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:
(©Fu 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’ extraction systems are used worldwide in food and pharma for the commercial production of high quality extracts used as food products, dietary supplements or pharmaceuticals. Wether you want to test and optimise ultrasonic processing parameters on bench-top level or install a fully-industrial ultrasonic extraction system for inline production, Hielscher Ultrasonics has the suitable ultrasonic extraction setup for you. A small foot print and flexible installation options allow for retro-fitting even in a crammed processing facility.
Գործընթացների ստանդարտացում Hielscher Ultrasonics-ի հետ
Սննդի որակի արտադրանքը պետք է արտադրվի լավ արտադրական պրակտիկայի (GMP) և ստանդարտացված մշակման սպեցիֆիկացիաների համաձայն: Hielscher Ultrasonics’ Թվային արդյունահանման համակարգերը գալիս են ինտելեկտուալ ծրագրակազմով, որը հեշտացնում է ուլտրաձայնային գործընթացի ճշգրիտ կարգավորումը և կառավարումը: Ավտոմատ տվյալների գրանցումը գրանցում է բոլոր ուլտրաձայնային գործընթացի պարամետրերը, ինչպիսիք են ուլտրաձայնային էներգիան (ընդհանուր և զուտ էներգիա), ամպլիտուդը, ջերմաստիճանը, ճնշումը (երբ տեղադրված են ջերմաստիճանի և ճնշման սենսորներ)՝ ներկառուցված SD քարտի վրա ամսաթվի և ժամանակի դրոշմանիշով: Սա թույլ է տալիս վերանայել ուլտրաձայնային մշակված յուրաքանչյուր խմբաքանակ: Միևնույն ժամանակ, ապահովվում է վերարտադրելիություն և անընդհատ բարձր արտադրանքի 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.
- Hedayati K., Emadi B., Khojastehpour M., Beyraghi Toosi Sh. (2014): The Effect Of Ultrasonic Waves On Sugar Extraction And Mechanical Properties Of Sugar Beet. Journal of Agricultural Machinery Volume 3, Issue 2, 2014. 144-153.
- 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”. The massecuite is fed into a centrifuge, where the “High Green syrup” is removed from the massecuite by centrifugal force. After a centrifucagtion, water is then sprayed into the centrifuge to wash the sugar crystals, which produces a so-called “Low Green syrup”. The centrifuge then spins at very high speeds to partially dry the crystals. When the centrifuge slows down, the sugar is scraped from centrifuge walls onto a conveyer system to transport the sugar into a rotation granulator where it is dried by warm air. The dry, clean sugar crystals are ready to be sold to refineries or food manufacturers for further treatment or use.