चुकंदर Cossettes से चीनी की अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण चुकंदर cossettes से निकाले गए सुक्रोज की उपज को बढ़ाता है और निष्कर्षण प्रक्रिया की अवधि को काफी कम कर देता है। सोनिकेशन एक सरल और सुरक्षित तकनीक है, जिसे निष्कर्षण दक्षता में सुधार के लिए वर्तमान काउंटर-करंट फ्लो निष्कर्षण तकनीक के साथ आसानी से जोड़ा जा सकता है।
अल्ट्रासोनिक चीनी चुकंदर Cossette निष्कर्षण
अल्ट्रासाउंड-असिस्टेड निष्कर्षण ध्वनिक या अल्ट्रासोनिक कैविटेशन के कार्य सिद्धांत पर आधारित है। यांत्रिक प्रभाव, जो अल्ट्रासोनिक रूप से प्रेरित गुहिकायन द्वारा उत्पन्न होते हैं, सेल की दीवारों के सोनो-पोरेशन और व्यवधान का कारण बनते हैं, जो बाद में सेल इंटीरियर में फंसे अणुओं की पारगम्यता को बढ़ाता है। कैविटेशनल रूप से तरल स्ट्रीमिंग और सूक्ष्म-अशांति निष्कर्षण प्रक्रिया के बड़े पैमाने पर हस्तांतरण में सुधार करती है, ताकि सुक्रोज और अन्य अणुओं को विलायक, यानी पानी में स्थानांतरित किया जा सके।

अल्ट्रासोनिकेटर UIP4000hdT औद्योगिक चुकंदर निष्कर्षण के लिए।
- अल्ट्रासोनिक पूर्व उपचार (काउंटर-करंट टॉवर से पहले)
- काउंटरकुरेंट निष्कर्षण के दौरान सोनिकेशन
- अल्ट्रासोनिक पोस्ट-ट्रीटमेंट (काउंटर-करंट टॉवर के बाद)
मौजूदा निष्कर्षण सुविधा, उत्पादन लक्ष्य और उपलब्ध स्थान के आधार पर, सोनिकेशन को आसानी से पूर्व या बाद के उपचार के साथ-साथ काउंटरकुरेंट प्रवाह निष्कर्षण के दौरान रेट्रो-फिट किया जा सकता है।
चुकंदर Cossettes के अल्ट्रासोनिक पूर्व उपचार
चुकंदर कोसेट का अल्ट्रासोनिक पूर्व-उपचार एक प्रक्रिया तेज तकनीक है। अल्ट्रासोनिक एक्सट्रैक्टर्स को आसानी से काउंटर-करंट फ्लो एक्सट्रैक्शन टावरों के साथ जोड़ा जा सकता है, जो मुख्य रूप से चुकंदर निष्कर्षण के लिए उपयोग किया जाता है। काउंटर-करंट निष्कर्षण प्रणाली में प्रवेश करने से पहले चुकंदर कोसेट का एक छोटा सा सोनिकेशन सेल की दीवारों को बाधित करने और खोलने में मदद करता है। अल्ट्रासोनिकेशन विलायक (यानी, पानी) और बीट कोसेट के बीच बड़े पैमाने पर हस्तांतरण को बढ़ावा देता है, ताकि सुक्रोज जैसे इंट्रासेल्युलर अणुओं को सेल इंटीरियर से विलायक में स्थानांतरित किया जा सके। चुकंदर कोसेट का अल्ट्रासोनिक पूर्व-उपचार काउंटर-करंट फ्लो कॉलम में सुक्रोज निष्कर्षण को सुविधाजनक बनाता है और तेज करता है।

एसईएम (200×) चुकंदर कोसेट नमूनों को अलग-अलग निष्कर्षण समय के लिए 50 डिग्री सेल्सियस पर 400 डब्ल्यू पर सोनिकेटेड किया गया। ए) कोसेट निष्कर्षण का काउंटरकुरेंट प्रवाह; बी) 10 मिनट के लिए संयुक्त अरब अमीरात के बाद; सी) 20 मिनट के लिए संयुक्त अरब अमीरात के बाद; डी) 40 मिनट के लिए संयुक्त अरब अमीरात के बाद। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण सेल की दीवारों को बाधित करता है और इंट्रासेल्युलर सामग्री को जारी करता है।
(©लू एट अल।
अल्ट्रासोनिक बनाम काउंटर-करंट एक्सट्रैक्शन की तुलना
फू एट अल (2013) ने चीनी चुकंदर कोसेट से सुक्रोज के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के साथ पारंपरिक काउंटर-करंट प्रवाह निष्कर्षण की तुलना की। अध्ययन के परिणामों से पता चला है कि सोनिकेशन के परिणामस्वरूप बेहतर शुद्धता की उच्च उपज हुई, जबकि निष्कर्षण समय 70 मिनट (काउंटरकरंट) से 40 मिनट (सोनिकेशन) तक काफी कम हो गया था। अल्ट्रासोनिक रूप से सहायता प्राप्त निष्कर्षण (यूएई) के परिणामस्वरूप कम कोलाइडल अशुद्धता एकाग्रता (विशेष रूप से पेक्टिन) होती है, और उच्च सुक्रोज उपज (94.0±0.15%) देती है। उच्च शुद्धता (92.6±0.11%) का निकाला हुआ रस। (सीएफ फू एट अल।
चूंकि चीनी उत्पादन सुविधाएं पहले से ही पारंपरिक काउंटरकुरेंट निष्कर्षण टावरों से सुसज्जित हैं, इसलिए मौजूदा स्थापना के साथ सहक्रियात्मक सोनिकेशन का संयोजन आम तौर पर पसंदीदा है। अल्ट्रासोनिक सुक्रोज निष्कर्षण को सबसे अधिक लागत और समय-कुशल तरीके से लागू करने के लिए, अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण को पारंपरिक काउंटर-करंट प्रवाह निष्कर्षण से पहले, दौरान या बाद में सहक्रियात्मक उपचार के रूप में स्थापित किया जा सकता है। चूंकि सोनिकेशन चुकंदर की कोशिकाओं को बाधित करता है और कोशिकाओं से सुक्रोज को छोड़ता है, काउंटर-करंट फ्लो ट्रीटमेंट की अवधि को कम किया जा सकता है, जबकि सुक्रोज की उपज को बढ़ाया जाता है।
- त्वरित प्रक्रिया
- उच्च पैदावार
- प्रक्रिया गहनता
- सहक्रियात्मक प्रभाव w/काउंटरकुरेंट सिस्टम
- आसान रेट्रो-फिटिंग
- सरल परीक्षण
- रैखिक मापनीयता
- कम रखरखाव
- फास्ट आरओआई
उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक एक्सट्रैक्टर्स
Hielscher Ultrasonics 'निष्कर्षण प्रणाली खाद्य उत्पादों, आहार की खुराक या फार्मास्यूटिकल्स के रूप में इस्तेमाल किया उच्च गुणवत्ता वाले अर्क के वाणिज्यिक उत्पादन के लिए भोजन और फार्मा में दुनिया भर में उपयोग किया जाता है। यदि आप बेंच-टॉप स्तर पर अल्ट्रासोनिक प्रसंस्करण मापदंडों का परीक्षण और अनुकूलन करना चाहते हैं या इनलाइन उत्पादन के लिए पूरी तरह से औद्योगिक अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण प्रणाली स्थापित करना चाहते हैं, तो Hielscher Ultrasonics में आपके लिए उपयुक्त अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण सेटअप है। एक छोटा फुट प्रिंट और लचीला इंस्टॉलेशन विकल्प एक क्रैम्ड प्रोसेसिंग सुविधा में भी रेट्रो-फिटिंग की अनुमति देता है।
Hielscher Ultrasonics के साथ प्रक्रिया मानकीकरण
खाद्य ग्रेड उत्पादों का उत्पादन अच्छी विनिर्माण प्रथाओं (जीएमपी) के अनुसार और मानकीकृत प्रसंस्करण विनिर्देशों के तहत किया जाना चाहिए। Hielscher Ultrasonics के डिजिटल निष्कर्षण सिस्टम बुद्धिमान सॉफ्टवेयर के साथ आते हैं, जो सोनीशन प्रक्रिया को ठीक से सेट और नियंत्रित करना आसान बनाता है। स्वचालित डेटा रिकॉर्डिंग अंतर्निहित एसडी-कार्ड पर दिनांक और समय टिकट के साथ अल्ट्रासाउंड ऊर्जा (कुल और शुद्ध ऊर्जा), आयाम, तापमान, दबाव (जब अस्थायी और दबाव सेंसर घुड़सवार होते हैं) जैसे सभी अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया पैरामीटर लिखते हैं। यह आपको प्रत्येक अल्ट्रासोनिक रूप से संसाधित लॉट को संशोधित करने की अनुमति देता है। इसी समय, प्रजनन क्षमता और लगातार उच्च उत्पाद की गुणवत्ता सुनिश्चित की जाती है।
Hielscher Ultrasonics’ औद्योगिक अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर बहुत उच्च आयाम प्रदान कर सकते हैं। 200μm तक के आयाम आसानी से 24/7 ऑपरेशन में लगातार चलाए जा सकते हैं। यहां तक कि उच्च आयामों के लिए, अनुकूलित अल्ट्रासोनिक sonotrodes उपलब्ध हैं। Hielscher के अल्ट्रासोनिक उपकरण की मजबूती भारी शुल्क पर और मांग वातावरण में 24/7 आपरेशन के लिए अनुमति देता है।
नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकेटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
बैच वॉल्यूम | प्रवाह दर | अनुशंसित उपकरण |
---|---|---|
1 से 500mL | 10 से 200mL/मिनट | यूपी100एच |
10 से 2000mL | 20 से 400mL/मिनट | यूपी200एचटी, UP400St |
0.1 से 20L | 0.2 से 4L/मिनट | यूआईपी2000एचडीटी |
10 से 100L | 2 से 10 लीटर/मिनट | यूआईपी4000एचडीटी |
एन.ए. | 10 से 100 लीटर/मिनट | UIP16000 |
एन.ए. | बड़ा | का क्लस्टर UIP16000 |
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से उच्च शक्ति अल्ट्रासोनिक homogenizers प्रयोगशाला तक पायलट और उद्योग-प्रधान पैमाना।
साहित्य/सन्दर्भ
- 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.
जानने के योग्य तथ्य
चीनी उत्पादन
सुक्रोज, जिसे टेबल शुगर के रूप में भी जाना जाता है, मुख्य रूप से गन्ने से और चीनी बीट (बीटा वल्गरिस) से उत्पादित होता है। चीनी, यानी, सुक्रोज, एक बहु-चरण चरण प्रक्रिया में गर्म पानी का उपयोग करके बीट से निकाला जाता है, जहां कच्चे चीनी का रस एक काउंटरकुरेंट प्रवाह प्रणाली में गर्म पानी के प्रसार में निकाला जाता है। बाद में, चीनी का रस वैक्यूम के तहत केंद्रित होता है, इसके बाद चक्रीय धुलाई और अंत में सूख जाता है।
फसल के बाद, चुकंदर की जड़ों को चीनी प्रसंस्करण संयंत्र में ले जाया जाता है, जहां बीट्स को धोया जाता है और फिर यंत्रवत् रूप से पतले कटा हुआ स्ट्रिप्स, तथाकथित कोसेट में काट दिया जाता है। कोसेट को काउंटर-करंट फ्लो एक्सट्रैक्शन सिस्टम में खिलाया जाता है। काउंटरकुरेंट सिस्टम प्रसार द्वारा काम करता है और कोसेट से चीनी सामग्री को गर्म पानी में लीच करता है।
काउंटरकुरेंट प्रसार प्रणाली लंबे रिएक्टर या कई मीटर के ऊंचे टावर/स्तंभ होते हैं जिनमें कॉसेट एक दिशा (ऊपर की ओर) में बहते हैं जबकि गर्म पानी विपरीत दिशा (डाउनस्ट्रीम) में बहता है। आधुनिक टॉवर निष्कर्षण संयंत्रों में प्रति दिन 17,000 मीट्रिक टन तक की प्रसंस्करण क्षमता है। काउंटरकुरेंट टॉवर में कॉसेट का विशिष्ट प्रतिधारण समय लगभग 90 मिनट है, जबकि पानी विसारक कॉलम में केवल 45 मिनट रहता है। काउंटर-करंट फ्लो सिस्टम का मुख्य लाभ गर्म पानी के रिएक्टर में चुकंदर मैक्रेशन की तुलना में कम पानी का उपयोग है। चीनी का रस घोल जो काउंटर-करंट प्रसार प्रणाली में उत्पन्न होता है, कच्चा रस कहलाता है। कच्चे रस का रंग इसके ऑक्सीकरण स्तर के आधार पर काले से गहरे लाल रंग के बीच भिन्न हो सकता है।
खर्च किए गए कॉसेट प्रसार प्रणाली को लगभग 95% नमी के साथ लुगदी के रूप में बाहर निकालते हैं, लेकिन कम सुक्रोज सामग्री।
नम गूदे को लुगदी से शेष सुक्रोज को पुनर्प्राप्त करने के लिए लगभग 75% नमी के लिए एक स्क्रू प्रेस के साथ दबाया जाता है।
शेष गूदे को सुखाया जाता है और मुख्य रूप से पशु आहार के रूप में उपयोग किया जाता है।
कच्चे रस से अशुद्धियों को हटाने के लिए कार्बोनेटेशन लगाया जाता है, इससे पहले कि इसे चीनी क्रिस्टल में अवक्षेपित किया जा सके। इसलिए, कच्चे रस को चूने के गर्म दूध के साथ मिलाया जाता है, अर्थात, पानी में कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड का निलंबन। कार्बोनेटेशन के दौरान, सल्फेट्स, फॉस्फेट, साइट्रेट और ऑक्सालेट्स जैसी अशुद्धियाँ अवक्षेपित होती हैं। वे कैल्शियम लवण और बड़े कार्बनिक अणुओं, जैसे प्रोटीन, पेक्टिन और सैपोनिन के रूप में अवक्षेपित होते हैं। इसके अतिरिक्त, क्षारीय पीएच मान सरल शर्करा ग्लूकोज और फ्रुक्टोज को अमीनो एसिड ग्लूटामाइन के साथ रासायनिक रूप से स्थिर कार्बोक्जिलिक एसिड में परिवर्तित करता है, जिसे बाद में निस्पंदन के माध्यम से हटाया जा सकता है, क्योंकि वे अणु क्रिस्टलीकरण में हस्तक्षेप करेंगे।
निम्नलिखित प्रक्रिया चरण में, कार्बन डाइऑक्साइड को क्षारीय चीनी समाधान के माध्यम से बुदबुदाया जाता है, चूने को कैल्शियम कार्बोनेट के रूप में अवक्षेपित किया जाता है। कैल्शियम कार्बोनेट कण कुछ अशुद्धियों को बांधते हैं। भारी कण टैंक में बस जाते हैं और निस्पंदन के माध्यम से हटाया जा सकता है। इन शुद्धिकरण और सफाई चरणों के बाद, तथाकथित पतला रस प्राप्त होता है। पतले रस को सोडा ऐश के साथ पीएच मान को समायोजित करने के साथ-साथ रंग को कम करने के लिए सल्फर-आधारित यौगिक के साथ इलाज किया जा सकता है, जो मोनोसेकेराइड के थर्मल अपघटन के कारण हो सकता है।
वाष्पीकरण का उपयोग बहु-प्रभाव वाष्पीकरण प्रणालियों का उपयोग करके पतले रस को केंद्रित करने के लिए किया जाता है, ताकि पतला रस एक गाढ़े रस में बदल जाए। गाढ़े रस में वजन के हिसाब से लगभग 60% सुक्रोज होता है।
अंतिम चरण में, क्रिस्टलाइज़र में गाढ़े रस का इलाज किया जाता है। पुनर्नवीनीकरण चीनी को जोड़ने और भंग करने से, एक तथाकथित माँ शराब का उत्पादन किया जाता है। मदर लिकर को बड़े बर्तनों में वैक्यूम के नीचे उबालकर और अधिक केंद्रित किया जाता है, जिसे वैक्यूम पैन के रूप में जाना जाता है, और बहुत महीन चीनी क्रिस्टल को सीडिंग पॉइंट के रूप में जोड़ा जाता है। ये क्रिस्टल अपने चारों ओर मां शराब से चीनी के रूप में बढ़ते हैं। परिणामस्वरूप चीनी क्रिस्टल / सिरप मिश्रण को मालिश कहा जाता है, एक फ्रांसीसी शब्द विच का अर्थ है “पकाया द्रव्यमान”. मालिश करने वाले को एक अपकेंद्रित्र में खिलाया जाता है, जहां केन्द्रापसारक बल द्वारा मालिश से "हाई ग्रीन सिरप" हटा दिया जाता है। एक अपकेंद्रित्र के बाद, चीनी क्रिस्टल को धोने के लिए अपकेंद्रित्र में पानी का छिड़काव किया जाता है, जो एक तथाकथित "लो ग्रीन सिरप" पैदा करता है। अपकेंद्रित्र तब क्रिस्टल को आंशिक रूप से सूखने के लिए बहुत तेज गति से घूमता है। जब अपकेंद्रित्र धीमा हो जाता है, तो चीनी को अपकेंद्रित्र की दीवारों से एक कन्वेयर सिस्टम पर स्क्रैप किया जाता है ताकि चीनी को एक रोटेशन ग्रैनुलेटर में ले जाया जा सके जहां इसे गर्म हवा से सुखाया जाता है। सूखे, साफ चीनी क्रिस्टल आगे के उपचार या उपयोग के लिए रिफाइनरियों या खाद्य निर्माताओं को बेचने के लिए तैयार हैं।