Extrakce oleje z čajových semen pomocí superkritického CO₂ zařízení

Čajový olej se získává ze semen rostliny Camellia oleifera. Má výraznou vůni, snadno se skladuje, rychle se vstřebává do lidského těla a má vysokou nutriční hodnotu. Tento olej obsahuje různé mastné kyseliny, včetně kyseliny olejové, kyseliny linolové, kyseliny palmitové, kyseliny stearové a kyseliny myristové.

Existuje několik metod pro extrakci oleje z čajových semen. Vzhledem k tomu, že olej z čajových semínek je citlivý na teplo-a nemůže odolat vysokým teplotám, tradiční lisování za horka výrazně mění jeho barvu. Na druhé straně extrakce rozpouštědlem zanechává zbytková rozpouštědla, což má za následek špatnou stabilitu produktu a potenciální zdravotní rizika.

Různé extrakční metody poskytují různé výsledky pro olej z čajových semen. Lisování za tepla ničí živiny v oleji, což ztěžuje skladování konečného produktu, způsobuje značné nutriční ztráty, snižuje výtěžnost oleje a negativně ovlivňuje barvu. Extrakce rozpouštědlem vytváří nestabilní produkt se zbytkovými rozpouštědly, který je škodlivý pro zdraví.

Technologie superkritické kapalinové extrakce se vyznačuje nízkou spotřebou energie, vysokou účinností a žádným znečištěním. Jednoduše se ovládá a snadno ovládá, a proto je široce používán v mnoha oblastech, jako je potravinářství, lékařství, chemikálie a biochemie. Tato metoda extrakce zachovává jak živiny, tak aktivní složky, aniž by vlivem vysokých teplot poškozovala olej z čajových semen, což z ní činí zelený a účinný proces. Běžně se používá při zpracování potravin a obilí a je zvláště vhodný pro extrakci funkčních složek z rostlin. Například může být použit k extrakci olejů, jako je olej z vlašských ořechů, hroznový olej, rakytníkový olej a olej z dýňových semen, stejně jako látky, jako je lecitin, příchutě a pigmenty.

Experimenty ukázaly, že výtěžek extrakce oleje z čajových semen ovlivňuje několik klíčových faktorů: extrakční tlak, extrakční teplota, doba extrakce a průtok CO₂.

Výtěžek extrakce se zvyšuje s rostoucím tlakem. Vyšší tlak zvyšuje hustotu CO₂, čímž se zvyšuje jeho schopnost rozpouštět olej z čajových semen. Optimální extrakční tlak byl stanoven na 35 MPa.

Teplota má komplexní vliv na rozpustnost nadkritického CO₂. Při konstantním tlaku zvyšující se teplota urychluje molekulární pohyb, posiluje molekulární interakce, snižuje viskozitu kapaliny a zlepšuje rozpustnost. Snižuje však také hustotu tekutiny, což snižuje schopnost tekutiny nést olej z čajových semen. Tyto dva protichůdné efekty společně určují optimální extrakční teplotu. Pro olej z čajových semen je optimální teplota extrakce 50 stupňů.

Během dynamické extrakce má vyšší průtok CO₂ za následek vyšší poměr extrakčního činidla-k-materiálu, což podporuje difúzi a rozpustnost extraktu. Jak je znázorněno na obr. 3, výtěžek extrakce se zvyšuje se zvyšováním průtoku C02; když však průtok překročí 20 kg/h, výtěžek extrakce mírně klesá. To může být přičítáno příliš vysokému průtoku, který zkracuje dobu zdržení CO2 v materiálu, což vede k nedostatečnému kontaktu mezi CO2 a materiálem a tím ke snížení rozpustnosti. Experimentální výsledky ukazují, že optimální průtok CO₂ je 20 kg/h.

Celkový výtěžek extrakce se postupně zvyšuje s prodlužováním doby extrakce. Z technického i ekonomického hlediska zvyšuje prodloužení doby extrakce spotřebu energie. Proto je vhodná doba extrakce 150 minut.

Při extrakci oleje z čajových semen pomocí superkritického CO₂ jsou optimální podmínky procesu (s velikostí částic suroviny 40 mesh) následující: tlak 35 MPa, teplota 50 stupňů, průtok CO₂ 20 kg/h a doba extrakce 150 minut. Za těchto podmínek může výtěžek extrakce dosáhnout 33,5 %. Naproti tomu konvenční metoda extrakce rozpouštědlem trvá 6 hodin a dosahuje extrakčního výtěžku pouze 30,3 %. Superkritická metoda nejen vyžaduje méně času, ale také extrahuje více čajového oleje ze suroviny, což má za následek vyšší využití suroviny. Jedná se tedy o novou technologii s širokými perspektivami rozvoje.

Při extrakci oleje z čajových semen pomocí superkritického CO₂ je provozní teplota nízká, což zabraňuje destrukci tepelně-složek citlivých v oleji a umožňuje oleji zachovat si své přirozené aroma. V experimentu byl použit potravinářský-CO₂, takže výsledný produkt neobsahuje žádné zbytky rozpouštědel a jedná se o přírodní zelené potraviny.