Miljövänlig superkritisk process för växtoljor
- Diarienummer
- ID23-0047
- Projektledare
- Turner, Charlotta
- Start- och slutdatum
- 240101-271231
- Beviljat belopp
- 2 500 000 kr
- Förvaltande organisation
- Lund University
- Forskningsområde
- Bioteknik, medicinsk teknik och teknik för livsvetenskaperna
Summary
Extraktion av vegetabiliska oljor från frön, kärnor och presskakor uppnås ofta med det neurotoxiska och fossilbaserade lösningsmedlet hexan, även i livsmedels- och foderapplikationer. Syftet med den föreslagna forskningen är att utveckla en extraktions- och fraktioneringsprocess för oljor och lipider i sheakärnor med hjälp av superkritisk koldioxid (scCO2) som lösningsmedel istället för hexan. Fasjämviktsstudier kommer att genomföras vid högt tryck för att utforska nya gröna lösningsmedel baserade på blandningar av scCO2, etanol, etyllaktat, etylacetat och vegetabilisk olja, och hur dessa lösningsmedel påverkar selektiviteten och renheten hos de erhållna lipidfraktionerna från shea. Emellertid kommer i första hand ren scCO2 vid mycket högt tryck att användas som lösningsmedel, och stegvis minskning av trycket vid varierande temperaturer kommer att möjliggöra flera lipidfraktioner av olika renhet och sammansättning. Avancerad lipidanalys kommer att utföras med hjälp av superkritisk vätskekromatografi med diodarray-, laddad aerosol- och högupplöst masspektrometrisk detektion. Livscykelanalyser kommer att belysa processens miljöprestanda i jämförelse med nuvarande petroleumbaserade extraktionsmetoder. Våra resultat ska bana väg mot hexanfri vegetabilisk oljeproduktion, vilket möjliggör både en säker arbetsmiljö och hållbara livsmedel utan hexanrester. Projektet är ett samarbete mellan Lunds universitet och AAK (tidigare Karlshamns AB och Aarhus United) i Sverige/Danmark.
Populärvetenskaplig beskrivning
Superkritisk koldioxid ersätter giftigt hexan som lösningsmedel vid produktion av växtbaserade oljor och fetter. Vegetabiliska oljor kan pressas ur växtfröer från t.ex. soja, raps och solros, medan fetter oftast extraheras ur t.ex. sheanötter, palm, och kokos med lösningsmedlet hexan. Hexan framställs ur råolja (naftafraktionen), och är ett giftigt lösningsmedel som ger skador på inre organ och kan även ge upphov till akuta nervskador. Hexan är en godkänd kemikalie i livsmedel vid låga halter. Det är dock troligt att ny lagstiftning, som ett led ur ”The European Green Deal”, kommer att förbjuda all icke-nödvändig användning av hexan. Syftet med den föreslagna forskningen är att utveckla metoder för utvinning av oljor och fetter ur sheakärnor med hjälp av superkritisk koldioxid (scCO2) som lösningsmedel, d.v.s. att ersätta hexan. scCO2 är koldioxid som utsatts för höga tryck (över 74 bar, oftast flera hundra bar) och temperatur över 31°C. Koldioxiden uppnår då löslighetsegenskaper liknande hexan. Koldioxid är en restprodukt vid framställning av biogas, och som lösningsmedel cirkuleras/återanvänds den enkelt i processen. Projektet är ett samarbete mellan Lunds universitet i Sverige och AAK (tidigare Karlshamns AB och Aarhus United) i Sverige/Danmark. AAK bearbetar ca. 200 000 ton sheakärnor årligen för produktion av sheasmör som ingrediens till en mängd olika produkter: choklad och konfektyr, bageri, mejeri, och växtbaserad mat, mm. Industridoktoranden i projektet kommer att optimera metoder för extraktion och fraktionering av oljor och lipider ur sheafröer där scCO2 används vid olika tryck och temperatur, men också med tillsatser av olika gröna lösningsmedel (etanol, etylllaktat, etylacetat, vegetabiliska oljor). Önskat resultat är olika fraktioner av lipider och oljor, som maximerar renhetsgraden av specifika lipidtyper, och som minimerar halter av oönskade ämnen. Avancerad lipidanalys kommer att utföras med hjälp av toppmodern analytisk kemisk metodik. Livscykelanalyser kommer att belysa processens miljöprestanda i jämförelse med nuvarande petroleumbaserade metoder. Våra resultat kommer att bana väg mot en hexan-fri produktion av växtbaserade oljor och fetter. Dessutom kommer vi att generera viktig kunskap om fasdiagram för blandningar av gröna lösningsmedel där koldioxid av högt tryck är en komponent – vilket på sikt leder till att fler giftiga organiska lösningsmedel kan ersättas i industrin.