Технология экстракции арахисового масла с помощью ультразвука-

I. Основные принципы ультразвуковой экстракции арахисового масла

Ультразвуковая экстракция арахисового масла — это новая технология экстракции, которая использует физические и химические эффекты распространения ультразвука в жидкой среде для разрушения структур клеток арахиса, содействия высвобождению масла и, таким образом, повышения эффективности и качества экстракции. Его основной механизм в основном отражается в трех эффектах, которые работают синергетически, обеспечивая эффективный процесс добычи нефти.

 

Во-первых, эффект кавитации, который является основной движущей силой ультразвуковой экстракции. Когда ультразвук (частота обычно находится в диапазоне от 20 до 40 кГц) распространяется в экстрагирующей среде, он генерирует большое количество крошечных кавитационных пузырьков внутри среды. Эти кавитационные пузырьки быстро расширяются и разрываются под переменным действием ультразвука, мгновенно высвобождая чрезвычайно высокие локальные температуры (до тысяч градусов Цельсия) и высокие давления (до сотен атмосфер), образуя сильные ударные волны и микроструи. Это мгновенное физическое воздействие может эффективно разрушить структурные барьеры, состоящие из клеточных стенок арахиса, клеточных мембран, липополисахаридов и липопротеинов, позволяя молекулам масла внутри арахиса быстро подвергаться воздействию и высвобождаться в экстракционную среду, преодолевая узкое место традиционных методов экстракции, которые затрудняют высвобождение масла из клеток.

 

Во-вторых, термический эффект. Во время распространения ультразвук преобразует энергию механической вибрации в тепловую энергию, вызывая медленное повышение температуры системы экстракции (обычно контролируемой в пределах от 40 до 60 градусов). Это улучшает текучесть масла, снижает межфазное натяжение между маслом и экстракционной средой и уменьшает адгезию масла к остаткам арахиса. Он также предотвращает окисление и порчу масла, вызванные высокими температурами, тем самым балансируя эффективность экстракции и качество масла. Одновременно повышенная температура повышает растворимость экстракционного растворителя в масле, что еще больше способствует сепарации масла.

 

В-третьих, существует эффект механического перемешивания. Высокочастотная-вибрация ультразвука вызывает энергичное механическое перемешивание между экстракционной средой и арахисовым сырьем, значительно увеличивая площадь контакта между арахисовым сырьем и экстракционным растворителем. Это снижает сопротивление массообмену во время экстракции, ускоряет диффузию молекул масла из арахисового сырья в растворитель, сокращает цикл экстракции и уменьшает эмульгирование во время экстракции, улучшая чистоту масла. Кроме того, ультразвук может слегка изменить молекулярную структуру масла, переводя его из полутвердого состояния в жидкое, что еще больше повышает эффективность экстракции.

 

II. Преимущества и качественные характеристики ультразвуковой экстракции арахисового масла

I. Основные технологические преимущества

1. Высокая эффективность экстракции и короткий цикл: синергетический эффект ультразвуковой кавитации быстро разрушает структуру клеток арахиса, значительно сокращая высвобождение масла и время диффузии. Цикл экстракции составляет всего от 1/3 до 1/5 от цикла традиционной экстракции растворителем, что увеличивает выход масла на 10–20 % по сравнению с традиционным прессованием и на 5–10 % по сравнению с традиционной экстракцией растворителем. При некоторых оптимизированных процессах выход масла может достигать 92,64% ± 0,73% или даже выше, что значительно повышает эффективность производства и использование сырья.

2. Превосходное качество масла и высокая безопасность. Ультразвуковая экстракция работает при относительно низкой температуре (40–60 градусов), что соответствует технологии низкотемпературной экстракции. Это эффективно предотвращает окисление масла и разрушение питательных веществ, вызванное высокими температурами, максимально сохраняя ненасыщенные жирные кислоты, такие как олеиновая кислота и линолевая кислота, а также питательные вещества, такие как витамин Е, в арахисовом масле. Кроме того, ферментативная экстракция с помощью ультразвука-устраняет необходимость использования органических растворителей, предотвращая риск образования остатков органических растворителей в источнике. Ультразвуковая-экстракция растворителем сокращает использование растворителя и позволяет более тщательно извлекать растворитель, что еще больше повышает безопасность масла. Испытания показали, что кислотное число арахисового масла, экстрагированного ультразвуковой экстракцией, составляло (0,38±0,04) мг/г, а перекисное число - (0,15±0,00) г/100 г, что ниже, чем у продуктов, обработанных традиционными методами. Кроме того, степень улавливания свободных радикалов DPPH и ABTS достигла 64,82% ± 2,51% и 82,56% ± 6,47% соответственно, демонстрируя превосходную антиоксидантную способность.

 

3. Экономия энергии, снижение потребления и экологичность: ультразвуковая экстракция не требует условий высокой температуры и высокого давления, а потребление энергии составляет всего 60–70% от потребления энергии традиционными методами прессования; ультразвуковая-водная-экстракция ферментов исключает загрязнение органическими растворителями, а остатки арахиса после экстракции могут быть переработаны (для использования в кормах, пищевых добавках и т. д.), достигая полной утилизации сырья; ультразвуковая-экстракция растворителем сокращает использование растворителей, снижает загрязнение окружающей среды, соответствует потребностям развития экологически чистой пищевой промышленности и способствует модернизации экологически чистого производства.

 

4. Простой процесс и широкие возможности применения: оборудование для ультразвуковой экстракции просто в эксплуатации и не требует сложных процессов предварительной обработки. Он применим к арахисовому сырью с частицами разного размера и совместим с традиционными процессами экстракции и переработки. Это облегчает технологическую трансформацию существующих производителей арахисового масла, снижает затраты на модернизацию и обеспечивает гибкую адаптацию как к крупномасштабному непрерывному производству, так и к потребностям мелкого-специализированного производства.

 

(II) Характеристики качества арахисового масла

Арахисовое масло, экстрагированное ультразвуком, демонстрирует превосходные сенсорные, питательные и безопасные свойства. На ощупь масло чистое и прозрачное, без мути и постороннего запаха, сохраняет присущий арахису насыщенный аромат, превосходящий арахисовое масло, полученное традиционными методами прессования. В питательном отношении содержание ненасыщенных жирных кислот на 3–5 % выше, чем в продуктах, обработанных традиционными методами, а степень удержания витамина Е увеличивается на 15–20 %, что лучше удовлетворяет потребности современных потребителей в полезных пищевых маслах. С точки зрения безопасности такие показатели, как кислотное число и перекисное число, соответствуют национальным стандартам для пищевых растительных масел, а остаточное количество органических растворителей (если используется экстракция растворителем) намного ниже предела национального стандарта, что делает его более безопасным и надежным для потребления. Кроме того, ультразвуковая обработка существенно не изменяет состав жирных кислот арахисового масла, стабильно сохраняя присущие ему питательные свойства.