CN105925364A - 一种利用超声波从咖啡渣中提取咖啡油的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于植物油脂提取技术领域，尤其涉及一种利用超声波从咖啡渣中提取咖啡油的方法，先将咖啡渣烘干后与有机溶剂按混合均匀得到混合原液，再将混合原液进行超声波处理得到咖啡油和有机溶剂的混合溶液，然后将咖啡油和有机溶剂的混合溶液进行过滤或抽滤，将滤液蒸馏后回收有机溶剂，得到咖啡油；其工艺简单，操作方便，提取时间短，提取率高，提取的咖啡油酸价低，油品好，无需加热，能耗少，环境友好。

Description

一种利用超声波从咖啡渣中提取咖啡油的方法

技术领域：

本发明属于植物油脂提取技术领域，尤其涉及一种利用超声波从咖啡渣中提取咖啡油的方法。

背景技术：

咖啡是世界三大饮料之一，在国际市场上，按累计贸易金额计，咖啡仅次于石油居于第二位。在咖啡产品中，速溶咖啡由于引用方便，符合现代社会节奏，越来越受到人们欢迎。据统计，速溶咖啡的消耗量已占世界咖啡消耗量的20％，几乎50％的咖啡渣是在加工速溶咖啡时产生的，咖啡渣中含有约20％的油脂、10％蛋白质、58％碳水化合物以及丰富的甘露聚糖(经酸水解后，其水解液中含有15％-30％的D-甘露糖)和半乳糖等成分，咖啡渣在用于工业锅炉燃烧时其热值约为5000大卡/公斤，这是其他农业工业废弃物无可比拟的，2008年有学者尝试使用咖啡渣提取咖啡油，并使用酯交换处理方式将咖啡油转化为生物柴油，该过程可产生10％-15％的生物柴油，其产量取决于咖啡的品种；2010年同样有学者使用从咖啡渣中提取的咖啡油做原料，采用酶催化转化方式生产柴油，转化率可达98.5％，从咖啡渣中获得生物柴油是比较稳定的，在超过一个月的观察下不变化。目前从咖啡渣中提取3.4亿加仑的生物柴油的计划已经启动，提取油脂后的咖啡渣是理想的花园肥料，乙醇原料和燃烧颗粒，另外咖啡油是一种有价值的香料用油，经稀释可用作食品的赋香剂，还可用于制造咖啡香型的香水等。但是，尚未有利用超声波从咖啡渣中提取咖啡油的相关文献或工艺的公开报道或使用。

超声波提取原理超声波在媒质中传播可使媒质质点在其传播空间内进入振动状态，强化溶质扩散，传质，即超声波机制。超声波在媒质质点传播过程中其能量不断被媒质质点吸收变成热能，导致媒质质点温度升高，即超声波热学机制，同时当大量的超声波作用于提取介质，当振动处于稀释状态时，介质被撕裂成许多小空穴，这些小孔穴瞬间闭合，闭合时产生高达几千大气压的瞬时压力，即空化现象。在超声场中由于被破碎物等所处的提取介质中含有大量的溶解气体及微小的杂质，它们包围在被破碎物等的胶质外膜周围，为超声波作用提供了必要条件，空气中产生的极大压力造成被破碎物细胞壁及整个生物体破裂，而且整个破裂过程在瞬间完成，同时超声波产生的振动作用加强了胞内物质的释放和溶解。超声波破碎过程是一个物理过程，浸提过程中无化学反应，被浸提的生物活性物质在短时间内保持不变，生物活性不减，同时提高了破碎速度，缩短了破碎时间，可极大的提高提取效率。而且，超声波是弹性机械振动波，是听觉阀以外的声振动，超生波能产生并传递强大的能量，给予媒质质点以大的速度和加速度，加速度随着声波频率的增高而增大，超声波在某些物质里，可以比一些电磁波穿透的更深，停留时间也更长，又由于大能量的超声波作用在液体里，在振动处于稀释状态时，液体会被撕裂成许多小空穴，这些小孔穴一瞬间即闭合，闭合时产生高达几千大气压的瞬时压力，即成为空化现象。这些空化现象可细化各种物质以及制造乳浊液，加速植物中的有效成分进入溶剂，使其进一步提取，以增加有效成分的提出率。除了空化作用外，超声波的许多次级效应，如机械振动，乳化，扩散，击碎，化学效应等也都有利于使植物中的有效成分转移，并充分和溶剂混合，促进提取的进行。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种用超声波提取咖啡油的新工艺。

为了实现上述的目的，本发明提取咖啡油的具体工艺步骤为：

(1)将咖啡渣放入恒温箱中在40-50℃温度下烘干至粉状得到干燥后的咖啡渣；

(2)将干燥后的咖啡渣和有机溶剂按照1:2-1:8的重量比混合均匀得到混合原液；

(3)将混合原液进行超声波处理得到咖啡油和有机溶剂的混合溶液，超声波频率为30-70KHZ，超声波处理时间为5－40分钟，超声波处理温度为20℃-50℃；

(4)将咖啡油和有机溶剂的混合溶液进行过滤或抽滤，将滤液蒸馏后回收有机溶剂，得到咖啡油。

本发明所述有机溶剂包括氯仿、丙酮、***、乙酸乙酯、石油醚和乙醇。

本发明与现有技术相比，其工艺简单，操作方便，提取时间短，提取率高，提取的咖啡油酸价低，油品好，无需加热，能耗少，环境友好。

具体实施方式：

下面通过实施例对本发明作进一步说明。

本实施例所述原料用量均以重量份计。

实施例1：

本实施例将新鲜的咖啡渣放入恒温箱中在40-50℃下干燥，去除水分得到干燥后的咖啡渣；称取1份干燥后的咖啡渣，加入2-4份的乙酸乙酯得到混合原液；将混合原液置于超生波仪器中用超声波处理得到超声波处理后的混合液，处理温度在45-50℃之间，处理频率在45-70KH之间，处理时间为30-40分钟；将超声波处理后的混合液过滤(抽滤)，取滤液放入烧瓶中，蒸馏后回收乙酸乙酯后，得到咖啡油，咖啡油提取率在15％-16％之间；测定咖啡油的酸价，酸价在2-3mgKOH/g。

实施例2：

本实施例将新鲜的咖啡渣放入恒温箱中在40-50℃下干燥，去除水分得到干燥后的咖啡渣；称取1份干燥后的咖啡渣，加入2-6份的***得到混合原液；将上述混合原液置于超生波仪器中用超声波处理，处理温度在20-25℃之间，处理频率在30-60KH之间，处理时间为5-20分钟；将超声波处理后的混合液过滤(抽滤)，取滤液放入烧瓶中，蒸馏后回收***后，得到咖啡油，咖啡油提取率在13％-15％之间；测定咖啡油的酸价，酸价在1-3mgKOH/g。

实施例3：

本实施例将新鲜的咖啡渣放入恒温箱中在40-50℃下干燥，去除水分得到干燥后的咖啡渣；称取1份干燥后的咖啡渣，加入2-5份的氯仿得到混合原液；将混合原液置于超生波仪器中用超声波处理得到超声波处理后的混合液，处理温度在30-50℃之间，处理频率在45-70KH之间，处理时间为20-30分钟；将超声波处理后的混合液过滤(抽滤)，取滤液放入烧瓶中，蒸馏后回收氯仿后，得到咖啡油，咖啡油提取率在15％-19％之间；测定咖啡油的酸价，酸价在4-5mgKOH/g。

实施例4：

本实施例将新鲜的咖啡渣放入恒温箱中在40-50℃下干燥，去除水分得到干燥后的咖啡渣；称取1份干燥后的咖啡渣，加入2-5份的乙醇得到混合原液；将混合原液置于超生波仪器中用超声波处理得到超声波处理后的混合液，处理温度在40-50℃之间，处理频率在45-70KH之间，处理时间为30-40分钟；将超声波处理后的混合液过滤(抽滤)，取滤液放入烧瓶中，蒸馏后回收乙醇后，得到咖啡油，咖啡油提取率在15％-17％之间；测定咖啡油的酸价，酸价在3-5mgKOH/g。

实施例5：

本实施例将新鲜的咖啡渣放入恒温箱中在40-50℃下干燥，去除水分得到干燥后的咖啡渣；称取1份干燥后的咖啡渣，加入2-5份的石油醚得到混合原液；将混合原液置于超生波仪器中用超声波处理得到超声波处理后的混合液，处理温度在30-50℃之间，处理频率在45-70KH之间，处理时间为30-40分钟；将超声波处理后的混合液过滤(抽滤)，取滤液放入烧瓶中，蒸馏后回收石油醚后，得到咖啡油，咖啡油提取率在13％-16％之间；测定咖啡油的酸价，酸价在2-4mgKOH/g。

Claims (2)

1.一种利用超声波从咖啡渣中提取咖啡油的方法，其特征在于具体工艺步骤为：

(1)将咖啡渣放入恒温箱中在40-50℃温度下烘干至粉状得到干燥后的咖啡渣；

(2)将干燥后的咖啡渣和有机溶剂按照1:2-1:8的重量比混合均匀得到混合原液；

(3)将混合原液进行超声波处理得到咖啡油和有机溶剂的混合溶液，超声波频率为30-70KHZ，超声波处理时间为5－40分钟，超声波处理温度为20℃-50℃；

(4)将咖啡油和有机溶剂的混合溶液进行过滤或抽滤，将滤液蒸馏后回收有机溶剂，得到咖啡油。

2.根据权利要求1所述利用超声波从咖啡渣中提取咖啡油的方法，其特征在于所述有机溶剂包括氯仿、丙酮、***、乙酸乙酯、石油醚和乙醇。