Şəkər çuğunduru kossetlərindən şəkərin ultrasəs çıxarılması
Ultrasonik ekstraksiya şəkər çuğunduru kossetlərindən çıxarılan saxaroza məhsuldarlığını artırır və hasilat prosesinin müddətini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Sonication, hasilat səmərəliliyini artırmaq üçün mövcud əks cərəyan axınının çıxarılması texnologiyası ilə asanlıqla birləşdirilə bilən sadə və təhlükəsiz bir texnikadır.
Ultrasonik Şəkər Çuğunduru Kossetinin Çıxarışı
Ultrasəs köməyi ilə ekstraksiya akustik və ya ultrasəs kavitasiyasının iş prinsipinə əsaslanır. Ultrasonik səbəb olan kavitasiya nəticəsində yaranan mexaniki təsirlər, hüceyrə divarlarının sono-porasiyasına və pozulmasına səbəb olur ki, bu da sonradan hüceyrənin daxili hissəsində sıxışan molekulların keçiriciliyini artırır. Kavitasiya nəticəsində yaranan maye axını və mikro turbulentlər ekstraksiya prosesinin kütlə ötürülməsini yaxşılaşdırır ki, saxaroza və digər molekullar həllediciyə, yəni suya keçir.
Ultrasəs cihazı UIP4000hdT şəkər çuğundurunun sənaye istehsalı üçün.
- Ultrasonik ilkin müalicə (əks cərəyan qülləsindən əvvəl)
- Əks cərəyan çıxarılması zamanı sonikasiya
- Ultrasəs sonrası müalicə (əks cərəyan qülləsindən sonra)
Mövcud hasilat qurğusundan, istehsal hədəflərindən və mövcud məkandan asılı olaraq, sonikasiya emaldan əvvəl və ya sonrakı müalicə kimi, həmçinin əks cərəyan axınının çıxarılması zamanı asanlıqla retro-quraşdırıla bilər.
Şəkər Çuğunduru Kossetlərinin Ultrasonik Ön Müalicəsi
Şəkər çuğunduru kossetlərinin ultrasəslə əvvəlcədən təmizlənməsi prosesi gücləndirən bir texnikadır. Ultrasonik ekstraktorlar, əsasən şəkər çuğundurunun çıxarılması üçün istifadə olunan əks cərəyan axınının çıxarılması qüllələri ilə asanlıqla birləşdirilə bilər. Şəkər çuğunduru kossetlərinin əks cərəyan çıxarma sisteminə daxil olmamışdan əvvəl qısa bir sonikasiyası hüceyrə divarlarını pozmağa və açmağa kömək edir. Ultrasonication həlledici (yəni, su) və çuğundur kossetləri arasında kütləvi transfer təşviq, belə ki, saxaroza kimi hüceyrədaxili molekullar həlledici üçün hüceyrə daxili köçürülür. Şəkər çuğunduru kossetlərinin ultrasəslə əvvəlcədən təmizlənməsi əks cərəyan axını sütununda saxaroza çıxarılmasını asanlaşdırır və sürətləndirir.
SEM (200×) şəkər çuğunduru kossetası nümunələrinin müxtəlif ekstraksiya müddəti üçün 50°C-də 400 Vt gücündə sonikasiyaya uğraması. A) kossetlərin çıxarılmasının əks cərəyanı; B) 10 dəqiqə BƏƏ-dən sonra; C) 20 dəqiqə BƏƏ-dən sonra; D) BƏƏ-dən sonra 40 dəqiqə. Ultrasonik ekstraksiya hüceyrə divarlarını pozur və hüceyrədaxili materialı buraxır.
(©Lu və başqaları, 2013)
Ultrasonik və əks cərəyan çıxarılmasının müqayisəsi
Fu və başqaları. (2013) şəkər çuğunduru kossetindən saxarozanın ultrasəs çıxarılması ilə ənənəvi əks cərəyan axınının çıxarılmasını müqayisə etdi. Tədqiqatın nəticələri göstərdi ki, sonikasiya daha yüksək məhsuldarlıqla nəticələndi, hasilat vaxtı isə 70 dəqiqədən əhəmiyyətli dərəcədə azaldı. (əks cərəyan) 40 dəq. (sonikasiya). Ultrasonik yardımlı ekstraksiya (BƏƏ) daha aşağı kolloid çirk konsentrasiyası (xüsusilə pektinlər) ilə nəticələnir və daha yüksək saxaroza məhsuldarlığı verir (94.0±0.15%). Yüksək təmizlikdə çıxarılan şirə (92,6±0,11%). (müq. Fu et al., 2013)
Şəkər istehsalı müəssisələri artıq ənənəvi əks cərəyan çıxarma qüllələri ilə təchiz olunduğundan, sinergetik sonikasiyanın mövcud qurğu ilə birləşməsi ümumiyyətlə üstünlük təşkil edir. Ultrasəs saxaroza ekstraksiyasını ən sərfəli və vaxta qənaət edən şəkildə tətbiq etmək üçün ultrasəs ekstraksiya ənənəvi əks cərəyan axınının çıxarılmasından əvvəl, zamanı və ya sonra sinergetik müalicə kimi quraşdırıla bilər. Sonikasiya şəkər çuğundurunun hüceyrələrini pozduqca və hüceyrələrdən saxarozanı buraxdıqca, əks cərəyan axınının müalicəsinin müddəti azaldıla bilər, saxaroza məhsuldarlığı isə artır.
- Sürətlənmiş proses
- Daha yüksək məhsuldarlıq
- prosesin intensivləşdirilməsi
- Əks cərəyan sistemləri ilə sinergetik təsirlər
- asan retro uyğunlaşma
- Sadə sınaq
- xətti miqyaslılıq
- aşağı təmir
- Sürətli ROI
Yüksək Performanslı Ultrasonik Çıxarıcılar
Hielscher Ultrasonics 'ekstraksiya sistemləri qida məhsulları, pəhriz əlavələri və ya əczaçılıq kimi istifadə olunan yüksək keyfiyyətli ekstraktların kommersiya istehsalı üçün qida və əczaçılıq sahəsində dünyada istifadə olunur. Ultrasəs emal parametrlərini tezgah səviyyəsində sınamaq və optimallaşdırmaq və ya daxili istehsal üçün tam sənaye ultrasəs ekstraksiya sistemi quraşdırmaq istəsəniz, Hielscher Ultrasonics sizin üçün uyğun ultrasəs çıxarma qurğusuna malikdir. Kiçik ayaq izi və çevik quraşdırma variantları hətta sıxılmış emal müəssisəsində belə retro-fitting etməyə imkan verir.
Hielscher Ultrasonics ilə prosesin standartlaşdırılması
Qida keyfiyyətli məhsullar Yaxşı İstehsalat Təcrübələrinə (GMP) uyğun və standartlaşdırılmış emal spesifikasiyasına uyğun istehsal edilməlidir. Hielscher Ultrasonics-in rəqəmsal hasilat sistemləri, sonikasiya prosesini dəqiq təyin etməyi və idarə etməyi asanlaşdıran ağıllı proqram təminatı ilə gəlir. Avtomatik məlumat qeydi ultrasəs enerjisi (ümumi və xalis enerji), amplituda, temperatur, təzyiq (temperatur və təzyiq sensorları quraşdırıldıqda) kimi bütün ultrasəs proses parametrlərini daxili SD kartda tarix və vaxt möhürü ilə yazır. Bu, hər bir ultrasəs üsulu ilə işlənmiş lotu yenidən nəzərdən keçirməyə imkan verir. Eyni zamanda, təkrar istehsal və davamlı yüksək məhsul keyfiyyəti təmin edilir.
Hielscher Ultrasonics’ sənaye ultrasəs prosessorları çox yüksək amplitüdlər verə bilər. 200µm-ə qədər olan amplitüdlər 24/7 əməliyyatda asanlıqla davamlı olaraq işlədilə bilər. Daha yüksək amplitüdlər üçün xüsusi ultrasəs sonotrodları mövcuddur. Hielscher-in ultrasəs avadanlığının möhkəmliyi ağır iş şəraitində və tələbkar mühitlərdə 24/7 işləməyə imkan verir.
Aşağıdakı cədvəl ultrasəs cihazlarımızın təxmini emal qabiliyyətinin göstəricisini verir:
| Partiya Həcmi | Axın | Tövsiyə olunan Cihazlar |
|---|---|---|
| 1 ilə 500 ml | 10-200 ml/dəq | UP100H |
| 10 ilə 2000 ml | 20 - 400 ml/dəq | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 - 20L | 0.2 ilə 4L/dəq | UIP2000hdT |
| 10-100 l | 2 ilə 10 L / dəq | UIP4000hdT |
| na | 10-100 l/dəq | UIP16000 |
| na | daha böyük | klaster UIP16000 |
Bizimlə əlaqə saxlayın! / Bizdən soruşun!
Yüksək güclü ultrasəs homojenizatorları laboratoriya üçün pilot və sənaye miqyası.
Ədəbiyyat / İstinadlar
- Fu et al. (2013): The ultrasonic-assisted extraction of sugar from sugar beet cossettes. International Sugar Journal, Sept. 2013. 696-700.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Martín-García Beatriz; Pasini, Federica; Verardo, Vito; Díaz-de-Cerio, Elixabet; Tylewicz, Urszula; Gómez-Caravaca, Ana María; Caboni Maria Fiorenza (2019): Optimization of Sonotrode Ultrasonic-Assisted Extraction of Proanthocyanidins from Brewers’ Spent Grains. Antioxidants 2019, 8, 282.
Bilməyə Dəyər Faktlar
şəkər istehsalı
Süfrə şəkəri olaraq da bilinən saxaroza əsasən şəkər qamışından və şəkər çuğundurundan (Beta vulgaris) istehsal olunur. Şəkər, yəni saxaroza çox mərhələli prosesdə isti su istifadə edərək çuğundurdan çıxarılır, burada xam şəkər şirəsi əks axın sistemində isti su diffuziyasında çıxarılır. Daha sonra şəkər şirəsi vakuum altında konsentratlaşdırılır, sonra siklik yuyulur və nəhayət qurudulur.
Məhsul yığıldıqdan sonra çuğundurun kökləri şəkər emalı zavoduna daşınır, orada çuğundur yuyulur və sonra mexaniki olaraq nazik dilimlənmiş zolaqlara, sözdə kossetlərə kəsilir. Kossetlər əks cərəyan axınının çıxarılması sisteminə verilir. Əks cərəyan sistemi diffuziya yolu ilə işləyir və şəkərin tərkibini kossetlərdən isti suya süzür.
Əks cərəyan diffuziya sistemləri uzun reaktorlar və ya bir neçə metr hündür qüllələr / sütunlardır, burada kossetlər bir istiqamətdə (yuxarıya), isti su isə əks istiqamətdə (aşağıya) axır. Müasir qüllə çıxarma zavodları gündə 17.000 metrik tona qədər emal gücünə malikdir. Əks cərəyan qülləsində kossetlərin tipik saxlanma müddəti təqribəndir. 90 dəqiqə, su yalnız 45 dəqiqə qalır. diffuzor sütununda. Əks cərəyan axın sistemlərinin əsas üstünlüyü isti su reaktorunda şəkər çuğundurunun maserasiyası ilə müqayisədə su istifadəsinin azaldılmasıdır. Əks cərəyan diffuziya sistemində istehsal olunan şəkər şirəsi məhlulu xam şirə adlanır. Çiy şirənin rəngi oksidləşmə səviyyəsindən asılı olaraq qaradan tünd qırmızıya qədər dəyişə bilər.
İstifadə olunmuş kossetlər diffuziya sistemindən pulpa kimi təqribən çıxır. 95% nəm, lakin aşağı saxaroza tərkibi.
Nəm pulpa vida presi ilə təqribən sıxılır. Pulpadan qalan saxarozanı bərpa etmək üçün 75% nəm.
Qalan pulpa qurudulur və əsasən heyvan yemi kimi istifadə olunur.
Karbonatlama şəkər kristallarına çökməzdən əvvəl xam şirədən çirkləri çıxarmaq üçün tətbiq olunur. Buna görə də, xam şirəsi isti əhəng südü, yəni suda kalsium hidroksid suspenziyası ilə qarışdırılır. Karbonatlaşma zamanı sulfatlar, fosfatlar, sitratlar və oksalatlar kimi çirklər çökür. Onlar kalsium duzları və daha böyük üzvi molekullar, məsələn, zülallar, pektinlər və saponinlər şəklində çökürlər. Bundan əlavə, qələvi pH dəyəri sadə şəkərlər olan qlükoza və fruktoza ilə birlikdə amin turşusu qlutaminini kimyəvi cəhətdən stabil karboksilik turşulara çevirir, sonra filtrasiya yolu ilə çıxarıla bilər, çünki bu molekullar kristallaşmaya mane olur.
Növbəti proses mərhələsində karbon dioksid qələvi şəkər məhlulundan keçərək əhəngi kalsium karbonat kimi çökdürür. Kalsium karbonat hissəcikləri bəzi çirkləri birləşdirir. Ağır hissəciklər çəndə çökür və filtrasiya yolu ilə çıxarıla bilər. Bu təmizləmə və təmizləmə addımlarından sonra nazik şirə adlanan şirə əldə edilir. Nazik şirə pH dəyərini tənzimləmək üçün soda külü ilə, həmçinin monosaxaridlərin termal parçalanması nəticəsində baş verə biləcək rənglənməni azaltmaq üçün kükürd əsaslı birləşmə ilə müalicə oluna bilər.
Çox effektli buxarlanma sistemlərindən istifadə edərək nazik şirənin konsentrasiyası üçün buxarlanma istifadə olunur ki, nazik şirə qalın şirəyə çevrilsin. Qalın şirəsi təqribən var. 60% saxaroza çəkisi.
Son mərhələdə qalın şirə kristalizatorlarda müalicə olunur. Təkrar işlənmiş şəkərin əlavə edilməsi və həll edilməsi ilə sözdə ana likör istehsal olunur. Ana maye vakuum tavaları kimi tanınan böyük qablarda vakuum altında qaynadılaraq daha da konsentrasiya edilir və toxum nöqtələri kimi çox incə şəkər kristalı əlavə edilir. Bu kristallar onların ətrafında ana likördən şəkər əmələ gəldikdə böyüyür. Yaranan şəkər kristalı / şərbət qarışığı massecuite adlanır, fransızca termin wich deməkdir “bişmiş kütlə”. Massecuite mərkəzdənqaçma qüvvəsi ilə "Yüksək Yaşıl şərbət" massekutdan çıxarıldığı bir sentrifuqaya verilir. Bir sentrifuqadan sonra şəkər kristallarını yumaq üçün sentrifuqaya su səpilir ki, bu da "Aşağı Yaşıl şərbət" adlanan şərbəti yaradır. Bundan sonra sentrifuqa kristalları qismən qurutmaq üçün çox yüksək sürətlə fırlanır. Santrifüj yavaşladıqda, şəkərin isti hava ilə qurudulduğu fırlanma qranulyatoruna nəql etmək üçün şəkər sentrifuqa divarlarından daşıyıcı sistemə sıyrılır. Quru, təmiz şəkər kristalları sonrakı müalicə və ya istifadə üçün emalı zavodlarına və ya qida istehsalçılarına satılmağa hazırdır.