चीनी चुकंदर Cossettes से चीनी के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण
अल्ट्रासोनिक चीनी चुकंदर कॉसेट निष्कर्षण
अल्ट्रासाउंड-सहायता प्राप्त निष्कर्षण ध्वनिक या अल्ट्रासोनिक कैविटेशन के कार्य सिद्धांत पर आधारित है। यांत्रिक प्रभाव, जो अल्ट्रासोनिक रूप से प्रेरित कैविशन द्वारा उत्पन्न होते हैं, सोनो-पोरेज और सेल दीवारों के व्यवधान का कारण बनते हैं, जो बाद में सेल इंटीरियर में फंसे अणुओं की पारगम्यता को बढ़ाता है। कैविटेशनली कारण तरल स्ट्रीमिंग और सूक्ष्म अशांति निष्कर्षण प्रक्रिया के बड़े पैमाने पर हस्तांतरण में सुधार करती है, ताकि सुक्रोज और अन्य अणुओं को सॉल्वेंट यानी पानी में स्थानांतरित किया जा सके।
सुक्रोज निष्कर्षण के दौरान विभिन्न चरणों में अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण स्थापित किया जा सकता है:
- अल्ट्रासोनिक पूर्व उपचार (काउंटर-वर्तमान टॉवर से पहले)
- काउंटरकरंट निष्कर्षण के दौरान सोनिकेशन
- अल्ट्रासोनिक पोस्ट-ट्रीटमेंट (काउंटर-करंट टॉवर के बाद)
मौजूदा निष्कर्षण सुविधा, उत्पादन लक्ष्यों और उपलब्ध स्थान के आधार पर, सोनिकेशन को आसानी से रेट्रो-फिट किया जा सकता है, जैसा कि प्री-या पोस्ट-ट्रीटमेंट के साथ-साथ काउंटरकरंट फ्लो एक्सट्रैक्शन के दौरान भी किया जा सकता है।
चीनी चुकंदर Cossettes के अल्ट्रासोनिक पूर्व उपचार
चीनी चुकंदर कॉस्सेट का अल्ट्रासोनिक प्री-ट्रीटमेंट एक प्रक्रिया तेज तकनीक है। अल्ट्रासोनिक एक्सट्रैक्टर्स को आसानी से काउंटर-करंट फ्लो एक्सट्रैक्शन टावरों के साथ जोड़ा जा सकता है, जिनका उपयोग मुख्य रूप से चीनी चुकंदर निष्कर्षण के लिए किया जाता है। चीनी चुकंदर का एक छोटा सोनिकेशन काउंटर-वर्तमान निष्कर्षण प्रणाली में प्रवेश करने से पहले कोशिका दीवारों को बाधित करने और खोलने में मदद करता है। अल्ट्रासोनिकेशन सॉल्वेंट (यानी पानी) और चुकंदर कॉस्सेटकेट्स के बीच बड़े पैमाने पर हस्तांतरण को बढ़ावा देता है, ताकि सुक्रोज जैसे इंट्रासेलर अणुसेल इंटीरियर से सॉल्वेंट में स्थानांतरित हो जाएं। चीनी चुकंदर कॉस्सेट का अल्ट्रासोनिक प्री-ट्रीटमेंट काउंटर-करंट फ्लो कॉलम में सुक्रोज निष्कर्षण को सुविधाजनक और तेज करता है।
चीनी चुकंदर कॉस्सेट के नमूनों के एसईएम (200 ×) विभिन्न निष्कर्षण समय के लिए 50 डिग्री सेल्सियस पर 400 डब्ल्यू पर सोनिकेट किया गया। ए) कॉस्सेट्स निष्कर्षण का प्रतिवर्ती प्रवाह; ख) 10 मिन के लिए संयुक्त अरब अमीरात के बाद; ग) 20 मिन के लिए संयुक्त अरब अमीरात के बाद; D) 40 min. अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के लिए संयुक्त अरब अमीरात के बाद सेल दीवारों को बाधित करता है और इंट्रासेलुलर सामग्री जारी करता है।
चित्र स्रोत: फू एट अल., २०१३
अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर UIP4000hdT (4kW)
अल्ट्रासोनिक बनाम काउंटर-करंट एक्सट्रैक्शन की तुलना
फू एट अल (2013) ने चीनी चुकंदर कॉस्सेट 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 अधिक उपज हुई, जबकि निष्कर्षण समय 70 मिन (काउंटरकरंट) से 40 मिन (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 यील्ड (94.0 ± 0.15%) देती है। उच्च शुद्धता का निकाला रस (92.6 ± 0.11%)। (cf. Fu एट अल., 2013)
चूंकि चीनी उत्पादन सुविधाएं पहले से ही पारंपरिक प्रतिवर्ती निष्कर्षण टावरों से लैस हैं, इसलिए मौजूदा स्थापना के साथ सहक्रियात्मक ध्वनि 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 चीनी चुकंदर कोशिकाओं को बाधित करता है और कोशिकाओं से सुक्रोज जारी करता है, इसलिए काउंटर-करंट प्रवाह उपचार की अवधि को कम किया जा सकता है, जबकि सुक्रोज उपज को बढ़ाया जाता है।
- त्वरित प्रक्रिया
- उच्चतर पैदावार
- प्रक्रिया उत्कटता
- सिनर्जीटिक इफेक्टw/काउंटरकरंट सिस्टम
- आसान रेट्रो फिटिंग
- सरल परीक्षण
- रैखिक scalability
- कम रखरखाव
- फास्ट रोआई
उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक निकालने वाले
खाद्य उत्पादों, आहार की खुराक या फार्मास्यूटिकल्स के रूप में उपयोग किए जाने वाले उच्च गुणवत्ता वाले अर्क के वाणिज्यिक उत्पादन के लिए खाद्य और फार्मा में हिल्सचर अल्ट्रासोनिक्स की निष्कर्षण प्रणालियों का उपयोग दुनिया भर में किया जाता है। Wether आप बेंच-टॉप लेवल पर अल्ट्रासोनिक प्रोसेसिंग पैरामीटर्स का परीक्षण और अनुकूलन करना चाहते हैं या इनलाइन उत्पादन के लिए पूरी तरह से औद्योगिक अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण प्रणाली स्थापित करना चाहते हैं, हिल्स्चर अल्ट्रासोनिक्स के पास आपके लिए उपयुक्त अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण सेटअप है। एक छोटे पैर प्रिंट और लचीला स्थापना विकल्प एक crammed प्रसंस्करण सुविधा में भी रेट्रो फिटिंग के लिए अनुमति देते हैं ।
हिल्स्चर अल्ट्रासोनिक्स के साथ प्रक्रिया मानकीकरण
खाद्य ग्रेड उत्पादों का उत्पादन अच्छी विनिर्माण प्रथाओं (जीएमपी) और मानकीकृत प्रसंस्करण विनिर्देशों के तहत किया जाना चाहिए । हिल्स्चर अल्ट्रासोनिक्स के डिजिटल एक्सट्रैक्शन सिस्टम इंटेलिजेंट सॉफ्टवेयर के साथ आते हैं, जो सोनिकेशन प्रक्रिया को ठीक से सेट और नियंत्रित करना आसान बनाता है। स्वचालित डेटा रिकॉर्डिंग में निर्मित एसडी-कार्ड पर तिथि और समय पर मोहर लगाने के साथ अल्ट्रासाउंड ऊर्जा (कुल और शुद्ध ऊर्जा), आयाम, तापमान, दबाव (जब अस्थायी और दबाव सेंसर लगाए जाते हैं) जैसे सभी अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया मापदंडों को लिखता है। यह आपको प्रत्येक अल्ट्रासोनिक रूप से संसाधित लॉट को संशोधित करने की अनुमति देता है। साथ ही प्रजनन क्षमता और लगातार उच्च उत्पाद गुणवत्ता सुनिश्चित की जाती है।
Hielscher Ultrasonics’ औद्योगिक अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर बहुत उच्च आयाम वितरित कर सकते हैं। 200 डिग्री तक के आयाम आसानी से लगातार 24/ यहां तक कि उच्च आयाम के लिए, अनुकूलित अल्ट्रासोनिक sonotrodes उपलब्ध हैं। Hielscher के अल्ट्रासोनिक उपकरण ों की मजबूती भारी शुल्क पर और मांग वातावरण में 24 /
नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
| बैच वॉल्यूम | प्रवाह की दर | अनुशंसित उपकरणों |
|---|---|---|
| 1 से 500 एमएल | 10 से 200 मील / मिनट | UP100H |
| 10 से 2000 मील | 20 से 400 एमएल / मिनट | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 से 20 एल | 0.2 से 4 एल / मिनट | UIP2000hdT |
| 10 से 100 एल | 2 से 10 एल / मिनट | UIP4000hdT |
| एन.ए. | 10 से 100 एल / मिनट | UIP16000 |
| एन.ए. | बड़ा | के समूह UIP16000 |
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साहित्य/संदर्भ
- 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 नाम से भी जाना जाता है, मुख्य रूप से गन्ने से और चीनी बीट (बीटा वल्गैरिस) 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 काउंटरकरंट प्रवाह प्रणाली में गर्म पानी के प्रसार में निकाला जाता है। बाद में, चीनी का रस वैक्यूम के नीचे केंद्रित होता है, इसके बाद चक्रीय धोने और अंत में सूखजाता है।
फसल के बाद, चुकंदर की जड़ों को चीनी प्रसंस्करण संयंत्र में ले जाया जाता है, जहां बीट को धोया जाता है और फिर यांत्रिक रूप से बारीकी से कटा हुआ स्ट्रिप्स, तथाकथित cossettes में काट दिया जाता है। cossettes काउंटर वर्तमान प्रवाह निष्कर्षण प्रणाली में खिलाया जाता है । काउंटरकरंट सिस्टम प्रसार द्वारा काम करता है और कोसेट से चीनी की मात्रा को गर्म पानी में ले जाता है।
काउंटरकरंट प्रसार प्रणालियां लंबे रिएक्टर या उच्च टावर/कई मीटर के कॉलम हैं जिनमें कॉस्सेट एक दिशा (ऊपर) में प्रवाहित होते हैं जबकि गर्म पानी विपरीत दिशा (डाउनस्ट्रीम) में बहता है । आधुनिक टावर निष्कर्षण संयंत्रों में प्रतिदिन 17,000 मीट्रिक टन तक की प्रसंस्करण क्षमता है। काउंटरकरंट टॉवर में कॉस्सेट्स का विशिष्ट प्रतिधारण समय लगभग 90 0 0 0 है, जबकि पानी डिफ्यूजर कॉलम में केवल 45 मिन रहता है। काउंटर-करंट फ्लो सिस्टम का मुख्य लाभ गर्म पानी रिएक्टर में चीनी चुकंदर मैकेशन की तुलना में कम पानी का उपयोग होता है। काउंटर-करंट डिफ्यूजन सिस्टम में उत्पादित शुगर जूस सॉल्यूशन को कच्चा रस कहा जाता है। कच्चे रस का रंग अपने ऑक्सीकरण स्तर के आधार पर काले से गहरे लाल रंग के बीच भिन्न हो सकता है।
खर्च किए गए कॉस्सेट लगभग 95% नमी के साथ लुगदी के रूप में प्रसार प्रणाली से बाहर निकलता है, लेकिन कम सुक्रोज सामग्री।
नम लुगदी लुगदी से शेष सुक्रोज को ठीक करने के लिए लगभग 75% नमी के लिए एक स्क्रू प्रेस के साथ दबाया जाता है।
शेष लुगदी सूख जाती है और मुख्य रूप से पशु चारे के रूप में उपयोग की जाती है।
कार्बोनेशन कच्चे रस से अशुद्धियों को दूर करने के लिए लागू किया जाता है इससे पहले कि यह चीनी क्रिस्टल के लिए उपजी जा सकता है । इसलिए कच्चे रस में नीबू के गर्म दूध में मिलाया जाता है यानी पानी में कैल्शियम हाइड्रोक्साइड का सस्पेंशन होता है। कार्बोनेशन के दौरान, सल्फेट, फॉस्फेट, सिट्रेट और ऑक्सलेट्स जैसी अशुद्धियां उपजी होती हैं। वे कैल्शियम लवण और बड़े कार्बनिक अणुओं, जैसे प्रोटीन, पेक्टिन और सैपोनिन के रूप में उपजी हैं। इसके अतिरिक्त, क्षारीय पीएच मूल्य अमीनो एसिड ग्लूटामाइन के साथ सरल शर्करा ग्लूकोज और फ्रक्टोज को रासायनिक रूप से स्थिर कार्बोक्सिलिक 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 क्षारीय चीनी समाधान के माध्यम से बुलबुला होता है, जो चूने को कैल्शियम कार्बोनेट के रूप में बढ़ाता है। कैल्शियम कार्बोनेट कण कुछ अशुद्धियों को बांधते हैं। भारी कण टैंक में बसते हैं और निस्पंदन के माध्यम से हटाया जा सकता है। इन शुद्धि और सफाई चरणों के बाद तथाकथित पतले रस प्राप्त किया जाता है। पतले रस को सोडा ऐश के साथ पीएच मूल्य को समायोजित करने के साथ-साथ रंग को कम करने के लिए सल्फर-आधारित यौगिक के साथ इलाज किया जा सकता है, जो मोनोसैकराइड्स के थर्मल अपघटन के कारण हो सकता है।
वाष्पीकरण का उपयोग कई प्रभाव वाष्पीकरण प्रणालियों का उपयोग करके पतले रस को केंद्रित करने के लिए किया जाता है, ताकि पतला रस एक मोटी रस में बदल जाए। मोटे रस में वजन से लगभग 60% सुक्रोज होता है।
अंतिम चरण में, घने रस को क्रिस्टलाइजर में इलाज किया जाता है। रिसाइकल शुगर डालकर और घुलने से तथाकथित मदर लिकर तैयार की जाती है। मां शराब बड़े जहाजों में एक निर्वात के नीचे उबलते द्वारा आगे केंद्रित है, वैक्यूम धूपदान के रूप में जाना जाता है, और बहुत ठीक चीनी क्रिस्टल सीडिंग अंक के रूप में जोड़ा जाता है । ये क्रिस्टल मां शराब से चीनी के रूप में विकसित होते हैं। जिसके परिणामस्वरूप चीनी क्रिस्टल/सिरप मिश्रण एक मालिश कहा जाता है, एक फ्रांसीसी शब्द विच का मतलब है “पके हुए द्रव्यमान”. मालिश करने वाले को एक अपकेंद्रित्र में खिलाया जाता है, जहां "उच्च हरी सिरप" को सेंट्रलाइज बल द्वारा मालिश से हटा दिया जाता है। एक अपकेंद्री के बाद, पानी तो चीनी क्रिस्टल, जो एक तथाकथित "कम हरी सिरप" पैदा करता है धोने के लिए अपकेंद्री में छिड़काव किया जाता है । अपकेंद्रित्र तो आंशिक रूप से क्रिस्टल सूखी करने के लिए बहुत उच्च गति पर स्पिन । जब अपकेंद्रित्र धीमा हो जाता है, चीनी एक कन्वेयर प्रणाली पर अपकेंद्रित्र दीवारों से स्क्रैप करने के लिए एक रोटेशन कणिका में चीनी परिवहन जहां यह गर्म हवा से सूख जाता है । सूखी, साफ चीनी क्रिस्टल आगे के उपचार या उपयोग के लिए रिफाइनरियों या खाद्य निर्माताओं को बेचने के लिए तैयार हैं ।