Ultrazvučni Laktoza kristalizacije
- U mnogim mliječne procesima, surutke (mlijeko permeata) se javlja u velikim količinama kao nusproizvod. Surutke ima visok sadržaj laktoze i da se odlažu, što je skupo i ima uticaja na životnu sredinu.
- Prikupljajući laktozu ultrazvukom, surutke otpadne vode mogu biti drastično smanjena, dok je oporavio laktozu je tržišni proizvod.
- Ultrasonication promoviše brzo i efikasno kristalizacije rezultira visokim prinosom od uniformi laktoze kristala.
laktoza Proizvodnja
Laktoze se proizvodi od koncentrirani rješenje laktoze (dobila od surutke). Koncentriranoj laktoze cisterne mora biti hlađen na niskim temperaturama do talože kristala. Nakon koraka padavina, laktozu kristali su razdvojeni centrifugiranjem. Nakon toga, kristali se suše u prahu.
Koraci laktoze kristalizacije:
- koncentracija
- nukleacije
- rasta kristala
- Žetva / pranje
Poboljšana Laktoza kristalizacije od sonication
Ultrazvuk je dobro poznat po svojim pozitivan učinak na kristalizaciju i padavina procesa (sono-kristalizacije). Sonication poboljšava formiranje i rast laktoze kristala, previše.
Sono-kristalizacije laktoze pomaže da se dobije maksimalni prinos laktoze kristala u minimalnom vremenu.
Dobar rast kristala je značajan da se osigura efikasnu berbe i pranje laktoze (ekstrakcija & pročišćavanje). Sonication izaziva supersaturacija laktoze i inicira primarni nukleacije laktoze kristala. Osim toga, stalno sonication doprinosi sekundarne nukleacije, što osigurava ar mali kristalni veličine distibution (CSD).
Ultrazvučna kristalizacija laktoze: laktoza kristalizirana u različitim uslovima: ultrazvučni unos energije, dodana karageenana ili siruta (WPC) utiče na veličinu kristala laktoze
studija i slika: ©Sanchez-García et al., 2018.
Prednosti Ultrazvuk:
- maksimalni prinos
- vrlo kratko vrijeme procesa
- ujednačene veličine kristala
- kontrolirati veličinu kristala
- uniformi kristal oblika
Iz otpada otpadna voda na laktozu
Zbog velike proizvodnje mlijeka, surutka je često po-proizvod koji se tretira kao otpad otpadne vode. Odlaganje tečnog surutke je skupo zbog svoje visoke biološke potrošnje kisika (BPK) i sadržaj vode. Kada se laktoze oporavila od surutke, otpadni proizvod se koristi u korak post-obrade za proizvodnju laktoze u prahu. Laktozu oporavak smanjuje BOD surutke više od 80% što je nus-proizvod koristan i više ekološki. Jedan ultrazvučno pomogao proces kristalizacije poboljšava rast kristala, prinos i kvalitet.
Laktoza se široko koristi kao sastojak u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji, kao sirovina za proizvodnju laktitol ili kao osnovni materijal za mikroba proizvodnju biorazgradivih poliestera.
Ultrazvučna oprema
Hielscher Ultrasonics nudi ultrazvučne opreme za sonocrystallization procese – bilo za serije sonication ili za obradu inline u ultrazvučnoj reaktor. Sve naše ultrazvučni uređaji su dizajnirani da rade kontinuirano (24h / 7d / 365d) osiguravanje maksimalnog iskorištenja opreme. Industrijski ultrazvučni uređaji od 0.5kW do 16kW po jedinici su prikladni za komercijalnu obradu velikih surutke suspenzije.
Obrada za prehrambenu industriju
Hielscher ultrazvučnog sistemi su dostupni sa sanitarnih armatura. Ultrazvučni sonotrodes (sonde / rogovi) i reaktori imaju jednostavan geometrije radi lakšeg čišćenja. Ultrazvučni kavitacije radi kao čistač na licu mesta (CIP). Naša sonotrodes i reaktori su autoklavirajućim.
Zbog malih dimenzija, Hielscher je ultrazvučnih sistemi mogu se lako integrisati ili retro-ugrađen u postojeći objekt.
Kontaktirajte nas još danas kako biste dobili više informacija! Hielscher Ultrasonics nudi različite standardizirani kao i prilagođena rješenja za ultrazvučno mliječni proizvodi i hrana procesa!
Literatura / Reference
- Deora, N.S.; Misra, N.N.; Deswal, A.; Mishra, H.N.; Cullen, P.J.; Tiwari, B.K. (2013): Ultrazvuk za poboljšanu kristaliziranost u preradi hrane. Food Engineering Reviews 5/1, 2013. 36-44.
- Dincer, T.D.; Zisu, B.; Vallet, C.G.M.R.; Jayasena, V.; Palmer, M.; Weeks, M. (2014): Sonokrystalacija laktoze u vakuumnom sistemu. International Dairy Journal 35. 2014. 43-48.
- Kougoulos E, Marziano I, Miller PR. (2010): Inženjering čestica laktoze: uticaj ultrazvuka i anti-otapića na kristalnu naviku i veličinu čestica. J Cryst Growth 312(23):3509–20.
- Martini, Silvana (2013): Sonocrystallization masti. Springer gaćice u hrani, zdravlje i ishranu. 2013. godine.
- Yanira I. Sánchez-García, Karen S. García-Vega, Martha Y. Leal-Ramos, Ivan Salmeron, Néstor Gutiérrez-Méndez (2018): Ultrazvukom asistiranu kristalizaciju laktoze u prisustvu proteina sirena i κ-carrageenana. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 42, 2018. 714-722.
- Meksvini, P.L.H .; Fox P.F. (2009): Advanced Dairy Chemistry. Vol. 3. Laktoza, vode, soli i vitamina. New York: Springer Science + Business Media. 759p.
- Patel, S.R .; Murthy, Z.V.P. (2011): Utjecaj procesnih parametara na veličinu kristala i morfologije laktoze u ultrazvuka uz pomoć kristalizacije. Crystal Technology Research 46/3. 2011. 243-248.
- Wong, S.Y .; Hartel, R.W. (2014): kristalizacije u Laktoza Refining – Pregled. Journal of Food Science 79/3, 2014. 257-272.
o Sonocrystallization
Kada se ultrazvuk moći primijeniti da izazove i unaprijediti kristalizacije procesa, što je poznato kao sonocrystallization. Sonocrystallization se temelji na primjeni “akustičnih talasa da izazovu fizičko promjene u materijalu. Neke od uobičajenih aplikacija moći ultrazvuka uključuju njegovu upotrebu da izazovu kemijske reakcije (sonochemistry) i promovirati kristalizacije (sonocrystallization). Ove tehnike su dobili pažnju nekoliko industrija, uključujući farmaceutske, kemijske i prehrambene industrije s obzirom na prednost oni nude. Tehnike ultrazvuk su ekonomski isplativi i relativno lako ugraditi u industrijske rad. Ove tehnike mogu se koristiti za poboljšanje i reproducibilnost i prinos proizvodnje; oni su non-termo i ekološki čist”. [Martini 2013, 4]
Nukleacije i rasta kristala
Kristalizacija se određuje kao proces formiranja, gdje čvrstih kristala talože iz prezasićene otopine, topi ili plin.
Proces kristalizacije se sastoji od dva glavna faze: nukleacije i rasta kristala.
Tokom nukleacije, raspuštene molekule u otopini početi da se formira klastera, koja mora biti dovoljno velika da bude stabilan pod operativnim uvjetima. Takva stabilna jato formira nukleus. Nakon dostizanja kritične veličine da formira stabilnu jezgru, u fazi rasta kristala počinje.
U fazi rasta kristala, formiranog jezgra postaje veća što više molekula omeđen klasteru. Proces rasta ovisi o zasićenost razred i drugih parametara, kao što uniformi miješanje, temperatura i sl
Klasične teorije kristalizacija se zasniva na termodinamičkih koncepciji da je izolovan sistem je apsolutno stabilan kada je entropija je nepromjenjiv.
Činjenice o Laktoza
Laktozu (mlečni šećer) je disaharid građen od glukoze i galaktoze povezana β (1 → 4) glikozidnom vezom.
Zbog prisustva kiralnih ugljika, laktoza se može javiti u obliku sljedeće 2 izomer tipa: α- ili β-laktoze. Laktoza se najčešće nalazi kao hidrirana α-laktozu kristala. S druge polimorfa, bezvodni β-laktoze, je manje uobičajena i kristalizira iznad 93,5 ° C. Na α- i β-anomers imaju vrlo različita svojstva. U polimorfa može se razlikovati po specifičnom rotacije (+ 89 ° C i + 35 ° C za α- i β-laktoze, respektivno) i vodi (70 i 500g / L (na 20 ° C) za α- i β-laktoze , respektivno). [Meksvini et al. 2009]
To je glavni ugljenih hidrata mlijeka i nalazi se u koncentraciji od 2-8 tež%. Laktoza je bezukusan i ima nisku slatkoće. Laktoza djeluje kao smanjenje šećera i promoviše Maillard i Stecker reakcije. Na taj način, laktoza se koristi za poboljšanje boje i ukusa prehrambenih proizvoda, kao što su pekarskih proizvoda, kolača i konditorskih proizvoda.
Laktoza je naširoko koristi aditiv hranu koja funkcionira kao nosač, punilo, stabilizator, i tablet otapalo u hrani i farmaceutskih proizvoda.
α-laktoze je najčistiji oblik, koji se koristi za farmaceutske proizvode.
Laktoza je važan sastojak kada je u pitanju okus, miris i bruniranje reakcije.
Formula: C12H22The11
IUPAC ID: beta-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -D-glukoze
Molarna masa: 342.3 g / mol
Topljenja: 202,8 ° C
Gustoća: 1.53 g / cm3
Klasifikacija: FODMAP
Topiv u: voda, etanol
Ekstrakcija Hrana Nano farmaceutske proces intenziviranje ekstrakcija otapalom sonication Sonohemiju UIP2000hdT UIP4000hdT ultrasonicacija ultrasonicator Ultrazvučna ekstrakcija ultrazvučnog ekstraktor UP400St