サトウキビコセットからの糖の超音波抽出
超音波抽出は、サトウキビコセットから抽出されたスクロースの収率を高め、抽出プロセスの持続時間を大幅に短縮します。超音波処理は、抽出効率を向上させるために、現在の逆電流流量抽出技術と簡単に組み合わせることができる、シンプルで安全な技術です。
超音波サトウキビコゼット抽出
超音波支援抽出は、音響または超音波キャビテーションの作業原理に基づいています。超音波誘導キャビテーションによって生成される機械的効果は、細胞壁のソノポレーションおよび破壊を引き起こし、その後、細胞内部に閉じ込められた分子の透過性を増加させる。キャビテーションによって引き起こされる液体流れおよびマイクロ乱流は抽出プロセスの物質移動を改善し、スクロースおよび他の分子が溶媒、すなわち水に移される。
超音波抽出は、ショ糖抽出中に様々なステップでインストールすることができます。
- 超音波前処理(逆流塔前)
- 逆流抽出時の超音波処理
- 超音波後処理(逆流塔後)
既存の抽出施設、生産目標および使用可能なスペースに応じて、超音波処理は、前後流量抽出中だけでなく、前処理または後処理として簡単にレトロフィットすることができます。
サトウキビコセットの超音波前処理
サトウキビコセットの超音波前処理は、プロセス強化技術です。超音波抽出器は、主にサトウキビ抽出に使用される逆流流抽出塔と簡単に組み合わせることができます。彼らは反電流抽出システムに入る前にサトウキビのコセットの短い超音波処理は、細胞壁を破壊し、開くのに役立ちます。超音波処理は、溶媒(すなわち、水)とビートコセットとの間の物質移動を促進し、スクロースなどの細胞内分子が細胞内部から溶媒に移るようにする。サトウキビコセットの超音波前処理は、逆流フローカラムにおけるスクロース抽出を促進し、促進します。
SEM(200×)のサトウキビコゼットサンプルは、異なる抽出時間のために50°Cで400 Wで超音波処理しました。A)コセト抽出の逆流流;B)10分間のアラブ首長国連邦の後。C)20分間のUAEの後。D)40分間のUAEの後超音波抽出は、細胞壁を破壊し、細胞内物質を放出する。
画像ソース: Fuら., 2013
超音波プロセッサ UIP4000hdT (4kW)
超音波と対流量抽出の比較
Fu et al. (2013) 従来の逆流流量抽出と、サトウキビコゼットからのショ糖の超音波抽出を比較した。研究の結果は、超音波処理が優れた純度のより高い収率をもたらしたことを示し、抽出時間は70分(逆流)から40分(超音波処理)に有意に減少した。超音波補助抽出(UAE)は、より低いコロイド不純物濃度(特にペクチン)をもたらし、より高いショ糖収率(94.0±0.15%)を与える。高純度の抽出ジュース(92.6±0.11%)。(cf. Fuら., 2013)
砂糖生産設備は、従来の逆流抽出塔を既に装備しているので、既存のインストールとの相乗的な超音波処理の組み合わせは、一般的に好まれます。最もコスト効率と時間効率の高い方法で超音波スクロース抽出を適用するために、超音波抽出は、従来の逆流量抽出の前、中、または後に相乗的な処理としてインストールすることができます。超音波処理は、サトウキビ細胞を破壊し、細胞からスクロースを放出するので、スクロースの収率が高まる間、反流流処理の持続時間を短縮することができます。
- 加速プロセス
- 高い利回り
- プロセス強化
- 逆流システムとの相乗効果
- 簡単なレトロフィット
- 簡単なテスト
- リニアなスケーラビリティ
- 低メンテナンス
- 高速RoI
高性能超音波エキストラクター
ヒールシャー超音波の抽出システムは、食品、栄養補助食品や医薬品として使用される高品質の抽出物の商業生産のための食品や製薬で世界的に使用されています。あなたがテストし、ベンチトップレベルで超音波処理パラメータを最適化したり、インライン生産のための完全工業的超音波抽出システムをインストールしたいウェザー、ヒールシャー超音波はあなたのための適切な超音波抽出設定を持っています。小さなフットプリントと柔軟なインストールオプションは、詰め込まれた加工施設でもレトロフィットを可能にします。
ヒールシャー超音波によるプロセス標準化
食品グレードの製品は、グッドマニュファクチャリングプラクティス(GMP)に従い、標準化された加工仕様の下で製造する必要があります。ヒールシャー超音波のデジタル抽出システムは、それが設定し、正確に超音波処理プロセスを制御することが容易になり、インテリジェントなソフトウェアが付属しています。自動データ記録は、超音波エネルギー(総エネルギーと正味エネルギー)、振幅、温度、圧力(温度センサーと圧力センサーが取り付けられている場合)などの超音波プロセスパラメータを、内蔵のSDカードに日付とタイムスタンプを書き込みます。これにより、超音波処理ロットを改訂することができます。同時に、再現性と継続的に高い品質が保証されます。
ヒールシャー超音波’ 産業超音波プロセッサは非常に高い振幅を提供することができます。200μmまでの振幅は24/7操作で容易に連続的に動くことができる。さらに高い振幅のために、カスタマイズされた超音波ソトローデが利用可能です。ヒールシャーの超音波装置の強さは頑丈で、要求の厳しい環境で24/7操作を可能にする。
下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます：
| バッチ容量 | 流量 | 推奨デバイス |
|---|---|---|
| 500mLの1〜 | 200mL /分で10 | UP100H |
| 2000mlの10〜 | 20 400mLの/分 | Uf200ःトン、 UP400St |
| 00.1 20Lへ | 04L /分の0.2 | UIP2000hdT |
| 100Lへ10 | 10L /分で2 | UIP4000hdT |
| N.A。 | 10 100L /分 | UIP16000 |
| N.A。 | 大きな | のクラスタ UIP16000 |
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文献 / 参考文献
- 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.
知る価値のある事実
砂糖生産
テーブルシュガーとも呼ばれるスクロースは、主にサトウキビやサトウキビ(ベータ・スガルガリス)から生産されています。 砂糖、すなわち、ショ糖は、多段階工程工程工程において温水を用いてビートから抽出され、そこで生糖汁が逆流流系の温水拡散で抽出される。その後、砂糖ジュースを真空下で濃縮し、続いて循環洗浄を行い、最終的に乾燥させます。
収穫後、ビートの根は砂糖処理プラントに運ばれ、そこでビートを洗浄し、機械的に薄くスライスしたストリップ、いわゆるコセットに切断されます。 コセッテは逆電流流量抽出システムに供給される。逆流系は拡散によって働き、コセットから熱湯に糖度を浸出する。
逆流拡散システムは、コセットが一方向(上方)に流れ、熱水が反対方向(下流)に流れる数メートルの長い原子炉または高い塔/柱である。現代のタワー抽出プラントは、1日あたり最大17,000メートルトンの処理能力を持っています。逆流塔のコセットの典型的な保持時間は約90分ですが、水はディフューザーカラムにわずか45分残っています。逆流流システムの主な利点は、温水炉内のサトウキビの浸熱と比較した場合の水使用量の削減です。逆流拡散系で製造される糖汁溶液を生ジュースと呼んでいます。生のジュースの色は、その酸化レベルに応じて黒から濃い赤の間で変化することができます。
使用済みコセッテは、約95%の水分を含むが低いショ糖含有量を有するパルプとして拡散システムを終了する。
湿ったパルプはスクリュープレスで押し込んで約75%の水分を加え、パルプから残りのショ糖を回収します。
残りのパルプは乾燥し、主に動物飼料として使用される。
炭化は、生ジュースから不純物を除去するために適用され、砂糖結晶に沈殿する前に行われます。したがって、生ジュースは、ライムのホットミルク、すなわち水中の水酸化カルシウムの懸濁液と混合される。炭酸化の間、硫酸塩、リン酸塩、クエン酸塩およびシュウ酸塩などの不純物が沈殿する。それらはカルシウム塩およびより大きい有機分子(例えばタンパク質、ペクチン、サポニン)の形で沈殿する。さらに、アルカリpH値は、単純な糖グルコースとフルクトースをアミノ酸グルタミンと共に、化学的に安定なカルボン酸に変換し、それらの分子が結晶化を妨げるため、後で濾過によって除去することができる。
以下のプロセス工程において、二酸化炭素はアルカリ性糖溶液を通して泡立ち、炭酸カルシウムとして石灰を沈殿させる。炭酸カルシウム粒子は、いくつかの不純物を結合する。重い粒子はタンクに落ち着き、ろ過によって取除くことができる。これらの精製及び洗浄工程の後に、いわゆる薄い果汁が得られる。薄いジュースは、単糖類の熱分解のために発生する可能性があり、着色を減らすために、pH値を調整するためにソーダ灰で処理される可能性があります。
蒸発は、薄いジュースが厚いジュースに変わるように、多重効果の蒸発システムを使用して薄いジュースを濃縮するために使用されます。濃いジュースは約60%のスクロースを重量で持っています。
最後のステップでは、厚いジュースは結晶化剤で処理されます。リサイクルされた砂糖を加えて溶解することで、いわゆる母酒が生産される。母液は、真空鍋と呼ばれる大きな容器の真空下で沸騰させることでさらに濃縮され、非常に細かい砂糖結晶が播種点として添加される。これらの結晶は、母親の酒から砂糖が彼らの周りに形成されるように成長します。得られた糖結晶/シロップ混合物は、マッセキュイトと呼ばれ、フランス語の用語ウィッチ手段 “調理された質量”.マッセキュイトは遠心分離機に供給され、そこで「ハイグリーンシロップ」は遠心力によってマッセキュイトから取り除かれます。遠心分離後、水を遠心分離機に噴霧して糖結晶を洗浄し、いわゆる「低緑のシロップ」を生成します。遠心分離機は、結晶を部分的に乾燥させるために非常に高速で回転します。遠心分離機が減速すると、砂糖は遠心分離機の壁からコンベアシステムに削り取られ、砂糖を回転造粒器に輸送し、暖かい空気で乾燥させます。乾燥したきれいな砂糖結晶は、さらなる処理や使用のために製油所や食品メーカーに販売する準備ができています。