, có thể làm cho nguyên liệu bị ôi thiu nếu bảo quản trong thời gian dài. Trong trường hợp này, nếu nguyên liệu chứa 50% dầu thì ép 100 kg nguyên liệu sẽ không thu được 50 kg dầu mà là một lượng dầu nhỏ hơn và bánh được khử dầu một phần. Hiệu quả chiết xuất phụ thuộc vào thiết bị, điều kiện quy trình và nguyên liệu.

Do đó, việc ép vật liệu có hàm lượng dầu thấp có thể không hiệu quả về mặt kinh tế. Mặt khác, các loại dầu có giá trị gia tăng cao, dùng trong mỹ phẩm, có thể thực hiện quy trình chiết xuất dầu bằng cách ép, ở quy mô này.

Dầu thu được khi ép là dầu thô và tùy thuộc vào nguyên liệu thô được sử dụng, dầu có thể có màu sẫm và có cặn. Vì những loại dầu này chưa được tinh chế nên chúng tạo thành kết tủa sẫm màu khi đun nóng. Hương vị sẽ không giống với các loại dầu tinh luyện và tất cả những yếu tố này có thể dẫn đến sản phẩm bị từ chối.

Ở góc độ môi trường, đây là phương pháp ít gây ra tác động nhất, vì nó không sử dụng và không tạo ra các sản phẩm và chất thải độc hại.

Chiết xuất dung môi hữu cơ

Trong chiết xuất bằng dung môi hữu cơ, các hạt được nghiền nhỏ để tạo điều kiện cho dung môi thâm nhập (hexan - dẫn xuất dầu mỏ, ete etylic, etanol, metanol, trong số những loại khác) vào bên trong của chúng. Dầu di chuyển từ hạt sang dung môi vì chúng có ái lực lớn hơn với nó, và sau đó cần thu hồi dung môi để có thể tái sử dụng lại trong quá trình này.

Nó được sử dụng phổ biến nhất để loại bỏ dầu từ hạt, với một điều bất tiện: khả năng phân hủy nhiệt của nhiều thành phần có lợi, bị mất đi trong quá trình này, tùy thuộc vào điều kiện sử dụng trong quá trình chiết xuất thông thường, ngoài ra cần phải loại bỏ chất hữu cơ. dung môi của dầu. Vì vậy, nó đòi hỏi phải kiểm soát chặt chẽ các yếu tố như lựa chọn dung môi sử dụng, thời gian và nhiệt độ chiết xuất, và bản thân quá trình sản xuất, nếu không được tiến hành đúng cách có thể gây rò rỉ các dung môi độc hại này, gây ô nhiễm môi trường và gây say cho con người.

Chiết xuất bằng dung môi hữu cơ có thể hiệu quả trong một số trường hợp, nhưng nó trở nên gây hại cho môi trường do các sản phẩm được sử dụng và chất thải tạo ra trong quá trình sử dụng các chất độc hại, chẳng hạn như các dẫn xuất dầu mỏ, vì chúng đến từ không thể tái tạo năng lượng, có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho hệ sinh thái.

Chiết xuất chất lỏng siêu tới hạn

Chất lỏng siêu tới hạn là gì?

Khi một hợp chất bị giới hạn trong một không gian nhất định, khí và chất lỏng cân bằng với nhau. Bằng cách đốt nóng hệ thống, các đặc tính nội tại của cả hai đều hội tụ về cùng một điểm cho đến khi chúng giống hệt nhau (ví dụ: mật độ, độ nhớt, chỉ số khúc xạ, độ dẫn nhiệt, v.v.). Điểm này được gọi là điểm tới hạn, và mặt phân cách khí / lỏng kết thúc ở đó, vì từ điểm này trở đi có một pha siêu tới hạn duy nhất. Do đó, chất lỏng siêu tới hạn là bất kỳ chất nào ở điều kiện áp suất và nhiệt độ cao hơn các thông số tới hạn của nó.

Các tính chất khác nhau của chất lỏng (có thể là chất lỏng hoặc chất khí) thay đổi trong những điều kiện này, trở nên tương tự như của một số chất khí và chất lỏng. Tỷ trọng của chất lỏng siêu tới hạn tương tự như tỷ trọng của chất lỏng, độ nhớt của nó tương tự như chất khí và khả năng khuếch tán của nó là trung gian giữa hai trạng thái.

Do đó, trạng thái siêu tới hạn của chất lỏng có thể được định nghĩa là trạng thái mà chất lỏng và chất khí không thể phân biệt được với nhau. Do độ nhớt thấp và khả năng khuếch tán cao, chất lỏng siêu tới hạn có đặc tính vận chuyển tốt hơn chất lỏng. Những đặc điểm này làm cho chất lỏng có khả năng hoạt động như một dung môi lớn hơn. Chúng có thể dễ dàng khuếch tán qua các vật liệu rắn, loại bỏ dầu và dẫn đến năng suất chiết xuất tốt hơn. Carbon dioxide (CO2), chất lỏng được sử dụng nhiều nhất do nhiệt độ vừa phải (31,3ºC) và áp suất tới hạn (72,9 atm), ở dạng khí ở nhiệt độ phòng.

Phương pháp luận này được coi là mong muốn, vì nó không thải dư lượng dung môi độc hại vào môi trường và có lợi thế là thu được các sản phẩm không có dung môi, do sự tách biệt giữa chất tan (trong trường hợp này là dầu) và dung môi (tùy thuộc vào loại được sử dụng, Phổ biến nhất là CO2), nó xảy ra bằng cách thay đổi các điều kiện về áp suất và / hoặc nhiệt độ, để dung môi được sử dụng là thể khí trong những điều kiện này. Hơn nữa, phương pháp này được chỉ định khi có nguy cơ suy giảm nhiệt của các chất chiết xuất, vì việc kiểm soát hoạt động của nó cho phép sử dụng nhiệt độ vừa phải.

Các ngành công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm và dược phẩm quan tâm đến chiết xuất siêu tới hạn để thay thế các quy trình chiết xuất thông thường (như chiết xuất bằng dung môi hữu cơ và chưng cất bằng hydro) để thu được tinh dầu và nhựa đường. Chiết xuất siêu tới hạn tạo ra chất chiết xuất không có cặn và có thể được thực hiện ở nhiệt độ thấp, bảo toàn chất lượng của các hợp chất bị phân hủy ở nhiệt độ cao. Chất lỏng siêu tới hạn vẫn có độ chọn lọc cao thông qua sự thay đổi nhiệt độ và áp suất vận hành, do đó có thể xác định các điều kiện tối ưu để chiết xuất các chất cụ thể và do đó thu được sản lượng tốt hơn.

Sự bất tiện lớn của chiết xuất siêu tới hạn nằm ở áp suất cao cần thiết cho hoạt động, đòi hỏi thiết bị quá đắt tiền, làm tăng giá thành của sản phẩm cuối cùng. Các ưu điểm khác như, ví dụ, độ tinh khiết cao của các chất chiết xuất và hiệu quả tuyệt vời của quy trình có thể làm cho nó khả thi để ứng dụng trong thực phẩm.

Do đó, các nghiên cứu phải được thực hiện để tối ưu hóa các quá trình này và giảm chi phí của chúng, làm cho chúng trở thành một giải pháp thay thế hiệu quả để kiểm soát quá trình oxy hóa lipid trong dầu, mỡ và thực phẩm béo, cũng do tác động môi trường thấp hơn được tạo ra khi so sánh với phương pháp hiện đang được sử dụng, đó là chiết xuất bằng dung môi hữu cơ.

Chiết xuất Enzyme

Enzyme là một nhóm các chất hữu cơ có bản chất là protein có khả năng đẩy nhanh các phản ứng hóa học. Chúng hiện diện trong các quá trình quan trọng của chúng ta, chẳng hạn như tiêu hóa thức ăn, phân hủy hợp chất, trong số nhiều quá trình khác.

Chiết xuất bằng enzym bao gồm việc sử dụng các enzym sử dụng các phân tử nước để phá vỡ thành tế bào của rau quả, giải phóng dầu vào môi trường nước. Dầu được tách ra khỏi nước bằng cách ly tâm, dẫn đến sản phẩm sạch hơn so với quy trình sử dụng dung môi hữu cơ, chẳng hạn.

Công nghệ này nổi lên như một giải pháp thay thế tiềm năng cho việc chiết xuất dầu thực vật, vì việc sử dụng các dung môi có nguồn gốc từ dầu mỏ sẽ được thay thế, trong tương lai, bằng các quy trình công nghệ bền vững hơn, để đáp ứng các yêu cầu của các cơ quan chính phủ về bảo vệ môi trường. Do chi phí cao của các enzym thương mại, việc thực hiện quy trình này trong công nghiệp còn hạn chế, cho đến nay, việc thu được dầu ô liu được thêm vào trong quá trình ép ô liu để cải thiện quá trình chiết xuất.

Việc sử dụng các enzym maceration làm tăng lượng chất chống oxy hóa và vitamin E trong dầu ô liu đặc biệt nguyên chất, giảm cảm ứng ôi thiu (sự phân hủy chất béo, mang lại hương vị và mùi đặc trưng), tăng hiệu quả chiết xuất, cải thiện phân đoạn trong máy ly tâm và sản xuất dầu với độ ẩm thấp.

Chiết xuất bằng enzym trong nước là một quá trình rất thú vị, đặc biệt là đối với các nguyên liệu ẩm hoặc bột trái cây ẩm, trong đó nước được sử dụng như một phương tiện truyền dầu. Bã hoặc hạt có dầu được nghiền nát, pha loãng với nước và thêm các enzym để phá vỡ thành tế bào và giải phóng dầu. Nhiệt độ quy trình nói chung thấp, (40 ºC đến 60 ºC), và gần với nhiệt độ tối ưu cho hoạt động của enzym. Sau khi tiếp xúc dưới sự khuấy động, cần phải ly tâm để tách chất rắn và pha lỏng, tiếp theo là ly tâm mới để tách dầu và nước.

Chất rắn phải được chuyển đến các quy trình khác để thu hồi protein, tùy thuộc vào hạt có dầu, sau đó là làm khô hoặc các quy trình thu hồi khác. Pha nước phải được xử lý như nước thải đầu ra. Đây là một quá trình thú vị, nhưng nó vẫn gặp trở ngại do sự nhũ hóa xảy ra giữa nước và dầu và chi phí của các enzym.

Bây giờ bạn đã biết các phương pháp chính để chiết xuất dầu thực vật, bạn có thể đưa ra lựa chọn sáng suốt hơn khi mua dầu thực vật. Kiểm tra lợi ích của nó trong bài viết: "Dầu thực vật: biết lợi ích và tính chất mỹ phẩm".