เรียนรู้เทคนิคการสกัดน้ำมันพืช

ทำความเข้าใจเทคนิคการสกัดน้ำมันพืชแบบดั้งเดิมและขั้นสูงที่สุด

เทน้ำมัน

น้ำมันพืชเป็นไขมันที่สกัดจากพืช แม้ว่าส่วนอื่นๆ เช่น ราก กิ่ง และใบ สามารถใช้เพื่อให้ได้น้ำมันพืชได้ แต่การสกัดจะเกิดขึ้นจากเมล็ดเกือบทั้งหมด น้ำมันเกิดจากไตรกลีเซอรอล (ซึ่งเป็นการรวมตัวของกรดไขมันสามชนิดกับโมเลกุลกลีเซอรอล) และเนื่องจากลักษณะทางเคมีที่ไม่มีขั้วนี้ น้ำมันจึงไม่ละลายในน้ำและละลายได้ในตัวทำละลายอินทรีย์

ความหลากหลายของแหล่งน้ำมันพืชนำไปสู่ความแปรปรวนอย่างมากของเปอร์เซ็นต์การสกัด เทคโนโลยีตามปกติคือการสกัดโดยการกดเชิงกลด้วยเครื่องชั่งและคำสั่งการลงทุนที่เล็กกว่า และการสกัดด้วยสารเคมีด้วยเครื่องชั่งและการลงทุนที่ใหญ่ขึ้น ซึ่งใช้ตัวทำละลายสำหรับสิ่งนี้ ในขณะที่เทคโนโลยีขั้นสูงที่สุดทำการสกัดโดยใช้ของเหลวและเอนไซม์วิกฤตยิ่งยวด

โดยไม่คำนึงถึงกระบวนการสกัดที่ใช้ การเตรียมวัตถุดิบมักจะต้องผ่านขั้นตอนเริ่มต้นบางอย่างก่อนการสกัด: การทำความสะอาด การตกแต่ง (ซึ่งก็คือการแยกแกลบ หากมี) การบด การกลิ้ง และการปรุงอาหาร

จากมุมมองทางเคมี ไม่มีทางที่จะเลือกวิธีการสกัดสารเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ซึ่งอาจได้รับอิทธิพลจากหลายปัจจัย เช่น ธรรมชาติของพืช ตัวทำละลายที่ใช้ในการสกัด ขนาดอนุภาค เวลา และอุณหภูมิในการสกัด

จากมุมมองด้านสิ่งแวดล้อม ทางเลือกจะง่ายขึ้น วิธีการกดเป็นแบบธรรมชาติที่สุด ผลิตน้ำมันคุณภาพสูงขึ้น และไม่ก่อให้เกิดสารตกค้างที่เป็นพิษ

ด้านล่างนี้ คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเล็กน้อยเกี่ยวกับแต่ละวิธี จากนั้นจึงตัดสินใจเลือกผลิตภัณฑ์ที่คุณซื้อโดยคำนึงถึงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากแต่ละวิธี

การกดน้ำมันพืช

การสกัดแบบกดเป็นกระบวนการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันสำหรับการสกัดน้ำมันพืชในปริมาณน้อย เพื่อตอบสนองความต้องการของสหกรณ์ในท้องถิ่น การผลิตขนาดเล็ก ฯลฯ

เมล็ดหรืออัลมอนด์ที่มีน้ำมัน 30% ถึง 50% สามารถสกัดน้ำมันได้ด้วยการกดแบบต่อเนื่องเรียกว่า ผู้ขับไล่หรือในเครื่องอัดไฮดรอลิก (กระบวนการแบทช์) กระบวนการนี้สามารถใช้ได้กับเมล็ดละหุ่ง บาบาสซู ถั่วบราซิล และอัลมอนด์โดยทั่วไป กล่าวคือ สำหรับวัสดุที่มีความชื้นต่ำ (ต่ำกว่า 10%) และการปรากฏตัวของวัสดุเส้นใย

เครื่องกดแบบต่อเนื่องมีสกรูหรือเกลียวแบบไม่มีที่สิ้นสุดที่บดวัสดุและปล่อยน้ำมัน เครื่องอัดไฮดรอลิก (การกดแบบไม่ต่อเนื่อง) มีกระบอกสูบเจาะรูซึ่งลูกสูบเคลื่อนที่ซึ่งจะสร้างแรงกดดันต่อวัตถุดิบ (ซึ่งอยู่ภายในถุงผ้าหรือผ้าใบ)

ในกระบวนการนี้ มีแรงเสียดทานภายในจำนวนมากที่ทำให้อุณหภูมิของวัสดุและน้ำมันสูงขึ้น ดังนั้นจึงไม่มีคำว่า "การกดเย็น" หรือคำว่า "การกดเย็น" เกิดขึ้นได้ยากมากภายใต้สภาวะเหล่านี้ แม้ว่าจะไม่ร้อนขึ้นก่อนกด แต่ความร้อนที่เกิดขึ้นก็เพียงพอที่จะเพิ่มอุณหภูมิของอุปกรณ์ เค้กที่ขจัดไขมันบางส่วน (ซึ่งเป็นวัสดุที่เหลือหลังจากการกด) และน้ำมัน

ในการกด การสกัดน้ำมันไม่สมบูรณ์ และเค้กที่ได้รับอาจมีปริมาณน้ำมันตกค้างสูง ซึ่งสามารถทำให้เกิดกลิ่นหืนของวัสดุได้ หากเก็บไว้เป็นเวลานาน ในกรณีนี้ หากวัตถุดิบมีน้ำมัน 50% การกดวัสดุ 100 กก. จะไม่ได้รับน้ำมัน 50 กก. แต่จะต้องใช้น้ำมันในปริมาณที่น้อยกว่าและเค้กที่สลายไขมันบางส่วน ประสิทธิภาพการสกัดขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ สภาพกระบวนการ และวัตถุดิบ

ดังนั้นวัสดุกดที่มีปริมาณน้ำมันต่ำอาจไม่ได้ผลในเชิงเศรษฐกิจ ในทางกลับกัน น้ำมันที่มีมูลค่าเพิ่มสูงสำหรับใช้ในเครื่องสำอาง เช่น สามารถทำให้เกิดกระบวนการสกัดน้ำมันได้โดยการกดในระดับนี้

น้ำมันที่ได้จากการกดคือน้ำมันดิบ และอาจมีสีเข้มและแสดงตะกอนได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวัตถุดิบที่ใช้ เนื่องจากน้ำมันเหล่านี้ไม่ผ่านการกลั่นจึงทำให้เกิดตะกอนสีเข้มเมื่อได้รับความร้อน รสชาติจะไม่เหมือนกับน้ำมันที่ผ่านการกลั่นแล้ว และปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้สามารถนำไปสู่การปฏิเสธผลิตภัณฑ์ได้

จากมุมมองด้านสิ่งแวดล้อม เป็นวิธีที่ทำให้เกิดผลกระทบน้อยที่สุด เนื่องจากไม่ใช้และไม่ก่อให้เกิดสารพิษและของเสีย

การสกัดด้วยตัวทำละลายอินทรีย์

ในการสกัดด้วยตัวทำละลายอินทรีย์ เมล็ดพืชจะถูกบดเพื่อให้ง่ายต่อการแทรกซึมของตัวทำละลาย (เฮกเซน – อนุพันธ์ของปิโตรเลียม เอทิล อีเทอร์ เอทานอล เมทานอล และอื่นๆ) เข้าไปในภายใน น้ำมันจะย้ายจากเมล็ดพืชไปยังตัวทำละลายเนื่องจากมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับมันมากกว่า และจากนั้นจึงจำเป็นต้องนำตัวทำละลายกลับคืนมา ซึ่งสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อีกครั้งในกระบวนการ

เป็นวิธีที่ใช้กันมากที่สุดในการขจัดน้ำมันออกจากเมล็ด โดยมีความไม่สะดวก: มีความเป็นไปได้ที่ส่วนประกอบที่เป็นประโยชน์หลายอย่างจะเสื่อมสภาพด้วยความร้อน ซึ่งจะสูญหายไปในกระบวนการนี้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสภาวะที่ใช้ในการสกัดแบบธรรมดา นอกเหนือจากความจำเป็นในการกำจัดสารอินทรีย์ ตัวทำละลายของน้ำมัน ดังนั้นจึงต้องมีการควบคุมปัจจัยต่างๆ อย่างเข้มงวด เช่น การเลือกตัวทำละลายที่ใช้ เวลาและอุณหภูมิในการสกัด และกระบวนการผลิตเอง ซึ่งหากไม่ดำเนินการอย่างเหมาะสม อาจทำให้เกิดการรั่วไหลของตัวทำละลายที่เป็นพิษเหล่านี้ ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม และทำให้ผู้คนมึนเมา

การสกัดด้วยตัวทำละลายอินทรีย์อาจมีประสิทธิภาพในบางกรณี แต่จะรุนแรงขึ้นต่อสิ่งแวดล้อมเนื่องจากผลิตภัณฑ์ที่ใช้และของเสียที่เกิดขึ้นระหว่างการใช้สารพิษ เช่น อนุพันธ์ปิโตรเลียม เป็นต้น ซึ่งมาจากวัสดุที่ไม่หมุนเวียน พลังงานสามารถสร้างความเสียหายอย่างร้ายแรงต่อระบบนิเวศ

การสกัดของเหลววิกฤตยิ่งยวด

ของเหลววิกฤตยิ่งยวดคืออะไร?

เมื่อสารประกอบถูกจำกัดอยู่ในพื้นที่หนึ่ง ก๊าซและของเหลวจะสมดุลกัน โดยการให้ความร้อนแก่ระบบ คุณสมบัติที่แท้จริงของทั้งสองจะบรรจบกันที่จุดเดียวกันจนกว่าจะเท่ากัน (เช่น ความหนาแน่น ความหนืด ดัชนีการหักเหของแสง การนำความร้อน เป็นต้น) จุดนี้เรียกว่าจุดวิกฤต และส่วนต่อประสานก๊าซ/ของเหลวสิ้นสุดที่นั่น เนื่องจากจากจุดนี้ไปจะมีเฟสวิกฤตยิ่งยวดเพียงเฟสเดียว ดังนั้นของไหลวิกฤตยิ่งยวดจึงเป็นสารใดๆ ที่อยู่ในสภาวะของความดันและอุณหภูมิที่สูงกว่าค่าพารามิเตอร์ที่สำคัญของมัน

คุณสมบัติต่างๆ ของของไหล (ซึ่งสามารถเป็นของเหลวหรือสารที่เป็นก๊าซ) เปลี่ยนแปลงภายใต้สภาวะเหล่านี้ คล้ายกับของก๊าซและของเหลวบางชนิด ความหนาแน่นของของไหลวิกฤตยิ่งยวดคล้ายกับของเหลว ความหนืดของมันคล้ายกับของก๊าซ และความสามารถในการแพร่ของมันก็อยู่ตรงกลางระหว่างสองสถานะ

ดังนั้นสถานะวิกฤตยิ่งยวดของของเหลวสามารถกำหนดได้ว่าเป็นสถานะที่ของเหลวและก๊าซไม่สามารถแยกความแตกต่างออกจากกันได้ เนื่องจากความหนืดต่ำและความสามารถในการแพร่สูง ของเหลวที่วิกฤตยิ่งยวดจึงมีคุณสมบัติในการลำเลียงที่ดีกว่าของเหลว ลักษณะเหล่านี้ทำให้ของเหลวมีความสามารถมากขึ้นในการทำหน้าที่เป็นตัวทำละลาย พวกมันสามารถแพร่ผ่านวัสดุที่เป็นของแข็ง ขจัดน้ำมัน และทำให้ได้ผลผลิตที่ดีขึ้น คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ของเหลวที่ใช้มากที่สุดเนื่องจากอุณหภูมิปานกลาง (31.3ºC) และความดันวิกฤต (72.9 atm) เป็นก๊าซที่อุณหภูมิห้อง

วิธีการนี้ถือว่าเป็นที่ต้องการ เนื่องจากไม่ปล่อยสารพิษตกค้างของตัวทำละลายออกสู่สิ่งแวดล้อม และมีข้อได้เปรียบในการได้มาซึ่งผลิตภัณฑ์ที่ปราศจากตัวทำละลาย เนื่องจากการแยกตัวระหว่างตัวถูกละลาย (ในกรณีนี้คือน้ำมัน) และตัวทำละลาย (ขึ้นอยู่กับชนิดที่ใช้ โดยทั่วไปคือ CO2) ซึ่งเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงสภาวะความดันและ/หรืออุณหภูมิ เพื่อให้ตัวทำละลายที่ใช้เป็นก๊าซภายใต้สภาวะเหล่านี้ นอกจากนี้ วิธีการนี้จะถูกระบุเมื่อมีอันตรายจากการสลายตัวทางความร้อนของสารสกัด เนื่องจากการควบคุมการปฏิบัติงานช่วยให้สามารถใช้อุณหภูมิปานกลางได้

อุตสาหกรรมอาหาร เครื่องสำอาง และยาสนใจในการสกัดแบบวิกฤตยิ่งยวดเพื่อทดแทนกระบวนการสกัดแบบเดิม (เช่น การสกัดด้วยตัวทำละลายอินทรีย์และการกลั่นด้วยไฮโดรเจน) เพื่อให้ได้น้ำมันหอมระเหยและโอลีโอเรซิน การสกัดแบบวิกฤตยิ่งยวดทำให้เกิดสารสกัดที่ปราศจากสารตกค้างและสามารถทำได้ที่อุณหภูมิต่ำ โดยคงคุณภาพของสารประกอบที่ย่อยสลายที่อุณหภูมิสูง ของเหลวที่วิกฤตยิ่งยวดยังคงมีการเลือกสูงผ่านความแปรผันของอุณหภูมิและแรงดันใช้งาน ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะกำหนดสภาวะที่เหมาะสมที่สุดในการสกัดสารเฉพาะและทำให้ได้ผลผลิตที่ดีขึ้น

ความไม่สะดวกอย่างมากของการสกัดวิกฤตยิ่งยวดนั้นอยู่ในแรงดันสูงที่จำเป็นสำหรับการทำงาน ซึ่งต้องใช้อุปกรณ์ราคาแพงเกินไป ซึ่งทำให้ต้นทุนของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายเพิ่มขึ้น ข้อดีอื่นๆ เช่น สารสกัดที่มีความบริสุทธิ์สูงและประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมของกระบวนการทำให้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในอาหารได้

จึงต้องดำเนินการศึกษาเพื่อปรับกระบวนการเหล่านี้ให้เหมาะสมและลดต้นทุนลง ทำให้เป็นทางเลือกที่มีประสิทธิภาพในการควบคุมการออกซิเดชันของไขมันในน้ำมัน ไขมัน และอาหารที่มีไขมันได้ เนื่องจากผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับวิธีการ ที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน คือ การสกัดด้วยตัวทำละลายอินทรีย์

การสกัดด้วยเอนไซม์

เอ็นไซม์เป็นกลุ่มของสารอินทรีย์ที่มีลักษณะโปรตีนที่สามารถเร่งปฏิกิริยาเคมีได้ สิ่งเหล่านี้มีอยู่ในกระบวนการที่สำคัญของเรา เช่น การย่อยอาหาร การย่อยสลายของสารประกอบ และอื่นๆ อีกมากมาย

การสกัดด้วยเอนไซม์ประกอบด้วยการใช้เอ็นไซม์ที่ใช้โมเลกุลของน้ำเพื่อทำลายผนังเซลล์ของผัก ปล่อยน้ำมันออกสู่ตัวกลางที่เป็นน้ำ น้ำมันถูกแยกออกจากน้ำโดยการหมุนเหวี่ยง ทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่สะอาดกว่ากระบวนการที่ใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ เป็นต้น

เทคโนโลยีนี้กลายเป็นทางเลือกที่มีศักยภาพในการสกัดน้ำมันพืช เนื่องจากในอนาคตควรใช้กระบวนการทางเทคโนโลยีที่ยั่งยืนแทนที่การใช้ตัวทำละลายที่ได้จากปิโตรเลียมเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของหน่วยงานภาครัฐในการปกป้องสิ่งแวดล้อม เนื่องจากเอนไซม์เชิงพาณิชย์มีราคาสูง การดำเนินการทางอุตสาหกรรมของกระบวนการนี้จึงถูกจำกัด จนถึงขณะนี้ การเติมน้ำมันมะกอกในระหว่างการกดมะกอกเพื่อปรับปรุงกระบวนการสกัด

การใช้เอ็นไซม์ maceration เพิ่มปริมาณสารต้านอนุมูลอิสระและวิตามินอีในน้ำมันมะกอกบริสุทธิ์พิเศษ ลดการหืนของกลิ่นหืน (การย่อยสลายของไขมันซึ่งให้รสชาติและกลิ่นเฉพาะตัว) เพิ่มประสิทธิภาพในการสกัด ปรับปรุงการแยกส่วนในการปั่นเหวี่ยงและผลิตน้ำมันด้วย ความชื้นต่ำ

การสกัดด้วยน้ำและเอนไซม์เป็นกระบวนการที่น่าสนใจมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวัสดุที่มีความชื้นหรือเนื้อผลไม้ชื้น ซึ่งน้ำถูกใช้เป็นวิธีการถ่ายเทน้ำมัน บดเนื้อหรือเมล็ดพืชน้ำมัน เจือจางด้วยน้ำ และเติมเอนไซม์เพื่อทำลายผนังเซลล์และปล่อยน้ำมัน อุณหภูมิในกระบวนการต่ำ โดยทั่วไป (40 ºC ถึง 60 ºC) และใกล้เคียงกับอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการทำงานของเอนไซม์ หลังจากสัมผัสภายใต้การกวน การหมุนเหวี่ยงเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อแยกของแข็งและเฟสของเหลว ตามด้วยการหมุนเหวี่ยงใหม่เพื่อแยกน้ำมันและน้ำ

ของแข็งต้องถูกส่งไปยังกระบวนการอื่นสำหรับการนำโปรตีนกลับคืนมา ขึ้นอยู่กับเมล็ดพืชน้ำมัน ตามด้วยการทำให้แห้งหรือกระบวนการกู้คืนอื่นๆ ขั้นตอนของน้ำจะต้องได้รับการปฏิบัติเหมือนน้ำทิ้ง นี่เป็นกระบวนการที่น่าสนใจ แต่ก็ยังต้องเผชิญกับอุปสรรคเนื่องจากการทำให้เป็นอิมัลชันที่เกิดขึ้นระหว่างน้ำกับน้ำมันกับต้นทุนของเอนไซม์

เมื่อคุณทราบวิธีการหลักในการสกัดน้ำมันพืชแล้ว คุณก็สามารถเลือกที่ใส่ใจมากขึ้นเมื่อซื้อน้ำมันพืชของคุณ ตรวจสอบประโยชน์ในบทความ "น้ำมันพืช: รู้ประโยชน์และคุณสมบัติของเครื่องสำอาง"