Suhkrupeedi cossettes suhkru ultraheli ekstraheerimine
Ultraheli ekstraheerimine suurendab suhkrupeedi kossettidest ekstraheeritud sahharoosi saagist ja vähendab oluliselt ekstraheerimisprotsessi kestust. Sonikatsioon on lihtne ja ohutu tehnika, mida saab hõlpsasti kombineerida praeguse vastuvoolu ekstraheerimise tehnoloogiaga, et parandada ekstraheerimise efektiivsust.
Ultraheli suhkrupeedi Cossette ekstraheerimine
Ultraheli abil ekstraheerimine põhineb akustilise või ultraheli kavitatsiooni tööpõhimõttel. Mehaanilised mõjud, mis tekivad ultraheli indutseeritud kavitatsiooniga, põhjustavad sono-poratsiooni ja rakuseinte häireid, mis seejärel suurendab raku sisemusse takerdunud molekulide läbilaskvust. Kavitatsiooniliselt põhjustatud vedeliku voogesitus ja mikroturbulentsid parandavad ekstraheerimisprotsessi massiülekannet, nii et sahharoos ja muud molekulid viiakse lahustisse, s.t. vette.
Ultrasonikaator UIP4000hdT suhkrupeedi tööstuslikuks ekstraheerimiseks.
- Ultraheli eeltöötlus (enne vastuvoolu torni)
- Ultrahelitöötlus vastuvoolu ekstraheerimise ajal
- Ultraheli järeltöötlus (pärast vastuvoolu torni)
Sõltuvalt olemasolevast ekstraheerimisrajatisest, tootmiseesmärkidest ja olemasolevast ruumist saab ultrahelitöötlust hõlpsasti moderniseerida nii eel- või järeltöötlusena, samuti vastuvoolu voolu ekstraheerimise ajal.
Suhkrupeedi cossettes ultraheli eeltöötlus
Suhkrupeedi kossettide ultraheli eeltöötlus on protsessi intensiivistamise tehnika. Ultraheli ekstraktoreid saab hõlpsasti kombineerida vastuvoolu ekstraheerimise tornidega, mida kasutatakse peamiselt suhkrupeedi ekstraheerimiseks. Suhkrupeedi kossettide lühike ultrahelitöötlus enne vastuvoolu ekstraheerimissüsteemi sisenemist aitab rakuseinu häirida ja avada. Ultraheli soodustab massiülekannet lahusti (st vee) ja suhkrupeedi kossettide vahel, nii et rakusisesed molekulid, nagu sahharoos, kantakse raku sisemusest lahustisse. Suhkrupeedi kossettide ultraheli eeltöötlus hõlbustab ja kiirendab sahharoosi ekstraheerimist vastuvoolu voolukolonnis.
SEM (200×) suhkrupeedi cossette proovidest, mis on töödeldud 400 W juures 50 °C juures erineva ekstraheerimisaja jooksul. A) kossettide kaevandamise vastuvool; B) pärast AÜE-d 10 minutit; C) pärast AÜE-d 20 minutit; D) pärast AÜE-d 40 minutit. Ultraheli ekstraheerimine häirib rakuseinu ja vabastab rakusisese materjali.
(©Lu et al., 2013)
Ultraheli vs vastuvoolu ekstraheerimise võrdlus
(2013) võrdles traditsioonilist vastuvoolu ekstraheerimist suhkrupeedi cossette'i sahharoosi ultraheli ekstraheerimisega. Uuringu tulemused näitasid, et ultrahelitöötluse tulemuseks oli kõrgema puhtusastmega suurem saagis, samas kui ekstraheerimisaeg vähenes oluliselt 70 minutilt (vastuvool) 40 minutini (ultrahelitöötlus). Ultraheli abil ekstraheerimine (AÜE) põhjustab madalama kolloidse lisandi kontsentratsiooni (eriti pektiinid) ja annab suurema sahharoosi saagise (94,0±0,15%). Ekstraheeritud kõrge puhtusastmega mahl (92,6±0,11%). (vrd Fu et al., 2013)
Kuna suhkrutootmisrajatised on juba varustatud tavapäraste vastuvoolu ekstraheerimistornidega, on üldiselt eelistatud sünergilise ultrahelitöötluse kombinatsioon olemasoleva seadmega. Ultraheli sahharoosi ekstraheerimise rakendamiseks kõige kulu- ja ajasäästlikumal viisil võib ultraheli ekstraheerimist paigaldada sünergistliku ravina enne tavapärast vastuvoolu ekstraheerimist, selle ajal või pärast seda. Kuna ultrahelitöötlus häirib suhkrupeedi rakke ja vabastab sahharoosi rakkudest, võib vastuvoolu voolu ravi kestust vähendada, samas kui sahharoosi saagis suureneb.
- Kiirendatud protsess
- suurem saagikus
- protsessi intensiivistamine
- Sünergeetilised mõjud w / vastuvoolu süsteemid
- lihtne tagantjärele paigaldamine
- Lihtne testimine
- lineaarne mastaapsus
- madal hooldus
- Kiire ROI
Suure jõudlusega ultraheli ekstraktorid
Hielscher Ultrasonics'i ekstraheerimissüsteeme kasutatakse kogu maailmas toiduainetes ja farmaatsias toiduainete, toidulisandite või ravimitena kasutatavate kvaliteetsete ekstraktide kaubanduslikuks tootmiseks. Kas soovite testida ja optimeerida ultraheli töötlemise parameetreid pink-top tasemel või paigaldada täielikult tööstuslik ultraheli ekstraheerimissüsteem inline tootmiseks, Hielscher Ultrasonics on teile sobiv ultraheli ekstraheerimise seadistus. Väike jalajälg ja paindlikud paigaldusvõimalused võimaldavad tagantjärele paigaldamist isegi kokkusurutud töötlemisrajatises.
Protsessi standardimine Hielscheri ultraheliga
Toiduks ettenähtud tooteid tuleks toota vastavalt heale tootmistavale ja standarditud töötlemisspetsifikatsioonidele. Hielscher Ultrasonics'i digitaalsed ekstraheerimissüsteemid on varustatud intelligentse tarkvaraga, mis muudab ultrahelitöötluse protsessi täpse seadistamise ja juhtimise lihtsaks. Automaatne andmete salvestamine kirjutab kõik ultraheli protsessi parameetrid, nagu ultraheli energia (kogu- ja netoenergia), amplituud, temperatuur, rõhk (kui temp ja rõhuandurid on paigaldatud) sisseehitatud SD-kaardile kuupäeva ja kellaajatempliga. See võimaldab teil läbi vaadata iga ultraheli töödeldud partii . Samal ajal on tagatud reprodutseeritavus ja pidevalt kõrge toote kvaliteet.
Hielscher Ultrasonics’ Tööstuslikud ultraheli protsessorid võivad pakkuda väga kõrgeid amplituudi. Amplituudid kuni 200 μm saab hõlpsasti pidevalt käivitada 24/7 operatsioonis. Veelgi suuremate amplituudide jaoks on saadaval kohandatud ultraheli sonotroodid. Hielscheri ultraheli seadmete töökindlus võimaldab 24/7 operatsiooni raskeveokite ja nõudlikes keskkondades.
Allolev tabel annab teile ülevaate meie ultrasonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest:
| Partii maht | Voolukiirus | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 1 kuni 500 ml | 10 kuni 200 ml / min | UP100H |
| 10 kuni 2000 ml | 20 kuni 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 kuni 20L | 0.2 kuni 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100L | 2 kuni 10L/min | UIP4000hdT |
| mujal liigitamata | 10 kuni 100 L / min | UIP16000 |
| mujal liigitamata | Suurem | klaster UIP16000 |
Võta meiega ühendust! / Küsi meilt!
Kirjandus / Viited
- 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.
Faktid, mida tasub teada
suhkru tootmine
Sahharoosi, tuntud ka kui lauasuhkur, toodetakse peamiselt suhkruroost ja suhkrupeedist (Beta vulgaris). Suhkur, st sahharoos, ekstraheeritakse peedist kuuma vee abil mitmeastmelises protsessis, kus toorsuhkrumahl ekstraheeritakse kuuma vee difusioonil vastuvoolu süsteemis. Seejärel kontsentreeritakse suhkrumahl vaakumis, millele järgneb tsükliline pesemine ja lõpuks kuivatamine.
Pärast saagikoristust transporditakse suhkrupeedi juured suhkrutöötlemisettevõttesse, kus peet pestakse ja seejärel lõigatakse mehaaniliselt õhukeselt viilutatud ribadeks, nn cossettes. Cossettes juhitakse vastuvoolu ekstraheerimissüsteemi. Vastuvoolusüsteem töötab difusiooni teel ja leostub suhkrusisalduse kossettidest kuuma vette.
Vastuvoolu difusioonisüsteemid on pikad reaktorid või mitme meetri pikkused kõrged tornid / sambad, milles kossetid voolavad ühes suunas (ülespoole), samas kui kuum vesi voolab vastassuunas (allavoolu). Kaasaegsete tornide ekstraheerimistehaste töötlemisvõimsus on kuni 17 000 tonni päevas. Cossette'ide tüüpiline retentsiooniaeg vastuvoolutornis on u. 90 min., samas kui vesi jääb hajutikolonni vaid 45 min. Vastuvoolusüsteemide peamine eelis on väiksem veekasutus võrreldes suhkrupeedi leotamisega kuumaveereaktoris. Vastuvoolu difusioonisüsteemis toodetud suhkrumahla lahust nimetatakse toormahlaks. Toormahla värvus võib varieeruda mustast tumepunaseni sõltuvalt selle oksüdatsioonitasemest.
Kasutatud kossetid väljuvad difusioonisüsteemist tselluloosina, mille niiskusesisaldus on ca 95%, kuid sahharoosisisaldus madal.
Niiske viljaliha pressitakse kruvipressiga umbes 75% niiskuseni, et saada viljalihast järelejäänud sahharoos.
Ülejäänud tselluloos kuivatatakse ja seda kasutatakse peamiselt loomasöödana.
Karbonaatimist rakendatakse toormahla lisandite eemaldamiseks enne, kui see saab sadestada suhkrukristallideks. Seetõttu segatakse toormahl kuuma lubjapiimaga, s.o kaltsiumhüdroksiidi suspensiooniga vees. Karbonaatimise ajal sadestuvad lisandid nagu sulfaadid, fosfaadid, tsitraat ja oksalaad. Nad sadestuvad kaltsiumisoolade ja suuremate orgaaniliste molekulide kujul , nt valgud, pektiinid ja saponiinid. Lisaks muundab leeliseline pH väärtus lihtsad suhkrud glükoosi ja fruktoosi koos aminohappe glutamiiniga keemiliselt stabiilseteks karboksüülhapeteks, mida saab hiljem filtreerimise teel eemaldada, kuna need molekulid häiriksid kristalliseerumist.
Järgmises protsessietapis mullitatakse süsinikdioksiid läbi leeliselise suhkrulahuse, sadestades lubja kaltsiumkarbonaadina. Kaltsiumkarbonaadi osakesed seovad mõningaid lisandeid. Rasked osakesed settivad paaki ja neid saab filtreerimise teel eemaldada. Pärast neid puhastamis- ja puhastusetappe saadakse nn õhuke mahl. Õhukest mahla võib pH väärtuse reguleerimiseks töödelda soodaga ning värvainete vähendamiseks väävlipõhise ühendiga, mis võib tekkida monosahhariidide termilise lagunemise tõttu.
Aurustamist kasutatakse õhukese mahla kontsentreerimiseks, kasutades mitmetoimelisi aurustamissüsteeme, nii et õhuke mahl muutub paksuks mahlaks. Paks mahl sisaldab umbes 60 massiprotsenti sahharoosi.
Viimases etapis töödeldakse mahla kristallisaatorites. Ringlussevõetud suhkru lisamisel ja lahustamisel toodetakse nn emalahust. Emalahus kontsentreeritakse edasi, keetes vaakumis suurtes anumates, mida nimetatakse vaakumpannideks, ja külvipunktidena lisatakse väga peen suhkrukristall. Need kristallid kasvavad, kui nende ümber moodustub emalahuse suhkur. Saadud suhkrukristallide / siirupi segu nimetatakse massöödiks, prantsuskeelne termin wich tähendab “keedetud mass”. Massekiit juhitakse tsentrifuugi, kus "Kõrge roheline siirup" eemaldatakse massseerist tsentrifugaaljõuga. Pärast tsentrifuugimist pihustatakse suhkrukristallide pesemiseks tsentrifuugi vett, mis annab nn madala rohelise siirupi. Seejärel tsentrifuug pöörleb väga suure kiirusega, et kristallid osaliselt kuivaksid. Kui tsentrifuug aeglustub, kraabitakse suhkur tsentrifuugi seintelt konveierisüsteemile, et transportida suhkur pöörlevasse granulaatorisse, kus seda kuivatatakse sooja õhuga. Kuivad, puhtad suhkrukristallid on valmis müümiseks rafineerimistehastele või toidutootjatele edasiseks töötlemiseks või kasutamiseks.