テンサイコセットからの砂糖の超音波抽出
超音波抽出は、テンサイコセットから抽出されたスクロースの収率を高め、抽出プロセス期間を大幅に短縮します。超音波処理はシンプルで安全な技術であり、抽出効率を向上させるために電流逆流流抽出技術と容易に組み合わせることができます。
超音波テンサイコセット抽出
超音波支援抽出は、音響キャビテーションまたは超音波キャビテーションの動作原理に基づいています。超音波で誘導された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、その結果、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た液体の流れと微小乱流は、抽出プロセスの物質移動を改善し、スクロースと他の分子が溶媒、すなわち水に移動するようにします。
超音波装置 UIP4000hdT 工業用テンサイ抽出用。
- 超音波前処理(向流塔前)
- 向流抽出中の超音波処理
- 超音波後処理(向流塔後)
既存の抽出施設、生産目標および利用可能なスペースに応じて、超音波処理は、前処理または後処理として、また向流流抽出中に容易に後付けすることができる。
テンサイコセットの超音波前処理
テンサイコセットの超音波前処理は、プロセスを強化する技術です。超音波抽出器は、主にテンサイ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。テンサイコセットが向流抽出システムに入る前に短時間超音波処理すると、細胞壁を混乱させ、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、その結果、スクロースなどの細胞内分子が細胞内部から溶媒に移動する。テンサイコセットの超音波前処理は、向流フローカラムでのショ糖抽出を容易にし、加速します。
テンサイコセットサンプルのSEM(200×)は、抽出時間が異なるため、400 W、50°Cで超音波処理しました。A)コセット抽出の向流の流れ。B) UAEの後、10分間。C) UAE後20分間。D) UAEの後、40分間。超音波抽出は細胞壁を破壊し、細胞内物質を放出します。
超音波抽出と逆電流抽出の比較
Fuら(2013)は、従来の向流流抽出とテンサイコゼットからのショ糖の超音波抽出を比較しました。この研究の結果は、超音波処理が優れた純度のより高い収率をもたらし、抽出時間が70分(向流)から40分(超音波処理)に大幅に短縮されたことを示しました。超音波支援抽出(UAE)は、コロイド状不純物濃度(特にペクチン)が低くなり、ショ糖収率が高くなります(94.0±0.15%)。高純度(92.6±0.11%)の抽出されたジュース。(Fu et al., 2013参照)
砂糖生産施設にはすでに従来の向流抽出塔が装備されているため、既存の設備との相乗的な超音波処理の組み合わせが一般的に好まれます。超音波ショ糖抽出を最も費用および時間効率の良い方法で適用するために、超音波抽出は、従来の向流抽出の前、最中、または後に相乗的処理として設置することができる。超音波処理がテンサイ細胞を破壊し、細胞からスクロースを放出すると、向流処理の時間を短縮することができ、一方、ショ糖収率は向上する。
- プロセスの加速
- より高い収量
- プロセスの強化
- 向流システムによる相乗効果
- 簡単な後付け
- 簡単なテスト
- 線形スケーラビリティ
- 低メンテナンス
- 迅速なROI
高性能超音波抽出器
Hielscher Ultrasonics’ 抽出システムは、食品、栄養補助食品、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に、世界中の食品および製薬で使用されています。あなたがベンチトップレベルで超音波処理パラメータをテストし、最適化したいかどうか、またはインライン生産のための完全工業用超音波抽出システムをインストールしたいかどうか、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セットアップを持っています。小さなフットプリントと柔軟な設置オプションにより、ぎゅうぎゅう詰めの加工施設でも後付けが可能です。
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、GMP(Good Manufacturing Practices)に準拠し、標準化された加工仕様に基づいて製造する必要があります。ヒールシャー超音波’ デジタル抽出システムにはインテリジェントなソフトウェアが付属しており、超音波処理プロセスを正確に設定および制御することが容易になります。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)などのすべての超音波プロセスパラメータを、内蔵SDカードに日付と時刻のスタンプで書き込みます。これにより、超音波処理された各ロットを修正することができます。同時に、再現性と継続的な高い製品品質が保証されます。
Hielscher Ultrasonics’ 産業用超音波プロセッサは、非常に高い振幅を提供できます。最大200μmの振幅は、24/7操作で簡単に連続運転できます。さらに高い振幅のために、カスタマイズされた超音波ソノトロードが利用可能です。ヒールシャーの超音波装置の堅牢性は、ヘビーデューティと要求の厳しい環境での24 / 7操作を可能にします。
以下の表は、当社の超音波装置のおおよその処理能力を示しています。
| バッチボリューム | 流量 | 推奨デバイス |
|---|---|---|
| 1〜500mL | 10〜200mL/分 | UP100Hの |
| 10〜2000mL | 20〜400mL/分 | UP200HTの, UP400セント |
| 0.1〜20L | 0.2 から 4L/min | UIP2000hdT |
| 10〜100L | 2〜10L/分 | UIP4000hdTの |
| N.A. | 10〜100L/min | UIP16000 |
| N.A. | 大きい | クラスタ UIP16000 |
お 問い合わせ！/ お問い合わせください!
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.
知っておく価値のある事実
砂糖生産
ショ糖は、テーブルシュガーとも呼ばれ、主にサトウキビとテンサイ(Beta vulgaris)から生産されます。 砂糖、すなわちスクロースは、生の砂糖ジュースが向流流システムの温水拡散で抽出される多段階ステッププロセスで、熱水を使用してビートから抽出されます。その後、砂糖ジュースを真空下で濃縮し、繰り返し洗浄し、最後に乾燥させます。
収穫後、ビートの根は砂糖加工工場に運ばれ、そこでビートは洗浄され、次に機械的に薄くスライスされたストリップ、いわゆるコセットにカットされます。 コセットは、向流フロー抽出システムに供給されます。向流システムは拡散によって機能し、コセットからの糖分をお湯に浸出します。
向流拡散システムは、コセットが一方向(上向き)に流れ、温水が反対方向(下流)に流れる数メートルの長い原子炉または高い塔/柱です。最新のタワー抽出プラントは、1日あたり最大17,000トンの処理能力を備えています。向流塔内のコセットの一般的な保持時間は約90分ですが、ディフューザーカラム内の水はわずか45分です。向流フローシステムの主な利点は、温水反応器でのテンサイ浸軟と比較して、水の使用量が削減されることです。向流拡散システムで生成される砂糖ジュース溶液は、生ジュースと呼ばれます。生ジュースの色は、酸化レベルに応じて黒から濃い赤まで変化します。
使用済みのコセットは、約95%の水分で、スクロース含有量が少ないパルプとして拡散システムから出ます。
湿ったパルプをスクリュープレスで約75%の水分までプレスし、パルプから残っているスクロースを回収します。
残った果肉は乾燥させ、主に動物飼料として利用します。
カーボナテーションは、生ジュースが砂糖の結晶に沈殿する前に、生ジュースから不純物を取り除くために適用されます。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ます。炭化中に、硫酸塩、リン酸塩、クエン酸塩、シュウ酸塩などの不純物が沈殿します。それらは、カルシウム塩とより大きな有機分子、例えばタンパク質、ペクチン、サポニンの形で沈殿します。さらに、アルカリ性のpH値は、単糖のグルコースとフルクトース、アミノ酸のグルタミンを化学的に安定なカルボン酸に変換します。これらの分子は結晶化を妨げるため、後でろ過によって除去できます。
次のプロセスステップでは、二酸化炭素がアルカリ糖溶液を介して泡立ち、石灰が炭酸カルシウムとして沈殿します。炭酸カルシウム粒子はいくつかの不純物を結合します。重い粒子はタンクに沈殿し、ろ過によって除去することができます。これらの精製および洗浄ステップの後、いわゆる薄いジュースが得られる。薄いジュースは、ソーダ灰で処理してpH値を調整したり、硫黄ベースの化合物で処理して単糖類の熱分解によって発生する可能性のある着色を減らしたりすることができます。
蒸発は、多重効果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、薄いジュースが濃厚なジュースに変わります。濃厚な果汁は、スクロースが重量で約60%含まれています。
最後のステップでは、濃厚なジュースを晶析装置で処理します。リサイクルされた砂糖を加えて溶かすことで、いわゆる母液が作られます。母液は、真空パンと呼ばれる大きな容器で真空下で沸騰させることでさらに濃縮され、非常に細かい砂糖の結晶が播種点として追加されます。これらの結晶は、母液からの糖が周囲に形成されるにつれて成長します。得られた砂糖の結晶/シロップの混合物は、マッサージ師と呼ばれ、フランス語で「意味する」という意味です “調理された塊”.マッサージ師は遠心分離機に供給され、そこで “ハイグリーンシロップ” 遠心力によってマッサージ師から取り除かれます。遠心分離の後、水は、いわゆる “ローグリーンシロップ”.その後、遠心分離機は非常に高速で回転し、結晶を部分的に乾燥させます。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掻き集められ、砂糖は回転造粒機に運ばれ、そこで温風によって乾燥されます。乾燥したきれいな砂糖の結晶は、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。