Ultrazvuková extrakce cukru z cossettes cukrové řepy
Ultrazvuková extrakce zvyšuje výtěžek extrahované sacharózy z cossettes cukrové řepy a výrazně snižuje dobu extrakce. Sonikace je jednoduchá a bezpečná technika, kterou lze snadno kombinovat se současnou technologií protiproudového odsávání průtoku za účelem zvýšení účinnosti extrakce.
Ultrazvuková cukrová řepka Cossette extrakce
Ultrazvukem asistovaná extrakce je založena na pracovním principu akustické nebo ultrazvukové kavitace. Mechanické účinky, které jsou generovány ultrazvukem indukované kavitace, způsobit sono-poration a narušení buněčných stěn, což následně zvyšuje propustnost molekul zachycených v interiéru buňky. Kavitačně způsobené tekutou proudit a mikroturbulence zlepšují přenos hmoty extrakčního procesu, takže sacharóza a další molekuly jsou přenášeny do rozpouštědla, tj.
Ultrazvuková extrakce může být instalována v různých krocích během extrakce sacharózy:
- Ultrazvukové předúpravy (před protiproudem věže)
- Sonikace při extrakci protiproudu
- Ultrazvukové post-ošetření (po protiproudvěž)
V závislosti na stávajícím extrakčním zařízení, výrobních cílech a dostupném prostoru lze sonikaci snadno dodatečně vybavit jako předúpravou nebo po úpravě, stejně jako při extrakci protiproudového průtoku.
Ultrazvukové Pre-Léčba cukrové řepy Cossettes
Ultrazvuková předúprava cossettes cukrové řepy je technika zesilující proces. Ultrazvukové extraktory lze snadno kombinovat s věžemi pro extrakci protiproudu, které se používají hlavně pro extrakci cukrové řepy. Krátká použití ultrazvuku cukrové řepy cossettes před tím, než vstoupí do protiproudového extrakčního systému, pomáhá narušit a otevřít buněčné stěny. Ultrazvuku podporuje přenos hmoty mezi rozpouštědlem (tj. voda) a řepné cossettes, takže intracelulární molekuly, jako je sacharóza jsou převedeny z vnitřku buňky do rozpouštědla. Ultrazvukové předúprava cossettes cukrové řepy usnadňuje a urychluje extrakci sacharózy v protiproudové koloně.
SEM (200×) z cukrové řepy cossette vzorky sonicated při 400 W při 50 °C pro různé době extrakce. A) protiproudový tok extrakce cossettes; B) po SAE po dobu 10 minut; C) po SAE po dobu 20 minut; D) po SAE po dobu 40 minut. Ultrazvuková extrakce narušuje buněčné stěny a uvolňuje intracelulární materiál.
zdroj obrázku: Fu et al., 2013
Ultrazvuková Processor UIP4000hdT (4kW)
Porovnání ultrazvukové vs counter-current extrakce
Fu et al. (2013) porovnal tradiční extrakci protiproudu s ultrazvukovou extrakcí sacharózy z cossette cukrové řepy. Výsledky studie ukázaly, že použití ultrazvuku za následek vyšší výnos vynikající čistoty, zatímco doba extrakce byla výrazně snížena ze 70 min. (protiproud) na 40 min. (použití ultrazvuku). Ultrazvukem asistovaná extrakce (SAE) má za následek nižší koloidní koncentraci nečistot (zejména pektiny) a poskytuje vyšší výtěžnost sacharózy (94.0 ± 0,15%). Extrahovaná šťáva vysoké čistoty (92,6 ±0,11 %). (srov.
Vzhledem k tomu, že zařízení na výrobu cukru jsou již vybavena konvenčními protiproudovými extrakčními věžemi, je obecně upřednostňována kombinace synergické použití ultrazvuku se stávajícím zařízením. Aby bylo možné použít ultrazvukovou extrakci sacharózy v nejvíce nákladově a časově efektivním způsobem, ultrazvuková extrakce může být instalována jako synergické ošetření před, během nebo po konvenční extrakci protiproudu. Jako použití ultrazvuku narušuje buňky cukrové řepy a uvolňuje sacharózu z buněk, doba trvání léčby protiproudem může být snížena, zatímco výnos sacharózy je zvýšen.
- Zrychlený proces
- vyšší výnosy
- proces intenzifikace
- Synergetické efekty s protiproudickými systémy
- Snadná dodatečná montáž
- Jednoduché testování
- lineární škálovatelnost
- Nízké nároky na údržbu
- rychlá RoI
Vysoce výkonné ultrazvukové odsávače
Hielscher Ultrazvuk ' extrakční systémy se používají po celém světě v potravinách a farmacii pro komerční výrobu vysoce kvalitních extraktů používaných jako potravinářské výrobky, doplňky stravy nebo léčiva. Wether chcete testovat a optimalizovat ultrazvukové parametry zpracování na úrovni stolního stolu nebo nainstalovat plně průmyslový ultrazvukový extrakční systém pro inline výrobu, Hielscher Ultrasonics má pro vás vhodné ultrazvukové extrakční nastavení. Malý nožní potisk a flexibilní možnosti instalace umožňují dodatečnou montáž i v přeplněném zpracovatelském zařízení.
Procesní standardizace s Hielscher ultrazvukem
Potravinářské výrobky by měly být vyráběny v souladu se správnou výrobní praxí (GMP) a podle standardizovaných specifikací zpracování. Hielscher Ultrasonics 'digitální extrakční systémy jsou dodávány s inteligentním softwarem, který usnadňuje nastavení a řízení procesu použití ultrazvuku přesně. Automatické zaznamenávání dat zapisuje všechny ultrazvukové procesní parametry, jako je ultrazvuková energie (celková a čistá energie), amplituda, teplota, tlak (při montáži tempových a tlakových senzorů) s datem a časovým razítkem na vestavěné SD-kartě. To vám umožní revidovat každou ultrazvukem zpracovaná šarže . Současně je zajištěna reprodukovatelnost a trvale vysoká kvalita výrobků.
Hielscher Ultrazvuk’ průmyslové ultrazvukové procesory mohou dodávat velmi vysoké amplitudy. Amplitudy až do 200 μm lze snadno spustit v 24/7 provozu. Pro ještě vyšší amplitudy jsou k dispozici vlastní ultrazvukové sonotrody. Robustnost Hielscherova ultrazvukového zařízení umožňuje 24/7 provoz při vysoké službě a v náročném prostředí.
Níže uvedená tabulka vám dává informaci o přibližné zpracovatelské kapacity našich ultrasonicators:
| Hromadná dávka | průtok | Doporučené Devices |
|---|---|---|
| 1 až 500 ml | 10 až 200 ml / min | UP100H |
| 10 až 2000ml | 20 až 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 00,1 až 20L | 00,2 až 4 litry / min | UIP2000hdT |
| 10 až 100L | 2 až 10 l / min | UIP4000hdT |
| na | 10 až 100L / min | UIP16000 |
| na | větší | hrozen UIP16000 |
Kontaktujte nás! / Zeptej se nás!
Vysoce energetické ultrazvukové homogenizéry z Laboratoř na Pilot a Průmyslový měřítko.
Literatura / Reference
- 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.
Fakta Worth Knowing
Výroba cukru
Sacharóza, známá také jako stolní cukr, se vyrábí hlavně z cukrové třtiny a z cukrové řepy (Beta vulgaris). Cukr, tj. Poté se cukrová šťáva koncentruje ve vakuu, následuje cyklické mytí a nakonec sušení.
Po sklizni jsou kořeny řepy přepravovány do závodu na zpracování cukru, kde se řepa umyje a pak mechanicky nakrájí na tenké plátky, takzvané cossettes. Cossettes jsou přiváděny do protiproudového odsávacího systému. Protiproudový systém funguje difúzí a vyplavuje obsah cukru z cossettes do horké vody.
Protiproudové difúzní systémy jsou dlouhé reaktory nebo vysoké věže / sloupy o délce několika metrů, ve kterých cossettes proudí v jednom směru (nahoru), zatímco horká voda proudí v opačném směru (po proudu). Moderní těžební závody mají zpracovatelskou kapacitu až 17 000 tun denně. Typický retenční čas cossettes v protiproudové věži je cca 90 min., zatímco voda zůstává pouze 45 min. ve sloupci difuzoru. Hlavní výhodou protiproudových průtokových systémů je snížená sonda vody ve srovnání s macerací cukrové řepy v reaktoru s teplou vodou. Roztok cukrové šťávy, který se vyrábí v protiproudovém difúzním systému, se nazývá surová šťáva. Barva surové šťávy se může lišit od černé až tmavě červené v závislosti na její úrovni oxidace.
Vyhořelé cossettes opouští difúzní systém jako buničina s přibližně 95% vlhkostí, ale nízkým obsahem sacharózy.
Vlhká buničina je lisována šroubovým lisem na cca 75% vlhkosti, aby se z buničiny vyprošťovala zbývající sacharóza.
Zbývající buničina se suší a používá se hlavně jako krmivo pro zvířata.
Karbonace se aplikuje k odstranění nečistot ze surové šťávy před tím, než může být vysrážena na krystaly cukru. Proto se surová šťáva smíchá s horkým mlékem vápna, tj. Během karbonace se srážejí nečistoty, jako jsou sulfáty, fosfáty, citrát a šťavelany. Srážejí se ve formě vápenatých solí a větších organických molekul , např. Kromě toho alkalická hodnota pH převádí jednoduché cukry glukózy a fruktózy spolu s aminokyselinou Glutamin, na chemicky stabilní karboxylové kyseliny, které mohou být odstraněny později filtrací, protože tyto molekuly by zasahovaly do krystalizace.
V následujícím kroku procesu se oxid uhličitý probublává roztokem alkalického cukru, čímž se vápno vysráží jako uhličitan vápenatý. Částice uhličitanu vápenatého vážou některé nečistoty. Těžké částice se usazují v nádrži a mohou být odstraněny filtrací. Po těchto krocích čištění a čištění se získá takzvaná tenká šťáva. Tenká šťáva může být ošetřena sodným popelem pro úpravu hodnoty pH, jakož i sloučeninou na bázi síry, aby se snížilo zbarvení, ke kterému může dojít v důsledku tepelného rozkladu monosacharidů.
Odpařování se používá k soustředění tenké šťávy pomocí víceefektových odpařovacích systémů, takže tenká šťáva se změní na hustou šťávu. Hustá šťáva má přibližně 60% hmotnostní sacharózu.
V posledním kroku je hustá šťáva ošetřena krystalizátory. Přidáním a rozpuštěním recyklovaného cukru se vyrábí takzvaný mateřský likér. Mateřský likér se dále koncentruje vařením pod vakuem ve velkých nádobách, známých jako vakuové pánve, a jako místo výsevu se přidává velmi jemný cukrový krystal. Tyto krystaly rostou jako cukr z mateřského likéru formy kolem nich. Výsledná směs cukru krystal / sirup se nazývá massecuite, francouzský termín, který znamená “vařená hmota”. Massekuit se přivádí do odstředivky, kde je "High Green sirup" odstraněn z massekuitu odstředivou silou. Po odstředivce se voda nastříká do odstředivky, aby se promyly krystaly cukru, které produkují takzvaný "Low Green sirup". Odstředivka se pak otáčí velmi vysokými otáčkami, aby krystaly částečně vysušila. Když se odstředivka zpomalí, cukr se škrábe ze stěn odstředivky na dopravník, aby se cukr převážel do rotačního granulátoru, kde se suší teplým vzduchem. Suché, čisté krystaly cukru jsou připraveny k prodeji rafinériím nebo výrobcům potravin k dalšímu ošetření nebo použití.