Hielscher – Tecnología de Ultrasonidos

Ultrasónica cristalización de la lactosa

  • En muchos procesos de leche, suero de leche (permeado de la leche) se produce en grandes volúmenes como un subproducto. Suero de leche tiene un alto contenido en lactosa y tiene que eliminarse, lo que es caro y tiene los impactos ambientales.
  • Mediante la recuperación de la lactosa con el ultrasonido, el efluente de suero de leche puede reducirse drásticamente, mientras que la lactosa recuperado es un producto comercializable.
  • Ultrasonidos promueve la cristalización rápida y eficiente que resulta en un alto rendimiento de cristales de lactosa uniformes.

Fabricación de lactosa

La lactosa es producida a partir de una solución concentrada de lactosa (a base de suero de leche). La suspensión lactosa concentrado debe ser enfriado a una temperatura baja para precipitar cristales. Después de la etapa de precipitación, los cristales de lactosa se separan por centrifugación. Después, los cristales se secan hasta obtener un polvo.
Pasos de cristalización de la lactosa:

  • Concentración
  • nucleación
  • el crecimiento de cristales
  • La recolección / lavado

Mejora de la cristalización de la lactosa por sonicación

El ultrasonido es bien conocida por su impacto positivo en los procesos de cristalización y precipitación (sono-cristalización). La sonicación mejora la formación y crecimiento de cristales de lactosa, también.
Sono-cristalización de la lactosa ayuda a obtener el máximo rendimiento de cristales de lactosa en un tiempo mínimo.
Un buen crecimiento de los cristales es sustancial para asegurar una recolección eficiente y lavado de la lactosa (extracción & purificación). La sonicación provoca una sobresaturación de lactosa e inicia la nucleación primaria de cristales de lactosa. Además, sonicación continua contribuye a una nucleación secundaria, que asegura ar pequeña distibution tamaño de cristal (CSD).

Beneficios de Ultrasonido:

  • rendimiento máximo
  • tiempo de proceso muy corto
  • tamaño de cristal uniforme
  • tamaño de cristal controlable
  • forma cristalina uniforme

A partir de los efluentes residuales a la lactosa

Debido a la gran producción de leche, suero de leche es a menudo un subproducto que es tratado como efluente de residuos. La eliminación de suero líquido es costosa debido a su alta demanda biológica de oxígeno (DBO) y contenido de agua. Cuando la lactosa se recupera del suero de leche, el producto de desecho se utiliza en una etapa de post-procesamiento para producir polvo de lactosa. La recuperación lactosa reduce la DBO de suero en más de 80% haciendo que el subproducto útil y más respetuoso del medio ambiente. Un proceso de cristalización asistida por ultrasonidos mejora la crecimiento de los cristales, rendimiento y calidad.
La lactosa se usa ampliamente como ingrediente en la industria alimentaria y farmacéutica, como materia prima para la producción de lactitol o como material de base para la producción microbiana de poliésteres biodegradables.

Equipo ultrasónico

Hielscher Ultrasonidos le ofrece equipos de ultrasonidos para procesos sonocrystallization – ya sea por sonicación por lotes o para el procesamiento en línea en un reactor ultrasónico. Todos nuestros dispositivos ultrasónicos están diseñados para funcionar de forma continua (24 horas / 7d / 365d) garantizar la máxima utilización del equipo. dispositivos ultrasónicos industriales de 0,5 kW hasta 16 kW por unidad son adecuados para el procesamiento comercial de grandes suspensiones de suero de leche.

Procesamiento de Alimentos de calidad

sistemas ultrasónicos Hielscher están disponibles con accesorios sanitarios. Los sonotrodos ultrasónicos (sondas / cuernos) y reactores disponen de una geometría simple para una fácil limpieza. La cavitación ultrasónica trabaja como limpiador en el lugar (CIP). Nuestros sonotrodos y reactores son autoclavables.
Debido a una pequeña huella, sistemas de ultrasonidos de Hielscher se pueden integrar con facilidad o retro-equipados en su instalación existente.
Póngase en contacto con nosotros hoy para obtener más información! Hielscher Ultrasonidos ofrece varios estandarizada, así como soluciones a medida para procesos lácteos y alimentos de ultrasonidos!

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cristalización de la lactosa por ultrasonicación

molécula de lactosa

Literatura/Referencias

  • Deora, N.S .; Misra, N, N .; Deswal, A .; Mishra, H.N .; Cullen, P. J .; Tiwari, B. K. (2013): Ultrasonido para Mejorar la cristalización in Food Processing. Opiniones de Ingeniería de Alimentos 5/1, 2013. 36-44.
  • Dincer, T.D .; Zisu, B .; Vallet, C.G.M.R .; Jayasena, V .; Palmer, M .; Semanas, M. (2014): sonocristalización de lactosa en un sistema acuoso. Diario Internacional de Lechería 35. 2014. 43-48.
  • Kougoulos E, I Marziano, Miller PR. (2010): ingeniería de partículas Lactosa: influencia del ultrasonido y anti-disolvente en hábito cristalino y tamaño de partícula. J Cryst Growth 312 (23): 3509-20.
  • Martini, Silvana (2013): Sonocrystallization de las grasas. Springer escritos en los alimentos, salud y nutrición. 2013.
  • McSweeney, P.L.H .; Fox P. F. (2009): Lácteos Química Avanzada. Vol. 3. lactosa, agua, sales y vitaminas. Nueva York: Springer Science + Business Media. 759p.
  • Patel, S.R .; Murthy, Z.V.P. (2011): Efecto de parámetros de proceso en tamaño de los cristales y la morfología de la lactosa en la cristalización asistida por ultrasonido. Investigación de Tecnología de cristal 46/3. 2011. 243-248.
  • Wong, S.Y .; Hartel, R. W. (2014): La cristalización de la lactosa Refinación – Una revisión. Journal of Food Science 79/3, 2014. 257-272.

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sobre Sonocrystallization

Cuando se aplica ultrasonidos de potencia para inducir y mejorar los procesos de cristalización, se conoce como sonocrystallization. Sonocrystallization se basa en la aplicación de “ondas acústicas para inducir cambios fisicoquímicos en el material. Algunas aplicaciones comunes de ultrasonidos de potencia incluyen su uso para inducir reacciones químicas (Sonochemistry) y para promover la cristalización (sonocrystallization). Estas técnicas han recibido la atención de varias industrias, incluyendo las industrias de alimentos, dada la ventaja que ofrecen farmacéutica, química, y. técnicas de ultrasonido son económicamente viables y relativamente fácil de incorporar en la operación industrial. Estas técnicas se pueden utilizar para mejorar la reproducibilidad y rendimiento de la producción; que no son térmica y ambientalmente limpia”. [Martini 2013, 4]

La nucleación y crecimiento de cristal

La cristalización se determina como el proceso de formación, donde los cristales sólidos precipitan a partir de una solución sobresaturada, se funden o gas.
El proceso de cristalización consiste en dos etapas principales: la nucleación y el crecimiento cristalino.
Durante la nucleación, las moléculas disueltas en la solución comienzan a formar racimos, que deben ser lo suficientemente grandes para ser estable en las condiciones de funcionamiento. Tal un clúster estable forma un núcleo. Después de alcanzar el tamaño crítico para formar un núcleo estable, la etapa de crecimiento de cristales comienza.
En la fase de crecimiento de los cristales, los núcleos formados se hace más grande a medida que más moléculas están delimitadas al clúster. El proceso de crecimiento depende del grado de saturación y otros parámetros, una mezcla uniforme, la temperatura, etc.
La teoría clásica de cristalización se basa en la concepción termodinámica que un sistema aislado es absolutamente estable cuando su entropía es invariable.

Datos acerca de la lactosa

La lactosa (azúcar de leche) es un disacárido construido a partir de glucosa y galactosa conectado por un β (1 → 4) enlace glicosídico.
Debido a la presencia de un carbono quiral, lactosa puede ocurrir en forma de los siguientes 2 tipos de isómeros: α- o β-lactosa. La lactosa se encuentra con mayor frecuencia como el cristal de monohidrato de α-lactosa hidratada. El otro polimorfo, anhidro β-lactosa, es menos común y se cristaliza por encima de 93,5 ° C. Las alfa- y beta- anómeros tienen propiedades muy diferentes. Los polimorfos se pueden distinguir por la rotación específica (+ 89 ° C y + 35 ° C para α- y β-lactosa, respectivamente) y solubilidad (70 y 500 g / L (a 20 ° C) para α- y β-lactosa , respectivamente). [McSweeney et al. 2009]
Es el principal carbohidrato de la leche y se encuentra a concentraciones de 2-8% en peso. La lactosa es sin sabor y tiene un dulzor bajo. actúa como lactosa un azúcar reductor y promueve las reacciones de Maillard y Stecker. De este modo, la lactosa se utiliza para mejorar el color y el sabor de productos alimenticios tales como productos de panadería, bollería y pastelería.
La lactosa es un aditivo alimentario ampliamente utilizado que funciona como soporte, relleno, estabilizador, y el diluyente tableta en productos alimenticios y farmacéuticos.
α-lactosa es la forma más pura, que se utiliza para los productos farmacéuticos.
La lactosa es un ingrediente importante cuando se trata de sabor, aroma y Browning reacciones.
Fórmula: C12H22O11
IUPAC ID: ß-D-galactopiranosil- (1 → 4) -D-glucosa
masa molar: 342.3 g / mol
Punto de fusión: 202,8 ° C
Densidad: 1,53 g / cm3
Clasificación: FODMAP
Soluble en: agua, etanol


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