Raffination von Speiseöl: der Vorteil von Aktivkohle

In der modernen Raffination von Speiseöl sind fortschrittliche Reinigungsverfahren unerlässlich, um die Qualität und Sicherheit der Endprodukte zu gewährleisten. Insbesondere die Entfernung von Verunreinigungen steht im Fokus der Industrie. Aktivkohle und Bleicherde erweisen sich dabei als effektive Mittel, um eine breite Palette von Kontaminanten aus den Ölen zu adsorbieren und die Spezifikationen der Lebensmittelsicherheit zu erfüllen.

 

Kontaminationswege in der Speiseölproduktion

Speiseölkontamination durch PAKs

Vor der Verarbeitung zu Speiseöl müssen Ölsaaten und -früchte zunächst getrocknet werden. Dabei kommt üblicherweise das Smoke Drying Verfahren mit offener Flamme zum Einsatz. Durch die unvollständige Verbrennung organischer Materialien während dieses Prozesses können polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAKs) entstehen. Der dabei aufsteigende Rauch zieht durch das Rohmaterial und verursacht eine Kontaminierung mit diesen Substanzen.
 
 

Speiseölkontamination durch andere schädliche Stoffe

Neben PAKs können Speiseöle auch durch andere schädliche Stoffe kontaminiert werden, die während der industriellen Verarbeitung in das Öl gelangen. Dazu gehören Spurenelemente von Pestiziden aus dem Pflanzenschutz, minimale Rückstände von Schmieröl aus Erntemaschinen oder Tintenrückstände von bedruckten Verpackungsmaterialien. Auch kleinste Mengen an Schwermetallen oder Dioxinen, die aus dem Boden stammen, können in den Ölen vorhanden sein.
 
Die Gesetzgebung hat im Laufe der Zeit die gesetzlich erlaubten Grenzwerte für diese Schadstoffe in Speiseölen kontinuierlich gesenkt. In diesem Zusammenhang hat sich Aktivkohle, bekannt für ihre ausgeprägte Fähigkeit zur Adsorption einer breiten Palette organischer Verbindungen und Verunreinigungen, als besonders wirksam in der Raffination von Speiseöl erwiesen.
 
 

Aktivkohle und Bleicherde in der Raffination von Speiseöl

In der Herstellung von Speiseöl werden feinste pulverförmige Aktivkohlen zur Entfärbung, zur Adsorption von gelösten organischen Verunreinigungen sowie Geruchs- und Geschmacksstoffen eingesetzt. Das geschieht meist in Kombination mit Bleicherde zur Optimierung des Reinigungsprozesses.

 

Bleicherde: Metallentfernung und Entfärbung von Speiseölen

Bleicherde ist ein natürlich vorkommendes Tonmineral. Aufgrund seiner hervorragenden adsorptiven Eigenschaften ist es in verschiedenen industriellen Prozessen, insbesondere bei der Raffination von Speiseöl, weit verbreitet.

 

1. Entfernen von Farbstoffen durch Bleicherde 

• Bleicherde zeichnet sich durch ihre Fähigkeit aus, unerwünschte Farbpigmente und -stoffe effizient aus Speiseölen zu eliminieren, indem sie den Anteil natürlicher Farbstoffe signifikant reduziert.
• ​Natürliche Farbstoffe, häufig aus Quellen wie Chlorophyll, Carotinoiden und anderen organischen Molekülen stammend, können den Ölen eine starke und oftmals nicht gewünschte Färbung verleihen. 
• Dank ihrer einzigartigen Oberflächenchemie ist Bleicherde in der Lage, gezielt jene Moleküle zu adsorbieren, die für die Farbgebung des Speiseöls zuständig sind, ohne dabei die wertvollen Bestandteile des Öls zu beeinträchtigen.

 

2. Entfernung von Metallspuren durch Bleicherde 

• Bleicherde besitzt auch die Fähigkeit, Metallspuren wie Eisen, Kupfer und Nickel effektiv zu adsorbieren, die während der Ernte, Verarbeitung oder Lagerung in Speiseöle gelangen können.
• Metallkontaminationen beeinflussen nicht nur die sensorischen Eigenschaften und die chemische Stabilität der Öle negativ, sondern initiieren auch katalytische Reaktionen, die zur beschleunigten Oxidation und somit zum Verderben des Öls beitragen.
• Darüber hinaus spielt die Entfernung von Metallspuren eine entscheidende Rolle für die gesundheitliche Unbedenklichkeit der Öle, da die Akkumulation bestimmter Metalle im Körper gesundheitliche Risiken bergen kann.

 
 
Abbildung 1: Bleicherde wird in der während der Raffination von Speiseöl eingesetzt, um hauptsächlich farbgebende Substanzen und Metallspuren zu entfernen. 

 

Aktivkohle: Multitalent in der Raffination von Speiseöl

Die Behandlung mit Aktivkohle wird als „bestbewährte Methode“ zur Dekontamination von Speiseöl eingesetzt.
 
 

1. Verbesserung der Farbentfernung durch Aktivkohle 

Für sehr hohe Konzentrationen von nichtflüchtigen Farbpigmenten, die schwer zu entfernen sind, kann Aktivkohle verwendet werden, um den Bleicheffekt zu verbessern.
 
 

2. Entfernung von nichtflüchtigen organischen Schadstoffen/Kontaminanten durch Aktivkohle

Nur flüchtige Verbindungen können während des Desodorierungsprozesses aus dem kontaminierten Öl entfernt und mit dem Dampf freigesetzt werden. Für die Eliminierung unerwünschter, nichtflüchtiger organischer Kontaminanten ist die Anwendung von Aktivkohle erforderlich, da Bleicherde für diese Aufgabe nicht geeignet ist.
 

• Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK): Persistente, leichte PAK-Verbindungen, aber vor allem schwere PAK-Verbindungen (5 Ringe und höher) müssen durch Aktivkohle adsorbiert und entfernt werden. Benzo(a)pyren und weitere 16 PAK-Verbindungen werden als krebsauslösend eingestuft.
• Mineralöl-Kohlenwasserstoffe (MKW): MKW können entlang der gesamten Herstellungs- und Handelskette in Speiseöle gelangen. Zu den Quellen gehören unter anderem Mineralöle aus Maschinen, die bei der Ernte sowie in Verarbeitungs- und Produktionsprozessen zum Einsatz kommen, sowie kontaminierende Umwelteinflüsse, etwa durch Abgase. Einige MKW-Verbindungen sind gesundheitsschädlich und müssen während der Raffination von Speiseöl durch zB Aktivkohle entfernt werden.
• Pestizide: Viele Ölsaaten werden mit Pestiziden behandelt, die über das Rohmaterial in das Speiseöl gelangen. Durch die Behandlung mit Aktivkohle lassen sich diese toxischen Rückstände wirksam entfernen.
• Dioxin: Dioxine sind hochgiftige Verbindungen, die in der Umwelt vorkommen und sich in der Nahrungskette anreichern. Ihre Beseitigung aus Speiseölen mittels Aktivkohle ist essentiell, um langfristige Gesundheitsgefahren wie Krebs und Immunsystemschäden zu vermeiden.

 



Abbildung 2: Vergleich der Adsorptionskapazität der Carbopal PAH EO Aktivkohle von Donau Carbon mit einem Konkurrenzprodukt in Abhängigkeit von der PAK-Konzentration in Olivenöl. © Donau Carbon

 

3. Einfache Handhabung

Pulverförmige Aktivkohle wird bei der Raffination von Speiseöl in Kombination mit Bleicherde verwendet. Die Dosierung der Aktivkohle kann gleichzeitig mit der Bleicherde erfolgen.

Die Integration in die Speiseölraffination ist unkompliziert und bringt mehrere Vorteile mit sich:

• Kein Kauf zusätzlicher Ausrüstung notwendig.
• Keine zusätzliche Zeit erforderlich.
• Kein zusätzlicher Ölverlust während des Prozesses.

 
Der Einsatz von pulverförmiger Aktivkohle in der Raffination von Speiseöl erfordert somit keine eigene Filteranlage und ist mit vergleichsweise niedrigen Investitionskosten verbunden.
 

Effiziente Aktivkohlen zur Behandlung von Speiseölen

Angesichts der Herausforderungen eines zunehmend kostenintensiven Marktumfelds, bedingt durch steigende Aufwendungen für Energie, Transport und Rohmaterialien, müssen aber auch die großen Player der Lebensmittelindustrie genauer kalkulieren. Mit der Carbopal® PAH EO-Reihe (PAH = PAK, EO = Edible Oil) haben wir eine Aktivkohle im Portfolio, die sich durch ein besonders vorteilhaftes Preis-Leistungs-Verhältnis auszeichnet.
 
Neben einer guten PAK-Abscheidung ist die Filtrierbarkeit der angewandten Aktivkohle ein wichtiges Kriterium in der Raffination von Speiseöl. Donau Carbon hat in diesem Zusammenhang eine feine Pulveraktivkohlevariante Carbopal® PAH EO sowie die gröbere Pulveraktivkohle Carbopal® PAH EO C als spezialisiertes Produkt entwickelt, die sich durch hohe Adsorptionskapazität und kurze Filtrierzeiten auszeichnet.
 
Die Auswahl der geeignetsten Aktivkohlequalität setzt jedoch eine genaue Kenntnis der zu behandelnden Ölsorte voraus.
 
 

1. Verschiedenartigkeit der Ölsorten

Mit dem verstärkten Auftreten verschiedener Ölsorten auf dem europäischen Markt, wie zum Beispiel Kokosnussöl, entsteht die Notwendigkeit, die Qualität der verwendeten Aktivkohle genau auf die spezifischen Eigenschaften und Anforderungen dieser Öle abzustimmen.
 
 

2. Spezifische Reinigungsanforderungen

Neben der allgemeinen Reinigung und Entfärbung, die bei vielen Ölsorten erforderlich ist, gibt es spezielle Anforderungen für bestimmte Öle. Bei diesen ist es wichtig, bestimmte Verunreinigungen zu entfernen, ohne andere Eigenschaften des Öls zu verändern. Ein Beispiel dafür ist Fischöl, bei dem Dioxine entfernt werden müssen, ohne dass das Öl seine Farbe verliert.


Abbildung 3: Übersicht über Speiseöltypen und potenzielle Risiken durch gängige Kontaminanten. © Donau Carbon  

 

Moderne Filtrationsverfahren in der Raffination von Speiseöl 

Bei der Raffination von Speiseölen kommen pulverförmigen Aktivkohlen im Einrühr- bzw. Suspensionsverfahren oder in der Anschwemmfiltration zum Einsatz.
 
 

1. Einrühr- oder Suspensionsverfahren

Das Einrühr- oder Suspensionsverfahren stellt die vorherrschende Methode dar, bei der Aktivkohle entweder direkt in das Öl eingearbeitet oder als circa 15-prozentige Suspension beigemischt wird. Die Standarddosierung der Aktivkohle variiert normalerweise zwischen 0,1 und 1 Prozent, bezogen auf das Gewicht des zu behandelnden Speiseöls.
 
Entscheidende Faktoren für die Effizienz dieses Verfahrens sind die physikalischen Charakteristika des Öls, wie Viskosität, Temperatur und pH-Wert, sowie die Beschaffenheit der zu eliminierenden Kontaminanten. Üblicherweise genügt eine Expositionszeit von 15 bis 30 Minuten.
 
Die Trennung der Aktivkohle vom Öl erfolgt anschließend durch Filtration mittels spezifischer Filteranlagen. Für den staubfreien Einsatz von Pulveraktivkohle bei Großabnehmern werden adäquate Systeme, bestehend aus Silos und Containern, verwendet.

 

2. Anschwemmfiltration (Schichtenfiltration)

Die Anschwemmfiltration, auch als Schichtenfiltration bekannt, findet Anwendung bei Speiseölen mit niedrigen Verunreinigungskonzentrationen oder wenn die Anforderungen an die Reinheit weniger stringent sind.
 
Das Verfahren basiert auf dem Prinzip, eine Filterschicht durch das Anschwemmen von pulverförmiger Aktivkohle auf einem Filterelement zu erzeugen, wobei gegebenenfalls Filterhilfsmittel zum Einsatz kommen. Ein wesentlicher Vorteil dieser Methode bei der Raffination von Speiseöl ist die simultane Eliminierung mechanischer Verunreinigungen während des Filtrationsprozesses.
 
 

Fazit: effektive Raffination von Speiseöl mit Aktivkohle

Die kombinierte Anwendung von Aktivkohle und Bleicherde bei der Raffination von Speiseöl verbessert nicht nur die optische Qualität des Öls durch effektive Farbentfernung, sondern eliminiert auch eine Reihe von gesundheitsgefährdenden Kontaminanten wie Metallen, PAK, MKW und Pestizide. Die einfache Handhabung und Integration in bestehende Prozesse ohne die Notwendigkeit für zusätzliche Ausrüstung oder Zeitaufwand machen die Verwendung von Aktivkohle zu einer praktischen und effektiven Lösung in der Raffination von Speiseöl.
 
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Kontaktieren Sie uns gerne unter www.donau-carbon.com.