一種利用超聲波從咖啡渣中提取咖啡油的方法
【專利摘要】本發明屬于植物油脂提取技術領域，尤其涉及一種利用超聲波從咖啡渣中提取咖啡油的方法，先將咖啡渣烘干后與有機溶劑按混合均勻得到混合原液，再將混合原液進行超聲波處理得到咖啡油和有機溶劑的混合溶液，然后將咖啡油和有機溶劑的混合溶液進行過濾或抽濾，將濾液蒸餾后回收有機溶劑，得到咖啡油；其工藝簡單，操作方便，提取時間短，提取率高，提取的咖啡油酸價低，油品好，無需加熱，能耗少，環境友好。
【專利說明】
一種利用超聲波從咖啡渣中提取咖啡油的方法
技術領域
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[0001]本發明屬于植物油脂提取技術領域，尤其涉及一種利用超聲波從咖啡渣中提取咖啡油的方法。
【背景技術】
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[0002]咖啡是世界三大飲料之一，在國際市場上，按累計貿易金額計，咖啡僅次于石油居于第二位。在咖啡產品中，速溶咖啡由于引用方便，符合現代社會節奏，越來越受到人們歡迎。據統計，速溶咖啡的消耗量已占世界咖啡消耗量的20%，幾乎50%的咖啡渣是在加工速溶咖啡時產生的，咖啡渣中含有約20 %的油脂、10 %蛋白質、58%碳水化合物以及豐富的甘露聚糖(經酸水解后，其水解液中含有15 % -30 %的D-甘露糖)和半乳糖等成分，咖啡渣在用于工業鍋爐燃燒時其熱值約為5000大卡/公斤，這是其他農業工業廢棄物無可比擬的，2008年有學者嘗試使用咖啡渣提取咖啡油，并使用酯交換處理方式將咖啡油轉化為生物柴油，該過程可產生1 % -15 %的生物柴油，其產量取決于咖啡的品種;2010年同樣有學者使用從咖啡渣中提取的咖啡油做原料，采用酶催化轉化方式生產柴油，轉化率可達98.5%,從咖啡渣中獲得生物柴油是比較穩定的，在超過一個月的觀察下不變化。目前從咖啡渣中提取3.4億加侖的生物柴油的計劃已經啟動，提取油脂后的咖啡渣是理想的花園肥料，乙醇原料和燃燒顆粒，另外咖啡油是一種有價值的香料用油，經稀釋可用作食品的賦香劑，還可用于制造咖啡香型的香水等。但是，尚未有利用超聲波從咖啡渣中提取咖啡油的相關文獻或工藝的公開報道或使用。
[0003]超聲波提取原理超聲波在媒質中傳播可使媒質質點在其傳播空間內進入振動狀態，強化溶質擴散，傳質，即超聲波機制。超聲波在媒質質點傳播過程中其能量不斷被媒質質點吸收變成熱能，導致媒質質點溫度升高，即超聲波熱學機制，同時當大量的超聲波作用于提取介質，當振動處于稀釋狀態時，介質被撕裂成許多小空穴，這些小孔穴瞬間閉合，閉合時產生高達幾千大氣壓的瞬時壓力，即空化現象。在超聲場中由于被破碎物等所處的提取介質中含有大量的溶解氣體及微小的雜質，它們包圍在被破碎物等的膠質外膜周圍，為超聲波作用提供了必要條件，空氣中產生的極大壓力造成被破碎物細胞壁及整個生物體破裂，而且整個破裂過程在瞬間完成，同時超聲波產生的振動作用加強了胞內物質的釋放和溶解。超聲波破碎過程是一個物理過程，浸提過程中無化學反應，被浸提的生物活性物質在短時間內保持不變，生物活性不減，同時提高了破碎速度，縮短了破碎時間，可極大的提高提取效率。而且，超聲波是彈性機械振動波，是聽覺閥以外的聲振動，超生波能產生并傳遞強大的能量，給予媒質質點以大的速度和加速度，加速度隨著聲波頻率的增高而增大，超聲波在某些物質里，可以比一些電磁波穿透的更深，停留時間也更長，又由于大能量的超聲波作用在液體里，在振動處于稀釋狀態時，液體會被撕裂成許多小空穴，這些小孔穴一瞬間即閉合，閉合時產生高達幾千大氣壓的瞬時壓力，即成為空化現象。這些空化現象可細化各種物質以及制造乳濁液，加速植物中的有效成分進入溶劑，使其進一步提取，以增加有效成分的提出率。除了空化作用外，超聲波的許多次級效應，如機械振動，乳化，擴散，擊碎，化學效應等也都有利于使植物中的有效成分轉移，并充分和溶劑混合，促進提取的進行。

【發明內容】

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[0004]本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求設計提供一種用超聲波提取咖啡油的新工藝。
[0005]為了實現上述的目的，本發明提取咖啡油的具體工藝步驟為:
[0006](I)將咖啡渣放入恒溫箱中在40_50°C溫度下烘干至粉狀得到干燥后的咖啡渣；
[0007](2)將干燥后的咖啡渣和有機溶劑按照1:2-1:8的重量比混合均勻得到混合原液；
[0008](3)將混合原液進行超聲波處理得到咖啡油和有機溶劑的混合溶液，超聲波頻率為30-70KHZ，超聲波處理時間為5 — 40分鐘，超聲波處理溫度為20°C_50°C;
[0009](4)將咖啡油和有機溶劑的混合溶液進行過濾或抽濾，將濾液蒸餾后回收有機溶劑，得到咖啡油。
[0010]本發明所述有機溶劑包括氯仿、丙酮、乙醚、乙酸乙酯、石油醚和乙醇。
[0011]本發明與現有技術相比，其工藝簡單，操作方便，提取時間短，提取率高，提取的咖啡油酸價低，油品好，無需加熱，能耗少，環境友好。
【具體實施方式】
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[0012]下面通過實施例對本發明作進一步說明。
[0013]本實施例所述原料用量均以重量份計。
[0014]實施例1:
[0015]本實施例將新鮮的咖啡渣放入恒溫箱中在40_50°C下干燥，去除水分得到干燥后的咖啡渣;稱取I份干燥后的咖啡渣，加入2-4份的乙酸乙酯得到混合原液;將混合原液置于超生波儀器中用超聲波處理得到超聲波處理后的混合液，處理溫度在45-50°C之間，處理頻率在45-70KH之間，處理時間為30-40分鐘;將超聲波處理后的混合液過濾(抽濾)，取濾液放入燒瓶中，蒸餾后回收乙酸乙酯后，得到咖啡油，咖啡油提取率在15%_16%之間；測定咖啡油的酸價，酸價在2-3mgK0H/g。
[0016]實施例2:
[0017]本實施例將新鮮的咖啡渣放入恒溫箱中在40_50°C下干燥，去除水分得到干燥后的咖啡渣;稱取I份干燥后的咖啡渣，加入2-6份的乙醚得到混合原液;將上述混合原液置于超生波儀器中用超聲波處理，處理溫度在20-25°C之間，處理頻率在30-60KH之間，處理時間為5-20分鐘；將超聲波處理后的混合液過濾(抽濾)，取濾液放入燒瓶中，蒸餾后回收乙醚后，得到咖啡油，咖啡油提取率在13 % -15 %之間；測定咖啡油的酸價，酸價在1-3mgK0H/g。
[0018]實施例3:
[0019]本實施例將新鮮的咖啡渣放入恒溫箱中在40_50°C下干燥，去除水分得到干燥后的咖啡渣;稱取I份干燥后的咖啡渣，加入2-5份的氯仿得到混合原液;將混合原液置于超生波儀器中用超聲波處理得到超聲波處理后的混合液，處理溫度在30-50°C之間，處理頻率在45-70KH之間，處理時間為20-30分鐘;將超聲波處理后的混合液過濾(抽濾)，取濾液放入燒瓶中，蒸餾后回收氯仿后，得到咖啡油，咖啡油提取率在15%-19%之間；測定咖啡油的酸價，酸價在4-5mgK0H/g。
[0020]實施例4:
[0021]本實施例將新鮮的咖啡渣放入恒溫箱中在40_50°C下干燥，去除水分得到干燥后的咖啡渣;稱取I份干燥后的咖啡渣，加入2-5份的乙醇得到混合原液;將混合原液置于超生波儀器中用超聲波處理得到超聲波處理后的混合液，處理溫度在40-50°C之間，處理頻率在45-70KH之間，處理時間為30-40分鐘;將超聲波處理后的混合液過濾(抽濾)，取濾液放入燒瓶中，蒸餾后回收乙醇后，得到咖啡油，咖啡油提取率在15%-17%之間；測定咖啡油的酸價，酸價在3-5mgK0H/g。
[0022]實施例5:
[0023]本實施例將新鮮的咖啡渣放入恒溫箱中在40_50°C下干燥，去除水分得到干燥后的咖啡渣;稱取I份干燥后的咖啡渣，加入2-5份的石油醚得到混合原液;將混合原液置于超生波儀器中用超聲波處理得到超聲波處理后的混合液，處理溫度在30-50°C之間，處理頻率在45-70KH之間，處理時間為30-40分鐘;將超聲波處理后的混合液過濾(抽濾)，取濾液放入燒瓶中，蒸餾后回收石油醚后，得到咖啡油，咖啡油提取率在13%-16%之間；測定咖啡油的酸價，酸價在2-4mgK0H/g。
【主權項】
1.一種利用超聲波從咖啡渣中提取咖啡油的方法，其特征在于具體工藝步驟為: (1)將咖啡渣放入恒溫箱中在40-50°C溫度下烘干至粉狀得到干燥后的咖啡渣； (2)將干燥后的咖啡渣和有機溶劑按照1:2-1:8的重量比混合均勻得到混合原液； (3)將混合原液進行超聲波處理得到咖啡油和有機溶劑的混合溶液，超聲波頻率為30-70KHZ，超聲波處理時間為5 — 40分鐘，超聲波處理溫度為20°C_50°C; (4)將咖啡油和有機溶劑的混合溶液進行過濾或抽濾，將濾液蒸餾后回收有機溶劑，得到咖啡油。2.根據權利要求1所述利用超聲波從咖啡渣中提取咖啡油的方法，其特征在于所述有機溶劑包括氯仿、丙酮、乙醚、乙酸乙酯、石油醚和乙醇。
【文檔編號】C11B3/00GK105925364SQ201610268008
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月27日
【發明人】聶兆廣, 胡艷芳, 鄭藝華, 陸甜甜, 馬翠紅, 姜叢慧
【申請人】青島大學