تبلور اللاكتوز بالموجات فوق الصوتية
- في العديد من عمليات الألبان ، يحدث مصل اللبن (يتخلل الحليب) بكميات كبيرة كمنتج ثانوي. يحتوي مصل اللبن على نسبة عالية من اللاكتوز ويجب التخلص منه ، وهو مكلف وله آثار بيئية.
- من خلال استعادة اللاكتوز بالموجات فوق الصوتية ، يمكن تقليل نفايات مصل اللبن بشكل كبير ، في حين أن اللاكتوز المستعاد هو منتج قابل للتسويق.
- Ultrasonication يعزز التبلور السريع والفعال مما يؤدي إلى غلة عالية من بلورات اللاكتوز موحدة.
تصنيع اللاكتوز
يتم إنتاج اللاكتوز من محلول مركز من اللاكتوز (مكتسب من مصل اللبن). يجب تبريد ملاط اللاكتوز المركز إلى درجة حرارة منخفضة لترسيب البلورات. بعد خطوة هطول الأمطار ، يتم فصل بلورات اللاكتوز عن طريق الطرد المركزي. بعد ذلك ، يتم تجفيف البلورات إلى مسحوق.
خطوات تبلور اللاكتوز:
- تركيز
- التنوي
- نمو الكريستال
- الحصاد / الغسيل
تحسين تبلور اللاكتوز عن طريق Sonication
تشتهر الموجات فوق الصوتية بتأثيرها الإيجابي على عمليات التبلور والترسيب (التبلور الصوتي). يحسن Sonication تكوين ونمو بلورات اللاكتوز أيضا.
يساعد تبلور اللاكتوز سونو على الحصول على أقصى عائد من بلورات اللاكتوز في أقل وقت ممكن.
نمو بلوري جيد كبير لضمان الحصاد الفعال وغسل اللاكتوز (استخراج & تنقية). يؤدي Sonication إلى فرط تشبع اللاكتوز ويبدأ التنوي الأولي لبلورات اللاكتوز. علاوة على ذلك ، يساهم الصوتنة المستمر في التنوي الثانوي ، والذي يضمن توزيع حجم الكريستال الصغير (CSD).
تبلور اللاكتوز بالموجات فوق الصوتية: يتبلور اللاكتوز في ظل ظروف مختلفة: مدخلات الطاقة بالموجات فوق الصوتية ، الكاراجينان المضاف أو مصل اللبن (WPC) يؤثر على حجم بلورة اللاكتوز
الدراسة والصورة: ©سانشيز غارسيا وآخرون ، 2018.
فوائد الموجات فوق الصوتية:
- العائد الأقصى
- وقت عملية قصير جدا
- حجم الكريستال موحدة
- حجم الكريستال يمكن التحكم فيه
- شكل كريستال موحد
من النفايات السائلة إلى اللاكتوز
نظرا لإنتاج الألبان الكبير ، غالبا ما يكون مصل اللبن منتجا ثانويا يتم معالجته كنفايات سائلة. إن التخلص من مصل اللبن السائل كثيف التكلفة بسبب ارتفاع الطلب البيولوجي على الأكسجين (BOD) ومحتواه المائي. عندما يتم استرداد اللاكتوز من مصل اللبن ، يتم استخدام منتج النفايات في خطوة ما بعد المعالجة لإنتاج مسحوق اللاكتوز. يقلل استرداد اللاكتوز من BOD من مصل اللبن بأكثر من 80٪ مما يجعل المنتج الثانوي مفيدا وأكثر صداقة للبيئة. تعمل عملية التبلور بمساعدة الموجات فوق الصوتية على تحسين نمو البلورات والعائد والجودة.
يستخدم اللاكتوز على نطاق واسع كمكون في صناعة الأغذية والأدوية ، كمواد خام لإنتاج اللاكتيتول أو كمواد أساسية للإنتاج الميكروبي للبوليستر القابل للتحلل.
معدات الموجات فوق الصوتية
Hielscher الفوق صوتيات يقدم لك معدات الموجات فوق الصوتية لعمليات التبلور سونونوروبليشن – إما لصوتنة دفعة أو للمعالجة المضمنة في مفاعل بالموجات فوق الصوتية. تم تصميم جميع أجهزتنا بالموجات فوق الصوتية لتعمل بشكل مستمر (24 ساعة / 7 د / 365 د) لضمان أقصى استخدام للمعدات. أجهزة الموجات فوق الصوتية الصناعية من 0.5kW إلى 16kW لكل وحدة مناسبة للمعالجة التجارية لتعليق مصل اللبن الكبير.
تجهيز الغذاء الصف
تتوفر أنظمة الموجات فوق الصوتية Hielscher مع التجهيزات الصحية. تتميز سونوترودس بالموجات فوق الصوتية (مجسات / قرون) والمفاعلات بهندسة بسيطة لسهولة التنظيف. يعمل التجويف بالموجات فوق الصوتية كمنظف في المكان (CIP). لدينا sonotrodes والمفاعلات هي autoclavable.
نظرا لوجود بصمة صغيرة، يمكن دمج أنظمة الموجات فوق الصوتية Hielscher بسهولة أو تركيبها في منشأتك الحالية.
اتصل بنا اليوم للحصول على مزيد من المعلومات! Hielscher Ultrasonics يقدم مختلف الحلول الموحدة وكذلك المخصصة لمنتجات الألبان بالموجات فوق الصوتية والعمليات الغذائية!
الأدب / المراجع
- ديورا ، إن إس ؛ ميسرا ، إن إن ؛ ديسوال ، أ. ميشرا ، إتش إن ؛ كولين ، بي جيه ؛ تيواري ، بي كي (2013): الموجات فوق الصوتية لتحسين التبلور في معالجة الأغذية. مراجعات الهندسة الغذائية 5/1 ، 2013. 36-44.
- دينسر ، تي دي ؛ زيسو ، ب. ؛ فاليت ، سي جي إم آر ؛ جاياسينا ، ف. ؛ بالمر ، م. ؛ ويكس ، م. (2014): Sonocrystallization من اللاكتوز في نظام مائي. مجلة الألبان الدولية 35. 2014. 43-48.
- كوجولوس إي ، مارزيانو الأول ، ميلر للعلاقات العامة (2010): هندسة جزيئات اللاكتوز: تأثير الموجات فوق الصوتية ومضادات المذيبات على عادة الكريستال وحجم الجسيمات. جي كريست النمو 312 (23): 3509-20.
- مارتيني ، سيلفانا (2013): سونوبلورة الدهون. ملخصات سبرينغر في الغذاء والصحة والتغذية. 2013.
- يانيرا سانشيز غارسيا ، كارين إس غارسيا فيغا ، مارثا واي ليل راموس ، إيفان سالميرون ، نيستور غوتيريز مينديز (2018): تبلور اللاكتوز بمساعدة الموجات فوق الصوتية في وجود بروتينات مصل اللبن والكاراجينان. الموجات فوق الصوتية سونوكيمياء ، المجلد 42 ، 2018. 714-722.
- ماكسويني ، بي إل إتش ؛ Fox P.F. (2009): كيمياء الألبان المتقدمة. المجلد 3. اللاكتوز والماء والأملاح والفيتامينات. نيويورك: سبرينغر ساينس + بيزنس ميديا. 759 ص.
- باتيل ، س. ر. Murthy، Z.V.P. (2011): تأثير معلمات العملية على حجم البلورة ومورفولوجيا اللاكتوز في التبلور بمساعدة الموجات فوق الصوتية. تكنولوجيا أبحاث الكريستال 46/3. 2011. 243-248.
- وونغ ، إس واي ؛ هارتل ، آر دبليو (2014): التبلور في تكرير اللاكتوز – مراجعة. مجلة علوم الأغذية 79/3 ، 2014. 257-272.
حول سونوبلورليشن
عندما يتم تطبيق الموجات فوق الصوتية للطاقة للحث على عمليات التبلور وتحسينها ، يعرف باسم التبلور الصوتي. ويستند Sonocrystallization على تطبيق “الموجات الصوتية للحث على التغيرات الفيزيائية والكيميائية في المادة. تتضمن بعض التطبيقات الشائعة للموجات فوق الصوتية القوية استخدامها للحث على التفاعلات الكيميائية (سونوكيمياء) ولتعزيز التبلور (التبلور الصوتي). وقد حظيت هذه التقنيات باهتمام العديد من الصناعات بما في ذلك الصناعات الدوائية والكيميائية والغذائية نظرا للميزة التي تقدمها. تقنيات الموجات فوق الصوتية مجدية اقتصاديا وسهلة نسبيا لدمجها في التشغيل الصناعي. يمكن استخدام هذه التقنيات لتحسين كل من قابلية التكاثر وإنتاجية الإنتاج ؛ فهي غير حرارية ونظيفة بيئيا”. [مارتيني 2013، 4]
التنوي ونمو البلورات
يتم تحديد التبلور على أنه عملية التكوين ، حيث تترسب البلورات الصلبة من محلول مفرط التشبع أو ذوبان أو غاز.
تتكون عملية التبلور من مرحلتين رئيسيتين: التنوي ونمو البلورة.
أثناء التنوي ، تبدأ الجزيئات الذائبة في المحلول في تكوين مجموعات ، والتي يجب أن تكون كبيرة بما يكفي لتكون مستقرة في ظل ظروف التشغيل. مثل هذه الكتلة المستقرة تشكل نواة. بعد الوصول إلى الحجم الحرج لتشكيل نواة مستقرة ، تبدأ مرحلة نمو البلورة.
في مرحلة نمو البلورات ، تصبح النوى المشكلة أكبر مع ارتباط المزيد من الجزيئات بالعنقود. تعتمد عملية النمو على درجة التشبع والمعلمات الأخرى مثل الخلط الموحد ودرجة الحرارة وما إلى ذلك.
تعتمد نظرية التبلور الكلاسيكية على المفهوم الديناميكي الحراري القائل بأن النظام المعزول مستقر تماما عندما تكون إنتروبيته ثابتة.
حقائق عن اللاكتوز
اللاكتوز (سكر الحليب) هو ثنائي السكاريد مبني من الجلوكوز والجالاكتوز متصل برابطة جليكوسيدية β (1→4).
بسبب وجود الكربون chiral ، يمكن أن يحدث اللاكتوز في شكل أنواع الأيزومرات 2 التالية: α أو β اللاكتوز. غالبا ما يوجد اللاكتوز على شكل بلورة أحادية الهيدرات α اللاكتوز. أما الأشكال المتعددة الأخرى، وهي اللامائية β-اللاكتوز، فهي أقل شيوعا وتتبلور فوق 93.5 درجة مئوية. α و β-anomers لهما خواص مختلفة تماما. يمكن تمييز الأشكال المتعددة من خلال الدوران النوعي (+89 درجة مئوية و + 35 درجة مئوية ل α و β اللاكتوز ، على التوالي) والذوبان (70 و 500 جم / لتر (عند 20 درجة مئوية) ل α و β اللاكتوز ، على التوالي). [مكسويني وآخرون 2009]
هذا هو الكربوهيدرات الرئيسية للحليب ويوجد بتركيزات 2-8 بالوزن. اللاكتوز عديم النكهة وله حلاوة منخفضة. يعمل اللاكتوز كمختزل للسكر ويعزز تفاعلات ميلارد وستيكر. وبالتالي ، يتم استخدام اللاكتوز لتعزيز لون ونكهة المنتجات الغذائية مثل منتجات المخابز والمعجنات والحلويات.
اللاكتوز هو مادة مضافة غذائية مستخدمة على نطاق واسع تعمل كحامل وحشو ومثبت ومخفف للأقراص في المنتجات الغذائية والصيدلانية.
α-اللاكتوز هو أنقى شكل ، والذي يستخدم للمنتجات الصيدلانية.
اللاكتوز عنصر مهم عندما يتعلق الأمر بالنكهة والرائحة وتفاعلات التحمير.
الصيغة: C12H22O11
معرف IUPAC: β-D-غالاكتوبيرانوسيل-(1→4)-D- الجلوكوز
الكتلة المولية: 342.3 جم / مول
نقطة الانصهار: 202.8 °C
الكثافة: 1.53 جم / سم3
تصنيف: فودماب
قابل للذوبان في: الماء والإيثانول
المركبات النشطة بيولوجيا إستخلاص طعام نانو فارما المواد الكيميائية النباتية تكثيف العملية استخراج المذيبات سونوكيمياء UIP2000hdT UIP4000hdT الموجات فوق الصوتية استخراج بالموجات فوق الصوتية مستخرج بالموجات فوق الصوتية UP400St