Tässä blogikirjoituksessa tarkastellaan periaatteita, joiden perusteella superkriittisen nesteen teknologia uuttaa seesamiöljyä puhtaammin ja turvallisemmin, sekä sen monipuolisia teollisia sovelluksia.
Oletko kuullut superkriittisestä seesamiöljystä? Se on nimi, jonka löytää nykyään helposti supermarketeista. Tietenkin köyhälle korkeakouluopiskelijalle kuten minulle superkriittisen seesamiöljyn ostaminen, joka on jopa kalliimpaa kuin tavallinen seesamiöljy, ei tule kysymykseenkään. Siitä huolimatta superkriittinen seesamiöljy myy tasaisesti, ja myös sen markkinat kasvavat tasaisesti. Miksi superkriittinen seesamiöljy myy tasaisesti korkeasta hinnastaan huolimatta? Otetaan selvää.
Ennen kuin perehdymme superkriittiseen seesamiöljyyn, ymmärretään ensin, mitä superkriittinen neste on. Superkriittinen neste viittaa kirjaimellisesti kriittisen pisteen ulkopuolella olevaan tilaan. Yksinkertaisesti sanottuna se kuvaa toista olemassaolon faasia kiinteän, nestemäisen ja kaasumaisen olomuodon ulkopuolella. Kriittinen piste tarkoittaa kynnystä, jossa aine ei enää pysy tietyssä olomuodossaan ja saa uusia fysikaalisia ominaisuuksia. Syy siihen, miksi tämä superkriittinen faasi on useimmille ihmisille vieras, on se, että sen ylläpitäminen vaatii valtavaa lämpöä ja painetta. Vesi muuttuu superkriittiseksi 374 celsiusasteessa ja 220 ilmakehän paineessa, kun taas hiilidioksidi saavuttaa tämän tilan 31 celsiusasteessa ja 74 ilmakehän paineessa. Pelkkä tämän faasin ylläpitäminen ei ole helppo tehtävä. Joten mikä tarkalleen ottaen on tämä superkriittinen faasi, joka tekee tällaisen vaivannäön vaivan arvoiseksi?
Superkriittiset nesteet diffundoituvat yhtä nopeasti ja läpäisevät kaasuja yhtä hyvin, ja ne toimivat myös erinomaisina liuottimina, jotka liuottavat muita aineita yhtä tehokkaasti kuin nesteet. Niiden käyttökohteet ovat laajat: ne uuttavat seesamiöljyä, poistavat kofeiinia kahvista ja jopa entisöivät vaurioituneita historiallisia asiakirjoja. Superkriittisten nesteiden tutkimus alkoi 1960-luvulla, ja niitä käytettiin aluksi pääasiassa teollisuudessa, kuten öljynjalostuksessa. Ajan myötä niiden käyttömahdollisuudet eri teollisuudenaloilla, kuten elintarvike-, lääke- ja ympäristön ennallistamisessa, ovat kuitenkin saaneet yhä enemmän huomiota. Näistä superkriittinen hiilidioksidi on erityisen suosittu turvallisena materiaalina elintarvikkeiden, kuten seesamiöljyn, uuttamiseen sen minimaalisen myrkyllisyyden ja kemiallisen reaktiivisuuden vuoksi. Tutkitaanpa, miten superkriittisiä nesteitä käytetään seesamiöljyn uuttamisessa, joka on yksi tunnetuimmista sovelluksista.
Kuten aiemmin mainittiin, superkriittisillä nesteillä on kaasun läpäisevyys ja samalla erinomaiset liuotinominaisuudet. Perinteisesti seesamiöljyä valmistettiin paahtamalla seesaminsiemeniä korkeissa lämpötiloissa ja puristamalla niitä sitten öljyn "puristamiseksi". Tällä menetelmällä on kaksi merkittävää haittapuolta. Ensinnäkin öljyn puristamisen jälkeen jäljelle jäävää jäännöstä ei voida kierrättää. Toiseksi seesaminsiemenet palavat paahtamisen aikana. Perinteisen seesamiöljyn tumma väri ja karvas maku johtuvat suoraan tästä palamisesta.
Seesamiöljyn uuttoprosessi superkriittisen nesteen avulla ratkaisee kuitenkin molemmat näistä ongelmista. Koska superkriittinen neste poistaa öljyn seesaminsiementen sisältä säilyttäen niiden muodon, siemenet säilyttävät alkuperäisen muotonsa uuttamisen jälkeen ja niitä voidaan käyttää uudelleen muualla. Lisäksi, koska paahtamista ei tarvita, seesamiöljy uutetaan puhtaasti palamatta, ja ravintoaineiden vaurioituminen on minimaalista. Tästä syystä superkriittisellä nesteellä valmistettu seesamiöljy on suosittua kuluttajien keskuudessa – se tarjoaa puhtaamman, syvemmän maun ja aromin verrattuna tavalliseen seesamiöljyyn sekä korkeamman ravintoarvon.
Superkriittisen seesamiöljyn merkittävä etu on lähes olematon bentso[a]pyreenin, syöpää aiheuttavan aineen, muodostumisriski. Vaikka perinteinen seesamiöljy saattaa tuottaa bentso[a]pyreeniä seesaminsiementen paahtamisen aikana korkeassa lämpötilassa, superkriittinen menetelmä välttää tämän vaiheen, mikä tekee siitä turvallisemman. Vaikka perinteisiä menetelmiä pidetään turvallisina, jos lämpötilat pysyvät tietyn kynnysarvon alapuolella, mikä varmistaa, että bentsopyreenipitoisuudet eivät ylitä elintarvike- ja lääketurvallisuusministeriön asettamia standardeja, joidenkin kaupallisesti saatavilla olevien seesamiöljyjen on toisinaan raportoitu ylittävän nämä rajat. Juuri tästä syystä superkriittistä seesamiöljyä suosivat terveystietoiset nykykuluttajat – se mahdollistaa seesamiöljyn uuttamisen turvallisesti ja puhtaasti.
Superkriittisten nesteiden teknologia ulottuu paljon seesamiöljyn uuttamista pidemmälle. Sitä käytetään myös kofeiinin poistamiseen kahvista, ja sillä on ratkaiseva rooli erikoisaloilla, kuten muinaisten asiakirjojen restauroinnissa. Poistettaessa vahaa vanhoista asiakirjoista tai maalauksista, superkriittiset nesteet ovat saamassa huomiota teknologiana, joka voi poistaa hienovaraisesti vain tarvittavat osat vahingoittamatta asiakirjaa. Siksi superkriittisiä nesteitä tutkitaan aktiivisesti eri teollisuudenaloilla, ja niillä on todennäköisesti vielä enemmän sovellusmahdollisuuksia tulevaisuudessa.
Superkriittisiä nesteitä käyttävät teknologiat ovat kuitenkin vielä alkuvaiheessa ja kohtaavat joitakin rajoituksia korkeiden kustannusten ja tarvittavien korkeiden lämpötilojen ja paineiden ylläpitämiseen tarvittavien laitteiden vuoksi. Teknologian kehittyessä superkriittisten nesteiden odotetaan kuitenkin löytävän käyttöä yhä useammilla aloilla. Nykyaikaisessa yhteiskunnassa, jossa ympäristönsuojelun ja kestävän tuotannon vaatimukset kasvavat, superkriittisten nesteiden teknologia on saamassa huomiota ympäristöystävällisenä vaihtoehtona kemiallisille liuottimille. On selvää, että tällä teknologialla on valtavat kehitysmahdollisuudet tulevaisuudessa.
