შაქრის ულტრაბგერითი მოპოვება შაქრის ჭარხლის კასეტებისგან
ულტრაბგერითი მოპოვება აძლიერებს მოპოვებული საქაროზის მიღებას შაქრის ჭარხლის კასეტებიდან და მნიშვნელოვნად ამცირებს მოპოვების პროცესის ხანგრძლივობას. Sonication არის მარტივი და უსაფრთხო ტექნიკა, რომლის მარტივად შეიძლება შერწყმა მიმდინარე კონტრ-მიმდინარე ნაკადის ამოღების ტექნოლოგია, მოპოვების ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად.
ულტრაბგერითი შაქრის ჭარხლის კასეტების ექსტრაქცია
ულტრაბგერითი დახმარებით მოპოვება ემყარება აკუსტიკური ან ულტრაბგერითი კავიტაციის სამუშაო პრინციპს. ეს მექანიკური ეფექტები, რომლებიც წარმოიქმნება ულტრაბგერითი გამოწვეული კავიტაციით, იწვევს სონოს-პორაციას და უჯრედის კედლების მოშლას, რაც შემდგომში ზრდის უჯრედის ინტერიერში შეყვანილი მოლეკულების გამტარიანობას. კავიტაციურად გამოწვეული თხევადი ნაკადი და მიკრო ტურბულენტობა აუმჯობესებს მოპოვების პროცესის მასის გადაცემას, ისე, რომ საქაროზა და სხვა მოლეკულები გადადის გამხსნელში, ანუ წყალში.
ულტრაბგერითი ექსტრაქციის დაყენება შესაძლებელია სხვადასხვა ეტაპზე საქაროზის მოპოვების დროს:
- ულტრაბგერითი წინასწარი მკურნალობა (კონტრ-მიმდინარე კოშკის წინ)
- საწინააღმდეგო მოპოვების დროს სონიცია
- ულტრაბგერითი მკურნალობის შემდეგ (კონტრ-მიმდინარე კოშკის შემდეგ)
არსებული მოპოვების ობიექტის, წარმოების მიზნების და არსებული სივრციდან გამომდინარე, სონიკაცია შეიძლება ადვილად მოხდეს რეტრო-მოწყობილობად, როგორც წინასწარი, ან მშობიარობის შემდგომი მკურნალობის, ასევე საწინააღმდეგო ნაკადის მოპოვების დროს.
შაქრის ჭარხლის კასეტების ულტრაბგერითი წინასწარი მკურნალობა
შაქრის ჭარხლის კასეტების ულტრაბგერითი წინასწარი მკურნალობა არის პროცესის ინტენსიური ტექნიკა. ულტრაბგერითი ექსტრაქტორები მარტივად შეიძლება გაერთიანდეს კონტრ-ნაკადის მოპოვების კოშკებთან, რომლებიც ძირითადად გამოიყენება შაქრის ჭარხლის მოპოვებისთვის. შაქრის ჭარხლის კასეტების მოკლე სონიკაცია, სანამ ისინი შემოვა კონტრ-დენის მოპოვების სისტემაში, ხელს შეუწყობს უჯრედის კედლების გაშლას და გახსნას. ულტრაბგერითი მოქმედება ხელს უწყობს მასის გადაცემას გამხსნელში (ე.ი. წყალში) და ჭარხლის კასეტებს შორის, ისე, რომ უჯრედული მოლეკულები, როგორიცაა საქაროზა, უჯრედის ინტერიერიდან გამხსნელში გადადის. შაქრის ჭარხლის კასეტების ულტრაბგერითი წინასწარი მკურნალობა ხელს უწყობს და აჩქარებს საქაროზის მოპოვებას კონტრ დინების ნაკადის სვეტში.
SEM (200 ×) შაქრის ჭარხლის კასეტების ნიმუშები, რომლებიც დგება 400 W- ზე 50 ° C- ზე, სხვადასხვა მოპოვების დროს. ა) კასეტების მოპოვების საწინააღმდეგო ნაკადი; ბ) UAE– ს შემდეგ 10 წთ; გ) არაბეთის გაერთიანებული სამეფოს შემდეგ 20 წთ; დ) UAE- ს შემდეგ 40 წთ. ულტრაბგერითი მოპოვება არღვევს უჯრედის კედლებს და ათავისუფლებს უჯრედშორისი მასალას.
სურათის წყარო: Fu et al., 2013 წ
ულტრაბგერითი პროცესორი UIP4000hdT (4 კვტ)
ულტრაბგერითი და კონტრ-მიმდინარე ექსტრაქციის შედარება
ფუ და სხვ. (2013 წ.) შეადარა ტრადიციულ კონტრ მიმდინარე ნაკადის მოპოვებას შაქრის ჭარხლის კასეტადან საქაროზის ულტრაბგერითი მოპოვებით. კვლევის შედეგებმა აჩვენა, რომ სონიკაციამ შედეგი გამოიღო უმაღლესი სიწმინდის მაღალი მოსავლიანობით, ხოლო მოპოვების დრო მნიშვნელოვნად შემცირდა 70 წუთიდან. (საწინააღმდეგო) 40 წთ-მდე. (სონიზაცია). ულტრაბგერითი დახმარებით მოპოვება (UAE) იწვევს კოლოიდური მინარევების უფრო დაბალ კონცენტრაციას (განსაკუთრებით პექტინები) და იძლევა უფრო მაღალი საქაროზის მოსავალს (94.0 ± 0.15%). მაღალი სიწმინდის მოპოვებული წვენი (92.6 ± 0.11%). (შდრ. ფუ და სხვ., 2013)
გამომდინარე იქიდან, რომ შაქრის წარმოების ობიექტები უკვე აღჭურვილია კონტრასტული მოპოვების კოშკებით, სინერგეტიკური სონიკაციის ერთობლიობა არსებულ ინსტაგრამთან. ულტრაბგერითი საქაროზის ექსტრაქცია ყველაზე ხარჯვისა და დროულად გამოყენების მიზნით, ულტრაბგერითი ექსტრაქციის დაყენება შესაძლებელია როგორც სინერგიული მკურნალობის დროს, კონტრ-მიმდინარე ნაკადის ექსტრაქციის მიღებამდე, დროს ან მის შემდეგ. რადგან დონაცია აფერხებს შაქრის ჭარხლის უჯრედებს და საქაროზას ათავისუფლებს უჯრედებიდან, კონტრ დინების საწინააღმდეგო მკურნალობის ხანგრძლივობა შეიძლება შემცირდეს, ხოლო საქაროზის მოსავლიანობა გაუმჯობესებულია.
- დაჩქარებული პროცესი
- უმაღლესი შემოსავალი
- პროცესის ინტენსიფიკაცია
- სინერგიული ეფექტები W / countercurrent სისტემები
- მარტივი რეტრო იარაღი
- მარტივი ტესტირება
- წრფივი scalability
- დაბალი მოვლა
- სწრაფი ROI
მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ექსტრაქტები
Hielscher ულტრაბგერითი ექსტრაქციის სისტემები გამოიყენება მთელ მსოფლიოში საკვები და ფარმაში, მაღალი ხარისხის ექსტრაქტების კომერციული წარმოებისთვის, რომელიც გამოიყენება როგორც საკვები პროდუქტები, დიეტური დანამატები ან ფარმაცევტული საშუალებები. თუ გსურთ გქონდეთ ულტრაბგერითი დამუშავების პარამეტრების ტესტირება და ოპტიმიზაცია საყრდენ-დონის დონეზე, ან დააინსტალირეთ ინდუსტრიული ულტრაბგერითი ექსტრაქციის სისტემა ინდუსტრიული წარმოებისთვის, Hielscher Ultrasonics– ს აქვს თქვენთვის შესაფერისი ულტრაბგერითი მოპოვების კონფიგურაცია. მცირე ზომის ფეხის ბეჭდვითი და მოქნილი ინსტალაციის პარამეტრები საშუალებას იძლევა რეტრო მოპირკეთებაც კი დამსხვრეულ დამუშავების ობიექტში.
პროცესის სტანდარტიზაცია Hielscher ულტრაბგერითთან
საკვები პროდუქტების წარმოება უნდა განხორციელდეს კარგი წარმოების პრაქტიკის (GMP) შესაბამისად და დამუშავებული სტანდარტიზებული მახასიათებლების შესაბამისად. Hielscher Ultrasonics- ის ციფრული მოპოვების სისტემები გვხვდება ინტელექტუალური პროგრამული უზრუნველყოფით, რაც უადვილებს სონიზაციის პროცესის დაყენებას და კონტროლს. მონაცემთა ავტომატური ჩაწერა წერს ულტრაბგერითი პროცესის ყველა პარამეტრს, როგორიცაა ულტრაბგერითი ენერგია (მთლიანი და წმინდა ენერგია), ამპლიტუდა, ტემპერატურა, წნევა (როდესაც დამცავი და წნევის სენსორები დამონტაჟებულია) ჩაშენებულ SD- ბარათზე თარიღისა და დროის ბეჭდით. ეს საშუალებას გაძლევთ გადახედოთ თითოეული ულტრაბგერითი დამუშავებული ლოტის შესახებ. ამავე დროს, უზრუნველყოფილია რეპროდუქცია და მუდმივად მაღალი ხარისხის პროდუქტი.
Hielscher Ultrasonics’ სამრეწველო ულტრაბგერითი პროცესორები შეიძლება მიწოდება ძალიან მაღალი amplitudes. 200 მიკროგრამის გაფართოება ადვილად იმოქმედებს 24/7 ოპერაციაში. კიდევ უფრო მაღალია ამპლიტუდის, მორგებული ულტრაბგერითი sonotrodes ხელმისაწვდომია. Hielscher- ის ულტრაბგერითი აპარატის სიმტკიცე საშუალებას იძლევა 24/7 ოპერაციისთვის მძიმე მოვალეობა და მოთხოვნისთვის გარემოში.
ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გაძლევთ ჩვენს ულტრასონისტების სავარაუდო დამუშავების შესაძლებლობებს:
| Batch მოცულობა | დინების სიჩქარე | რეკომენდირებული მოწყობილობები |
|---|---|---|
| 1-დან 500 მლ-მდე | 10 დან 200 მლ / წთ | UP100H |
| 10 დან 2000 მლ | 20 დან 400 მლ / წთ | Uf200 ः t, UP400St |
| 01-დან 20 ლ-მდე | 02-დან 4 ლ / წთ | UIP2000hdT |
| 10-დან 100 ლ | 2-დან 10 ლ / წთ | UIP4000hdT |
| na | 10-დან 100 ლ / წთ | UIP16000 |
| na | უფრო დიდი | კასეტური UIP16000 |
დაგვიკავშირდით! / გვკითხე ჩვენ!
ულტრაბგერითი ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორიდან ლაბორატორია to პილოტი და სამრეწველო მასშტაბი.
ლიტერატურა / ცნობები
- 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.
ფაქტები Worth Knowing
შაქრის წარმოება
საქაროზა, რომელსაც ასევე სუფრის შაქარსაც უწოდებენ, ძირითადად წარმოიქმნება შაქრის ლერწმისა და შაქრის ჭარხლისგან (Beta vulgaris). შაქარი, ანუ საქაროზა, ამოღებულია ჭარხლისგან, ცხელი წყლის გამოყენებით მრავალსაფეხურიანი ნაბიჯის პროცესში, სადაც ნედლი შაქრის წვენი მიიღება ცხელი წყლის დიფუზიაში, კონტრასტული ნაკადის სისტემაში. ამის შემდეგ შაქრის წვენი კონცენტრირდება ვაკუუმის ქვეშ, რასაც მოჰყვა ციკლური სარეცხი და ბოლოს გაშრობა.
მოსავლის აღების შემდეგ, ჭარხლის ფესვები გადააქვთ შაქრის გადამამუშავებელ ქარხანაში, სადაც ჭარხალი გარეცხილია და შემდეგ მექანიკურად დაჭრილი ზოლებიან ზოლებზე, ე.წ კასეტებად. კასეტები გადაადგილდება ნაკადის საწინააღმდეგო ნაკადის ამოღების სისტემაში. საწინააღმდეგო სისტემა მუშაობს დიფუზიით და გამოყოფს შაქრის შემცველ კაზეტებს ცხელ წყალში.
საწინააღმდეგო დიფუზიის სისტემები გრძელი რეაქტორები ან რამდენიმე მეტრზე მაღალი კოშკი / სვეტია, რომლებშიც კასეტები მიედინება ერთი მიმართულებით (ზემოთ), ხოლო ცხელი წყალი მიედინება საპირისპირო მიმართულებით (ქვემო დინებაში). კოშკის მოპოვების თანამედროვე მცენარეებს აქვთ დამუშავების უნარი 17,000 მეტრი ტონამდე დღეში. კონტრშეტევის კოშკში კასეტების ტიპიური შენარჩუნების დროა დაახლოებით. 90 წთ., ხოლო წყალი მხოლოდ 45 წთ რჩება. დიფუზორის სვეტში. საწინააღმდეგო ნაკადის სისტემების მთავარი უპირატესობა არის შემცირებული წყლის მოხმარება, როდესაც შედარებულია ცხელი წყლის რეაქტორში შაქრის ჭარხლის მაცერაციასთან. შაქრის წვენის ხსნარს, რომელიც წარმოიქმნება კონტრ-დუგის საწინააღმდეგო დიფუზიურ სისტემაში, უწოდებენ უმი წვენს. ნედლეულის წვენის ფერი შეიძლება განსხვავდებოდეს შავიდან მუქი წითელიდან, მისი ჟანგვის დონის მიხედვით.
დახარჯული კასეტა გამოდის დიფუზიის სისტემით, რბილობიდან დაახლოებით. 95% ტენიანობა, მაგრამ საქაროზის დაბალი შემცველობა.
ტენიანი რბილობი დაჭერით ხრახნიანი პრესით დაახლოებით. 75% ტენიანობა, რბილობიდან დარჩენილი საქაროზა რომ დაიბრუნოს.
დარჩენილი რბილობი ხმელია და ძირითადად გამოიყენება ცხოველების საკვებად.
კარბონატაცია გამოიყენება ნედლეულის წვენისგან მინარევების მოსაშორებლად, სანამ იგი შაქრიან კრისტალებზე დაგროვდება. აქედან გამომდინარე, უმი წვენი შერეულია კირის ცხელი რძით, ანუ წყალში კალციუმის ჰიდროქსიდის შეჩერებით. კარბონაციის დროს, მინარევები, როგორიცაა სულფატები, ფოსფატები, ციტრატი და ოქსალატები ნალექდება. ისინი დააზარალებენ კალციუმის მარილებისა და უფრო დიდი ორგანული მოლეკულების სახით, მაგ., ცილები, პექტინები და საპონინები. გარდა ამისა, ტუტე pH- ის მარტივ შაქარს გლუკოზასა და ფრუქტოზას გარდაქმნის ამინომჟავა გლუტამინთან ერთად, ქიმიურად სტაბილურ კარბოქსილის მჟავებად, რომელთა ამოღება მოგვიანებით ხდება ფილტრაციის საშუალებით, რადგან ეს მოლეკულები ხელს უშლის კრისტალიზაციას.
შემდეგ პროცესის ეტაპზე, ნახშირორჟანგი იბანება ტუტე შაქრის ხსნარით და ადიდებს კირს, როგორც კალციუმის კარბონატს. კალციუმის კარბონატის ნაწილაკები აკავებს გარკვეულ მინარევებს. მძიმე ნაწილაკები ავზში ხვდებიან და მისი ამოღება ხდება ფილტრაციის საშუალებით. ამ გამწმენდისა და დასუფთავების ნაბიჯების შემდეგ მიიღება ე.წ თხელი წვენი. თხელი წვენი შეიძლება მკურნალობდეს სოდა ნაცარით, pH- ის მნიშვნელობის შესასრულებლად, აგრეთვე გოგირდის დაფუძნებული ნაერთთან, შეამციროს შეღებვა, რომელიც შეიძლება მოხდეს მონოსაქარიდების თერმული დაშლის გამო.
აორთქლება გამოიყენება თხელი წვენის კონცენტრირებისთვის, მრავალჯერადი ეფექტის აორთქლების სისტემების გამოყენებით, ისე, რომ თხელი წვენი გადაიქცევა სქელ წვენად. სქელ წვენს აქვს დაახლოებით. 60% საქაროზა წონის მიხედვით.
ბოლო ეტაპზე სქელი წვენი მკურნალობს კრისტალიზატორებში. გადამუშავებული შაქრის დამატებით და დაშლით, იწარმოება ე.წ. დედა ლიქიორი. დედამიწის ლიქიორი კიდევ უფრო კონცენტრირდება ვაკუუმის ქვეშ დიდი ზომის ჭურჭელში დუღილის შედეგად, რომელიც ცნობილია როგორც ვაკუუმის ტაფები, და ძალიან კარგი შაქრის ბროლი ემატება სათესლე წერტილებს. ეს კრისტალები იზრდება, როგორც მათ გარშემო დედის ლიქიორიდან მიღებული შაქარი. შედეგად მიღებული შაქრის ბროლის / სიროფის ნარევი ეწოდება მასეჟუიტს, ფრანგული ტერმინი ნიშნავს “მოხარშული მასა”. მასისტიტი იკვებება ცენტრიფუგის ცენტრში, სადაც "მაღალი მწვანე სიროფი" ამოიღება მასისტიდან ცენტრიდანული ძალით. ცენტრიფუგაციის შემდეგ, წყალი შეჰყავთ ცენტრიდანგაში, შაქრის კრისტალების გასაშრობად, რომელიც წარმოქმნის ე.წ. "დაბალი მწვანე სიროფს". შემდეგ ცენტრიფუგა ტრიალებს ძალიან დიდი სიჩქარით, რათა ნაწილობრივ გაშრეს კრისტალები. როდესაც ცენტრიფუგა შენელდება, შაქარი გადაეცემა ცენტრიდანული კედლებისგან, კონვეიერის სისტემაზე გადაიტანეთ, რომ შაქარი გადაადგილდეს ბრუნვის გრანულატორში, სადაც ის ხმება თბილი ჰაერით. მშრალი, სუფთა შაქრის კრისტალები მზადაა გასაყიდად გადამამუშავებელი ქარხნების ან საკვების მწარმოებლებისთვის, შემდგომი დამუშავების ან გამოყენებისთვის.