Շաքարի ուլտրաձայնային արդյունահանում շաքարի ճակնդեղի կոսետներից
Ուլտրաձայնային արդյունահանումը մեծացնում է շաքարի ճակնդեղի կոսետներից արդյունահանվող սախարոզայի բերքատվությունը և զգալիորեն նվազեցնում է արդյունահանման գործընթացի տևողությունը: Sonication-ը պարզ և անվտանգ տեխնիկա է, որը կարող է հեշտությամբ զուգակցվել ընթացիկ հակահոսանքի հոսքի արդյունահանման տեխնոլոգիայի հետ՝ արդյունահանման արդյունավետությունը բարելավելու համար:
Շաքարի ճակնդեղի ուլտրաձայնային արդյունահանում
Ուլտրաձայնային օգնությամբ արդյունահանումը հիմնված է ակուստիկ կամ ուլտրաձայնային կավիտացիայի աշխատանքի սկզբունքի վրա: Մեխանիկական ազդեցությունները, որոնք առաջանում են ուլտրաձայնային ձևով առաջացած կավիտացիայի արդյունքում, առաջացնում են բջջի պատերի արտանետում և խաթարում, ինչը հետագայում մեծացնում է բջջի ինտերիերում արգելափակված մոլեկուլների թափանցելիությունը: Կավիտացիոն առաջացած հեղուկի հոսքը և միկրո տուրբուլենտները բարելավում են արդյունահանման գործընթացի զանգվածային փոխանցումը, այնպես որ սախարոզը և այլ մոլեկուլները տեղափոխվում են լուծիչ, այսինքն՝ ջուր:
Ուլտրաձայնային սարք UIP4000hdT արդյունաբերական շաքարի ճակնդեղի արդյունահանման համար:
- Ուլտրաձայնային նախնական բուժում (նախքան հակահոսանքի աշտարակը)
- Sonication ընթացքում հակահոսանքի արդյունահանման
- Ուլտրաձայնային հետբուժում (հակահոսքի աշտարակից հետո)
Կախված առկա արդյունահանման կայանքից, արտադրական թիրախներից և առկա տարածքից, ձայնային ախտահանումը կարող է հեշտությամբ տեղադրվել որպես նախնական կամ հետմշակման, ինչպես նաև հակահոսանքի արդյունահանման ժամանակ:
Շաքարի ճակնդեղի կոսետների ուլտրաձայնային նախնական բուժում
Շաքարի ճակնդեղի կոսետների ուլտրաձայնային նախնական մշակումը գործընթացն ինտենսիվացնող տեխնիկա է: Ուլտրաձայնային արդյունահանողները կարող են հեշտությամբ համակցվել հակահոսանքի արդյունահանման աշտարակների հետ, որոնք հիմնականում օգտագործվում են շաքարի ճակնդեղի արդյունահանման համար: Շաքարի ճակնդեղի կոսետների կարճ հնչյունավորումը, նախքան դրանք հակահոսանքի արդյունահանման համակարգ մտնելը, օգնում է խաթարել և բացել բջջային պատերը: Ultrasonication-ը նպաստում է զանգվածի փոխանցմանը լուծիչի (այսինքն՝ ջրի) և ճակնդեղի կոսետների միջև, այնպես որ ներբջջային մոլեկուլները, ինչպիսին է սախարոզը, տեղափոխվում են բջջի ներսից դեպի լուծիչ: Շաքարի ճակնդեղի կոսետների ուլտրաձայնային նախնական մշակումը հեշտացնում և արագացնում է սախարոզայի արդյունահանումը հակահոսքի սյունակում:
SEM (200 ×) շաքարի ճակնդեղի կոսետի նմուշների ձայնագրված 400 Վտ-ում 50°C-ում տարբեր արդյունահանման ժամանակի համար: Ա) կոսետների արդյունահանման հակահոսանք. Բ) ԱՄԷ-ից հետո 10 րոպե. Գ) ԱՄԷ-ից հետո 20 րոպե; Դ) ԱՄԷ-ից հետո 40 րոպե: Ուլտրաձայնային արդյունահանումը խաթարում է բջջային պատերը և ազատում ներբջջային նյութը:
(©Lu et al., 2013)
Ուլտրաձայնային ընդդեմ հակահոսանքի արդյունահանման համեմատությունը
Fu et al. (2013) համեմատել է ավանդական հակահոսքի արդյունահանումը շաքարի ճակնդեղի կոսետից սախարոզայի ուլտրաձայնային արդյունահանման հետ: Հետազոտության արդյունքները ցույց են տվել, որ sonication-ը հանգեցրել է բարձր մաքրության ավելի բարձր եկամտաբերության, մինչդեռ արդյունահանման ժամանակը զգալիորեն կրճատվել է 70 րոպեից: (հակահոսանք) մինչև 40 րոպե: (ձայնացում): Ուլտրաձայնային օգնությամբ արդյունահանումը (ԱՄԷ) հանգեցնում է կոլոիդային կեղտի (հատկապես պեկտինների) ավելի ցածր կոնցենտրացիայի և տալիս է սախարոզայի բարձր ելք (94,0±0,15%): Արդյունահանված բարձր մաքրության հյութ (92,6±0,11%)։ (տես Fu et al., 2013)
Քանի որ շաքարի արտադրության օբյեկտներն արդեն հագեցված են սովորական հակահոսանքի արդյունահանման աշտարակներով, ընդհանուր առմամբ բարենպաստ է սիներգիստական ձայնային արտանետման համադրությունը գոյություն ունեցող տեղադրման հետ: Ուլտրաձայնային սախարոզայի արդյունահանումը ամենաարդյունավետ և ծախսատար եղանակով կիրառելու համար, ուլտրաձայնային արդյունահանումը կարող է տեղադրվել որպես սիներգետիկ բուժում՝ սովորական հակահոսանքի արդյունահանումից առաջ, ընթացքում կամ հետո: Քանի որ ձայնային ազդեցությունը խաթարում է շաքարի ճակնդեղի բջիջները և ազատում է սախարոզը բջիջներից, հակահոսանքի հոսքի բուժման տևողությունը կարող է կրճատվել, մինչդեռ սախարոզայի ելքը մեծանում է:
- Արագացված գործընթաց
- ավելի բարձր եկամտաբերություն
- գործընթացի ինտենսիվացում
- Սիներգետիկ էֆեկտներ հակահոսանքի համակարգերով
- հեշտ ռետրո տեղադրում
- Պարզ փորձարկում
- գծային մասշտաբայնություն
- ցածր սպասարկում
- Արագ ROI
Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային էքստրակտորներ
Hielscher Ultrasonics-ի արդյունահանման համակարգերն օգտագործվում են ամբողջ աշխարհում սննդի և դեղագործության մեջ՝ որպես սննդամթերք, սննդային հավելումներ կամ դեղագործական արտադրանք, բարձրորակ քաղվածքների առևտրային արտադրության համար: Անկախ նրանից, թե դուք ցանկանում եք փորձարկել և օպտիմալացնել ուլտրաձայնային մշակման պարամետրերը նստարանային մակարդակի վրա, կամ տեղադրել ամբողջովին արդյունաբերական ուլտրաձայնային արդյունահանման համակարգ ներքին արտադրության համար, Hielscher Ultrasonics-ն ունի ձեզ համար ուլտրաձայնային արդյունահանման համապատասխան կարգավորում: Ոտնաթաթի փոքր տպաքանակը և ճկուն տեղադրման տարբերակները թույլ են տալիս ռետրո տեղադրումը նույնիսկ ծանրաբեռնված վերամշակման կայանում:
Գործընթացների ստանդարտացում Hielscher Ultrasonics-ի հետ
Սննդամթերքի արտադրանքը պետք է արտադրվի Լավ արտադրական պրակտիկայի (ՊԱԳ) և մշակման ստանդարտացված բնութագրերի համաձայն: Hielscher Ultrasonics-ի թվային արդյունահանման համակարգերը գալիս են խելացի ծրագրաշարով, ինչը հեշտացնում է ձայնային արտանետման գործընթացը ճշգրիտ սահմանելը և վերահսկելը: Տվյալների ավտոմատ ձայնագրումը գրում է ուլտրաձայնային գործընթացի բոլոր պարամետրերը, ինչպիսիք են ուլտրաձայնային էներգիան (ընդհանուր և զուտ էներգիա), ամպլիտուդը, ջերմաստիճանը, ճնշումը (երբ տեղադրված են ջերմաստիճանի և ճնշման սենսորները)՝ ներկառուցված SD քարտի վրա ամսաթիվը և ժամը դրոշմակնիքով: Սա թույլ է տալիս վերանայել յուրաքանչյուր ուլտրաձայնային մշակված լոտ: Միաժամանակ ապահովվում է վերարտադրելիություն և արտադրանքի շարունակական բարձր որակ։
Hielscher Ultrasonics’ Արդյունաբերական ուլտրաձայնային պրոցեսորները կարող են ապահովել շատ բարձր ամպլիտուդներ: Մինչև 200 մկմ ամպլիտուդները հեշտությամբ կարող են շարունակաբար աշխատել 24/7 աշխատանքի ընթացքում: Նույնիսկ ավելի բարձր ամպլիտուդների համար մատչելի են հարմարեցված ուլտրաձայնային սոնոտրոդներ: Hielscher-ի ուլտրաձայնային սարքավորումների ամրությունը թույլ է տալիս 24/7 աշխատել ծանր պարտականությունների ժամանակ և պահանջկոտ միջավայրերում:
Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման հզորությունը.
| Խմբաքանակի ծավալը | Հոսքի արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 1-ից 500 մլ | 10-ից 200 մլ / րոպե | UP100H |
| 10-ից 2000 մլ | 20-ից 400 մլ / րոպե | UP200Ht, UP400 Փ |
| 0.1-ից 20լ | 0.2-ից 4լ/րոպե | UIP2000hdT |
| 10-ից 100 լ | 2-ից 10 լ / րոպե | UIP4000hdT |
| ԱԺ | 10-ից 100 լ / րոպե | UIP16000 |
| ԱԺ | ավելի մեծ | կլաստերի UIP16000 |
Կապ մեզ հետ: / Հարցրեք մեզ:
Բարձր հզորության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ լաբորատորիա դեպի օդաչու և արդյունաբերական սանդղակ.
Գրականություն / Հղումներ
- 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.
Փաստեր, որոնք արժե իմանալ
շաքարի արտադրություն
Սախարոզա, որը նաև հայտնի է որպես սեղանի շաքար, հիմնականում արտադրվում է շաքարեղեգից և շաքարի ճակնդեղից (Beta vulgaris): Շաքարավազը, այսինքն՝ սախարոզը, արդյունահանվում է ճակնդեղից՝ օգտագործելով տաք ջուր՝ մի քանի փուլային գործընթացում, որտեղ հում շաքարի հյութը արդյունահանվում է տաք ջրով դիֆուզիոնով հակահոսքի համակարգում: Այնուհետև շաքարի հյութը խտացվում է վակուումի տակ, որին հաջորդում է ցիկլային լվացում և վերջապես չորացում:
Բերքահավաքից հետո ճակնդեղի արմատները տեղափոխվում են շաքարի վերամշակման գործարան, որտեղ ճակնդեղը լվանում են, այնուհետև մեխանիկորեն կտրատում բարակ շերտերով, այսպես կոչված, կոսետներով: Կոսետները սնվում են հակահոսանքի արդյունահանման համակարգին: Հակահոսքի համակարգը աշխատում է դիֆուզիոն եղանակով և շաքարի պարունակությունը կոսետներից դուրս է բերում տաք ջրի մեջ:
Հակահոսքի դիֆուզիոն համակարգերը երկար ռեակտորներ են կամ մի քանի մետրանոց բարձր աշտարակներ/սյուներ, որոնցում կոսետները հոսում են մեկ ուղղությամբ (վերև), մինչդեռ տաք ջուրը հոսում է հակառակ ուղղությամբ (ներքև): Ժամանակակից աշտարակների արդյունահանման գործարաններն ունեն օրական մինչև 17000 մետրիկ տոննա վերամշակման հզորություն: Հակահոսքի աշտարակում կոսետների պահպանման բնորոշ ժամանակը մոտավորապես կազմում է: 90 րոպե, մինչդեռ ջուրը մնում է ընդամենը 45 րոպե: դիֆուզորի սյունակում: Հակահոսքային հոսքի համակարգերի հիմնական առավելությունը ջրի օգտագործման կրճատումն է, երբ համեմատվում է տաք ջրի ռեակտորում շաքարի ճակնդեղի մացերացիայի հետ: Շաքարի հյութի լուծույթը, որն արտադրվում է հակահոսանքի դիֆուզիոն համակարգում, կոչվում է հում հյութ: Հում հյութի գույնը կարող է տատանվել սևից մինչև մուգ կարմիր՝ կախված դրա օքսիդացման մակարդակից:
Ծախսված կոսետները դիֆուզիոն համակարգից դուրս են գալիս միջուկի տեսքով մոտ. 95% խոնավություն, բայց ցածր սախարոզայի պարունակություն:
Խոնավ միջուկը սեղմվում է պտուտակային մամլիչով մոտ. 75% խոնավություն՝ միջուկից մնացած սախարոզա ստանալու համար:
Մնացած միջուկը չորացնում են և օգտագործվում հիմնականում որպես կենդանիների կեր։
Կարբոնատացումը կիրառվում է հում հյութից կեղտերը հեռացնելու համար, նախքան այն կարող է վերածվել շաքարի բյուրեղների: Հետեւաբար, հում հյութը խառնվում է կրաքարի տաք կաթի հետ, այսինքն՝ ջրի մեջ կալցիումի հիդրօքսիդի կասեցման հետ։ Կարբոնացիայի ընթացքում նստվածք են առաջանում այնպիսի կեղտեր, ինչպիսիք են սուլֆատները, ֆոսֆատները, ցիտրատները և օքսալատները: Նրանք նստվածք են ստանում կալցիումի աղերի և ավելի մեծ օրգանական մոլեկուլների, օրինակ՝ սպիտակուցների, պեկտինների և սապոնինների տեսքով: Բացի այդ, ալկալային pH-ի արժեքը գլյուկոզա և ֆրուկտոզա պարզ շաքարները փոխակերպում է ամինաթթվի գլուտամինի հետ միասին քիմիապես կայուն կարբոքսիլաթթուների, որոնք հետագայում կարող են հեռացվել ֆիլտրման միջոցով, քանի որ այդ մոլեկուլները կխանգարեն բյուրեղացմանը:
Գործընթացի հաջորդ քայլում ածխածնի երկօքսիդը փրփրում է ալկալային շաքարի լուծույթի միջով, որը նստեցնում է կրաքարը որպես կալցիումի կարբոնատ: Կալցիումի կարբոնատի մասնիկները կապում են որոշ կեղտեր: Ծանր մասնիկները նստում են տանկի մեջ և կարող են հեռացվել ֆիլտրման միջոցով։ Այս մաքրման և մաքրման քայլերից հետո ստացվում է այսպես կոչված բարակ հյութ։ Նիհար հյութը կարելի է մշակել սոդայի մոխրի հետ՝ pH-ի արժեքը կարգավորելու համար, ինչպես նաև ծծմբի վրա հիմնված միացությամբ՝ գունանյութը նվազեցնելու համար, որը կարող է առաջանալ մոնոսաքարիդների ջերմային տարրալուծման պատճառով:
Գոլորշիացումն օգտագործվում է բարակ հյութը խտացնելու համար՝ օգտագործելով բազմաֆունկցիոնալ գոլորշիացման համակարգեր, այնպես որ բարակ հյութը վերածվում է թանձր հյութի։ Խիտ հյութն ունի մոտ. 60% սախարոզա ըստ քաշի:
Վերջնական փուլում հաստ հյութը մշակվում է բյուրեղացնողների մեջ: Վերամշակված շաքարավազ ավելացնելով և լուծարելով՝ ստացվում է այսպես կոչված մայրական լիկյոր։ Մայր լիկյորը հետագայում խտանում է վակուումի տակ եռալով մեծ անոթների մեջ, որոնք հայտնի են որպես վակուումային թավաներ, և որպես ցանման կետեր ավելացվում են շատ նուրբ շաքարի բյուրեղներ: Այս բյուրեղները աճում են, երբ դրանց շուրջ ձևավորվում է մայրական լիկյորի շաքար: Ստացված շաքարի բյուրեղյա/օշարակի խառնուրդը կոչվում է մասեկյուիտ, ֆրանսիական տերմին, որը նշանակում է “եփած զանգված”. Massecuite-ը սնվում է ցենտրիֆուգի մեջ, որտեղ կենտրոնախույս ուժով հանվում է «High Green» օշարակը զանգվածից: Ցենտրիֆուգացիայից հետո ջուրը ցողվում է ցենտրիֆուգի մեջ՝ շաքարի բյուրեղները լվանալու համար, որն արտադրում է այսպես կոչված «Ցածր կանաչ օշարակ»: Այնուհետև ցենտրիֆուգը պտտվում է շատ մեծ արագությամբ՝ բյուրեղները մասամբ չորացնելու համար: Երբ ցենտրիֆուգը դանդաղում է, շաքարը ցենտրիֆուգի պատերից քերվում է կոնվեյերային համակարգի վրա՝ շաքարավազը տեղափոխելու պտտվող հատիկավորիչ, որտեղ այն չորանում է տաք օդով: Չոր, մաքուր շաքարի բյուրեղները պատրաստ են վաճառվելու նավթավերամշակման գործարաններին կամ սննդամթերք արտադրողներին՝ հետագա մշակման կամ օգտագործման համար: