Teesamenöl wird aus den Samen der Pflanze Camellia oleifera gewonnen. Es besitzt ein unverwechselbares Aroma, ist leicht zu lagern, wird schnell vom menschlichen Körper aufgenommen und hat einen hohen Nährwert. Dieses Öl enthält verschiedene Fettsäuren, darunter Ölsäure, Linolsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure und Myristinsäure.
Es gibt verschiedene Methoden zur Gewinnung von Teesamenöl. Da Teesamenöl hitzeempfindlich-ist und hohen Temperaturen nicht standhält, verändert die traditionelle Heißpressung seine Farbe erheblich. Bei der Lösungsmittelextraktion hingegen bleiben Restlösungsmittel zurück, was zu einer schlechten Produktstabilität und potenziellen Gesundheitsrisiken führt.
Verschiedene Extraktionsmethoden führen zu unterschiedlichen Ergebnissen für Teesamenöl. Durch das Heißpressen werden die Nährstoffe im Öl zerstört, was die Lagerung des Endprodukts erschwert, zu erheblichen Nährstoffverlusten führt, die Ölausbeute verringert und die Farbe negativ beeinflusst. Bei der Lösungsmittelextraktion entsteht ein instabiles Produkt mit Restlösungsmitteln, was gesundheitsschädlich ist.
Die Technologie zur Extraktion überkritischer Flüssigkeiten zeichnet sich durch geringen Energieverbrauch, hohe Effizienz und keine Umweltverschmutzung aus. Es ist einfach zu bedienen und zu steuern und wird daher in zahlreichen Bereichen wie der Lebensmittelindustrie, der Medizin, der Chemie und der Biochemie weit verbreitet eingesetzt. Diese Extraktionsmethode bewahrt sowohl Nährstoffe als auch Wirkstoffe, ohne das Teesamenöl durch hohe Temperaturen zu beschädigen, was es zu einem umweltfreundlichen und effizienten Prozess macht. Es wird häufig in der Lebensmittel- und Getreideverarbeitung eingesetzt und eignet sich besonders zur Extraktion funktioneller Bestandteile aus Pflanzen. Beispielsweise lassen sich damit Öle wie Walnussöl, Traubenkernöl, Sanddornöl und Kürbiskernöl sowie Stoffe wie Lecithin, Aromen und Pigmente extrahieren.
Experimente zeigten, dass mehrere Schlüsselfaktoren die Extraktionsausbeute von Teesamenöl beeinflussen: Extraktionsdruck, Extraktionstemperatur, Extraktionszeit und CO₂-Flussrate.
Einfluss des Drucks auf die Extraktionsausbeute
Die Extraktionsausbeute steigt mit steigendem Druck. Höherer Druck erhöht die Dichte von CO₂ und erhöht dadurch seine Fähigkeit, Teesamenöl aufzulösen. Als optimaler Extraktionsdruck wurde 35 MPa ermittelt.
Einfluss der Temperatur auf die Extraktionsausbeute
Die Temperatur hat einen komplexen Einfluss auf die Löslichkeit von überkritischem CO₂. Unter konstantem Druck beschleunigt steigende Temperatur die molekulare Bewegung, verstärkt molekulare Wechselwirkungen, verringert die Flüssigkeitsviskosität und verbessert die Löslichkeit. Es verringert jedoch auch die Flüssigkeitsdichte, was die Fähigkeit der Flüssigkeit, Teesamenöl zu transportieren, verringert. Diese beiden gegensätzlichen Effekte bestimmen zusammen die optimale Extraktionstemperatur. Für Teesamenöl beträgt die optimale Extraktionstemperatur 50 Grad.
Einfluss der CO₂-Flussrate auf die Extraktionsausbeute
Bei der dynamischen Extraktion führt eine höhere CO₂-Flussrate zu einem höheren Verhältnis von Extraktionsmittel zu -, was die Diffusion und Löslichkeit des Extrakts fördert. Wie in Abbildung 3 dargestellt, steigt die Extraktionsausbeute mit zunehmender CO₂-Flussrate; Wenn die Durchflussrate jedoch 20 kg/h übersteigt, nimmt die Extraktionsausbeute leicht ab. Dies kann auf die zu hohe Durchflussrate zurückgeführt werden, die die Verweilzeit von CO₂ im Material verkürzt, was zu einem unzureichenden Kontakt zwischen CO₂ und dem Material und damit zu einer verringerten Löslichkeit führt. Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass die optimale CO₂-Durchflussrate 20 kg/h beträgt.
Einfluss der Extraktionszeit auf die Extraktionsausbeute
Die Gesamtextraktionsausbeute steigt mit der Verlängerung der Extraktionszeit allmählich an. Sowohl aus technischer als auch aus wirtschaftlicher Sicht erhöht eine Verlängerung der Extraktionszeit den Energieverbrauch. Daher beträgt die geeignete Extraktionszeit 150 Minuten.
Bei der Extraktion von Teesamenöl mit überkritischem CO₂ sind die optimalen Prozessbedingungen (mit einer Rohmaterialpartikelgröße von 40 Mesh) wie folgt: Druck von 35 MPa, Temperatur von 50 Grad, CO₂-Durchflussrate von 20 kg/h und Extraktionszeit von 150 Minuten. Unter diesen Bedingungen kann die Extraktionsausbeute 33,5 % erreichen. Im Gegensatz dazu dauert die herkömmliche Lösungsmittelextraktion 6 Stunden und erreicht eine Extraktionsausbeute von nur 30,3 %. Die überkritische Methode benötigt nicht nur weniger Zeit, sondern extrahiert auch mehr Teesamenöl aus dem Rohmaterial, was zu einer höheren Rohstoffausnutzung führt. Es handelt sich also um eine neue Technologie mit breiten Entwicklungsperspektiven.
Bei der Extraktion von Teesamenöl mit überkritischem CO₂ ist die Betriebstemperatur niedrig, was die Zerstörung hitzeempfindlicher Bestandteile im Öl verhindert und dafür sorgt, dass das Öl sein natürliches Aroma behält. In dem Experiment wurde CO₂ in Lebensmittelqualität verwendet, sodass das resultierende Produkt keine Lösungsmittelrückstände enthält und ein natürliches, grünes Lebensmittel ist.