Ulje sjemenki čaja dobiva se iz sjemena biljke Camellia oleifera. Ima karakterističnu aromu, lako se skladišti i brzo se apsorbira u ljudskom tijelu, uz visoku nutritivnu vrijednost. Ovo ulje sadrži različite masne kiseline, uključujući oleinsku kiselinu, linolnu kiselinu, palmitinsku kiselinu, stearinsku kiselinu i miristinsku kiselinu.
Postoji nekoliko metoda za ekstrakciju ulja iz sjemenki čaja. Budući da je ulje sjemenki čaja osjetljivo na toplinu{1}}i ne podnosi visoke temperature, tradicionalno vruće ceđenje značajno mijenja njegovu boju. Ekstrakcija rastvaračem, s druge strane, ostavlja zaostale rastvarače, što rezultira lošom stabilnošću proizvoda i potencijalnim zdravstvenim rizicima.
Različite metode ekstrakcije daju različite rezultate za ulje sjemenki čaja. Vruće prešanje uništava hranjive sastojke u ulju, što otežava skladištenje konačnog proizvoda, uzrokuje značajne nutritivne gubitke, smanjuje prinos ulja i negativno utiče na boju. Ekstrakcija rastvaračem stvara nestabilan proizvod sa zaostalim otapalima, što je štetno po zdravlje.
Superkritičnu tehnologiju ekstrakcije fluida karakteriše niska potrošnja energije, visoka efikasnost i bez zagađenja. Jednostavan je za rukovanje i lak za kontrolu, te se stoga široko primjenjuje u brojnim poljima kao što su hrana, medicina, hemikalije i biohemija. Ova metoda ekstrakcije čuva i hranjive i aktivne sastojke bez oštećenja ulja sjemenki čaja zbog visokih temperatura, što ga čini zelenim i efikasnim procesom. Obično se koristi u preradi hrane i žitarica i posebno je pogodan za ekstrakciju funkcionalnih komponenti iz biljaka. Na primjer, može se koristiti za ekstrakciju ulja kao što su ulje oraha, ulje sjemenki grožđa, ulje morske krkavine i ulje sjemenki bundeve, kao i tvari kao što su lecitin, arome i pigmenti.
Eksperimenti su pokazali da nekoliko ključnih faktora utiče na prinos ekstrakcije ulja iz sjemenki čaja: pritisak ekstrakcije, temperatura ekstrakcije, vrijeme ekstrakcije i brzina protoka CO₂.
Utjecaj pritiska na prinos ekstrakcije
Prinos ekstrakcije raste sa porastom pritiska. Veći pritisak povećava gustinu CO₂, čime se povećava njegov kapacitet za otapanje ulja sjemenki čaja. Optimalni pritisak ekstrakcije je 35 MPa.
Utjecaj temperature na prinos ekstrakcije
Temperatura ima kompleksan uticaj na rastvorljivost superkritičnog CO₂. Pod stalnim pritiskom, povećanje temperature ubrzava molekularno kretanje, jača molekularne interakcije, smanjuje viskozitet fluida i poboljšava rastvorljivost. Međutim, takođe smanjuje gustinu tečnosti, što smanjuje kapacitet tečnosti da nosi ulje sjemenki čaja. Ova dva suprotstavljena efekta zajedno određuju optimalnu temperaturu ekstrakcije. Za ulje sjemenki čaja, optimalna temperatura ekstrakcije je 50 stepeni.
Utjecaj brzine protoka CO₂ na prinos ekstrakcije
Tokom dinamičke ekstrakcije, veća brzina protoka CO₂ dovodi do većeg omjera ekstraktanta-prema-materijala, što promovira difuziju i topljivost ekstrakta. Kao što je prikazano na slici 3, prinos ekstrakcije raste sa povećanjem brzine protoka CO₂; međutim, kada brzina protoka prelazi 20 kg/h, prinos ekstrakcije se blago smanjuje. Ovo se može pripisati pretjerano visokoj brzini protoka, koja skraćuje vrijeme zadržavanja CO₂ u materijalu, što dovodi do nedovoljnog kontakta između CO₂ i materijala i time smanjene rastvorljivosti. Eksperimentalni rezultati pokazuju da je optimalna brzina protoka CO₂ 20 kg/h.
Utjecaj vremena ekstrakcije na prinos ekstrakcije
Ukupni prinos ekstrakcije postepeno raste s produžavanjem vremena ekstrakcije. Sa tehničke i ekonomske perspektive, produženje vremena ekstrakcije povećava potrošnju energije. Stoga je odgovarajuće vrijeme ekstrakcije 150 minuta.
Prilikom ekstrakcije ulja iz sjemenki čaja korištenjem superkritičnog CO₂, optimalni procesni uvjeti (sa veličinom čestica sirovine od 40 mesh) su sljedeći: pritisak od 35 MPa, temperatura od 50 stepeni, brzina protoka CO₂ od 20 kg/h i vrijeme ekstrakcije od 150 minuta. U ovim uslovima prinos ekstrakcije može dostići 33,5%. Nasuprot tome, konvencionalna metoda ekstrakcije rastvaračem traje 6 sati i postiže prinos ekstrakcije od samo 30,3%. Superkritična metoda ne samo da zahtijeva manje vremena, već i ekstrahira više ulja sjemenki čaja iz sirovine, što rezultira većom iskorištenošću sirovina. Dakle, radi se o novoj tehnologiji sa širokim razvojnim izgledima.
Prilikom ekstrakcije ulja iz sjemenki čaja korištenjem superkritičnog CO₂, radna temperatura je niska, što sprječava uništavanje -osetljivih komponenti u ulju i omogućava ulju da zadrži svoju prirodnu aromu. U eksperimentu je korišten CO₂ -vrste hrane, tako da dobijeni proizvod ne sadrži ostatke rastvarača i predstavlja prirodnu zelenu hranu.