ლაქტოზას ულტრაბგერითი კრისტალიზაცია
- ბევრ რძის პროცესში, შრატი (რძის გაჟღენთილი) გვხვდება დიდი მოცულობით, როგორც გვერდითი პროდუქტი. შრატს აქვს ლაქტოზას მაღალი შემცველობა და უნდა განადგურდეს, რაც ძვირია და აქვს გარემოზე ზემოქმედება.
- ულტრაბგერითი ლაქტოზის აღდგენით შრატის გამონადენი შეიძლება მკვეთრად შემცირდეს, ხოლო ამოღებული ლაქტოზა არის გაყიდვადი პროდუქტი.
- ულტრაბგერითი დამუშავება ხელს უწყობს სწრაფ და ეფექტურ კრისტალიზაციას, რაც იწვევს ერთიანი ლაქტოზის კრისტალების მაღალ მოსავალს.
ლაქტოზას წარმოება
ლაქტოზა წარმოიქმნება ლაქტოზის კონცენტრირებული ხსნარისგან (მიიღება შრატისგან). კონცენტრირებული ლაქტოზას ნალექი უნდა გაცივდეს დაბალ ტემპერატურაზე კრისტალების დასალექად. ნალექების ეტაპის შემდეგ ლაქტოზის კრისტალები გამოყოფილია ცენტრიფუგირებით. ამის შემდეგ, კრისტალები აშრობენ ფხვნილად.
ლაქტოზას კრისტალიზაციის ეტაპები:
- კონცენტრაცია
- ნუკლეაცია
- კრისტალების ზრდა
- მოსავლის აღება/რეცხვა
გაუმჯობესებული ლაქტოზას კრისტალიზაცია სონიკით
ულტრაბგერა ცნობილია თავისი დადებითი ზემოქმედებით კრისტალიზაციისა და ნალექების პროცესებზე (სონოკრისტალიზაცია). Sonication აუმჯობესებს ლაქტოზას კრისტალების წარმოქმნას და ზრდას.
ლაქტოზის სონოკრისტალიზაცია ხელს უწყობს მინიმალურ დროში ლაქტოზას კრისტალების მაქსიმალური გამოსავლის მიღებას.
ბროლის კარგი ზრდა მნიშვნელოვანია ლაქტოზის ეფექტური მოსავლისა და რეცხვის უზრუნველსაყოფად (ექსტრაქცია & განწმენდა). Sonication იწვევს ლაქტოზის ზეგაჯერებას და იწყებს ლაქტოზას კრისტალების პირველადი ნუკლეაციას. გარდა ამისა, უწყვეტი ბგერითი გამოყოფა ხელს უწყობს მეორად ნუკლეაციას, რაც უზრუნველყოფს მცირე კრისტალური ზომის განაწილებას (CSD).
ლაქტოზას ულტრაბგერითი კრისტალიზაცია: ლაქტოზა კრისტალიზდება სხვადასხვა პირობებში: ულტრაბგერითი ენერგიის შეყვანა, დამატებული კარაგენანი ან შრატი (WPC) გავლენას ახდენს ლაქტოზას კრისტალების ზომაზე.
შესწავლა და სურათი: ©Sanchez-García et al., 2018.
ულტრაბგერის უპირატესობები:
- მაქსიმალური მოსავლიანობა
- პროცესის ძალიან მოკლე დრო
- ბროლის ერთიანი ზომა
- კონტროლირებადი ბროლის ზომა
- ერთიანი ბროლის ფორმა
ნარჩენებიდან ლაქტოზამდე
რძის პროდუქტების დიდი წარმოების გამო, შრატი ხშირად არის სუბპროდუქტი, რომელიც განიხილება, როგორც ნარჩენი ნარჩენი. თხევადი შრატის განადგურება ძვირადღირებულია მისი მაღალი ბიოლოგიური ჟანგბადის მოთხოვნილების (BOD) და წყლის შემცველობის გამო. როდესაც შრატიდან ლაქტოზა ამოღებულია, ნარჩენი პროდუქტი გამოიყენება დამუშავების შემდგომ ეტაპზე ლაქტოზის ფხვნილის წარმოებისთვის. ლაქტოზის აღდგენა ამცირებს შრატის BOD-ს 80%-ით მეტით, რაც ქვეპროდუქტს სასარგებლო და ეკოლოგიურად სუფთა ხდის. ულტრაბგერითი დახმარებით კრისტალიზაციის პროცესი აუმჯობესებს კრისტალების ზრდას, მოსავლიანობას და ხარისხს.
ლაქტოზა ფართოდ გამოიყენება როგორც ინგრედიენტი კვების და ფარმაცევტული ინდუსტრიაში, როგორც ნედლეული ლაქტიტოლის წარმოებისთვის ან როგორც ბაზის მასალა ბიოდეგრადირებადი პოლიესტერების მიკრობული წარმოებისთვის.
ულტრაბგერითი მოწყობილობა
Hielscher Ultrasonics გთავაზობთ ულტრაბგერით აღჭურვილობას სონოკრისტალიზაციის პროცესებისთვის – ან სერიული ზონირებისთვის, ან ულტრაბგერითი რეაქტორში შიდა დამუშავებისთვის. ყველა ჩვენი ულტრაბგერითი მოწყობილობა შექმნილია იმისთვის, რომ იმუშაოს უწყვეტად (24 სთ / 7 დღე / 365 დღე), რაც უზრუნველყოფს აღჭურვილობის მაქსიმალურ გამოყენებას. სამრეწველო ულტრაბგერითი მოწყობილობები 0,5 კვტ-დან 16 კვტ-მდე ერთეულზე შესაფერისია დიდი შრატის სუსპენზიების კომერციული დამუშავებისთვის.
სურსათის კლასის გადამუშავება
Hielscher ულტრაბგერითი სისტემები ხელმისაწვდომია სანიტარული ფიტინგებით. ულტრაბგერითი სონოტროდები (ზონდები/რქები) და რეაქტორები აღჭურვილია მარტივი გეომეტრიით მარტივი გაწმენდისთვის. ულტრაბგერითი კავიტაცია მუშაობს როგორც გამწმენდი ადგილზე (CIP). ჩვენი სონოტროდები და რეაქტორები ავტოკლავადია.
მცირე ნაკვალევის გამო, Hielscher-ის ულტრაბგერითი სისტემები ადვილად შეიძლება იყოს ინტეგრირებული ან რეტრო დაყენებული თქვენს არსებულ ობიექტში.
დაგვიკავშირდით დღეს მეტი ინფორმაციის მისაღებად! Hielscher Ultrasonics გთავაზობთ სხვადასხვა სტანდარტიზებულ და ასევე მორგებულ გადაწყვეტილებებს ულტრაბგერითი რძის და კვების პროცესებისთვის!
ლიტერატურა/ცნობარი
- დეორა, NS; Misra, NN; დესვალი, ა. მიშრა, HN; კალენი, პიჯეი; ტივარი, BK (2013): ულტრაბგერითი გაუმჯობესებული კრისტალიზაციისთვის საკვების გადამუშავებაში. Food Engineering Reviews 5/1, 2013. 36-44.
- Dincer, TD; ზისუ, ბ. Vallet, CGMR; ჯაიასენა, ვ. პალმერი, მ. Weeks, M. (2014): ლაქტოზის სონოკრისტალიზაცია წყალში. International Dairy Journal 35. 2014. 43-48.
- Kougoulos E, Marziano I, Miller PR. (2010): ლაქტოზის ნაწილაკების ინჟინერია: ულტრაბგერითი და გამხსნელის საწინააღმდეგო გავლენა კრისტალების ჩვევაზე და ნაწილაკების ზომაზე. J Cryst Growth 312 (23): 3509-20.
- მარტინი, სილვანა (2013): ცხიმების სონოკრისტალიზაცია. Springer Briefs კვების, ჯანმრთელობისა და კვების შესახებ. 2013 წელი.
- იანირა ი. სანჩეს-გარსია, კარენ ს. გარსია-ვეგა, მართა ი. ლეალ-რამოსი, ივან სალმერონი, ნესტორ გუტიერეს-მენდესი (2018): ულტრაბგერითი დახმარებით ლაქტოზის კრისტალიზაცია შრატის ცილების და κ-კარაგენანის თანდასწრებით. ულტრაბგერითი სონოქიმია, ტომი 42, 2018. 714-722.
- მაკსვინი, PLH; Fox PF (2009): გაფართოებული რძის ქიმია. ტ. 3. ლაქტოზა, წყალი, მარილები და ვიტამინები. ნიუ-იორკი: Springer Science + Business Media. 759p.
- პატელი, სრ; Murthy, ZVP (2011): პროცესის პარამეტრების ეფექტი კრისტალების ზომასა და ლაქტოზის მორფოლოგიაზე ულტრაბგერითი დახმარებით კრისტალიზაციაში. Crystal Research Technology 46/3. 2011. 243-248.
- Wong, SY; Hartel, RW (2014): კრისტალიზაცია ლაქტოზის გადამუშავებაში – Მიმოხილვა. Journal of Food Science 79/3, 2014. 257-272.
სონოკრისტალიზაციის შესახებ
როდესაც დენის ულტრაბგერა გამოიყენება კრისტალიზაციის პროცესების გამოწვევისა და გასაუმჯობესებლად, მას უწოდებენ სონოკრისტალიზაციას. სონოკრისტალიზაცია ეფუძნება გამოყენებას “აკუსტიკური ტალღები, რათა გამოიწვიონ ფიზიკურ-ქიმიური ცვლილებები მასალაში. ენერგეტიკული ულტრაბგერის ზოგიერთი გავრცელებული გამოყენება მოიცავს მის გამოყენებას ქიმიური რეაქციების გამოწვევისთვის (სონოქიმია) და კრისტალიზაციის ხელშეწყობისთვის (სონოკრისტალიზაცია). ამ ტექნიკებმა მიიპყრო რამდენიმე ინდუსტრიის ყურადღება, მათ შორის ფარმაცევტული, ქიმიური და კვების მრეწველობის, მათ მიერ შემოთავაზებული უპირატესობის გათვალისწინებით. ულტრაბგერითი ტექნიკა ეკონომიკურად მომგებიანია და შედარებით მარტივია სამრეწველო ოპერაციაში ჩართვა. ეს ტექნიკა შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც გამეორებადობის, ასევე წარმოების მოსავლიანობის გასაუმჯობესებლად; ისინი არათერმული და ეკოლოგიურად სუფთაა”. [მარტინი 2013, 4]
ნუკლეაცია და კრისტალური ზრდა
კრისტალიზაცია განისაზღვრება, როგორც წარმოქმნის პროცესი, სადაც მყარი კრისტალები გროვდება გადაჭარბებული ხსნარის, დნობის ან გაზისგან.
კრისტალიზაციის პროცესი შედგება ორი ძირითადი ეტაპისგან: ნუკლეაცია და ბროლის ზრდა.
ნუკლეაციის დროს ხსნარში გახსნილი მოლეკულები იწყებენ გროვების ფორმირებას, რომლებიც საკმარისად დიდი უნდა იყოს სტაბილურად მუშაობის პირობებში. ასეთი სტაბილური მტევანი ქმნის ბირთვს. სტაბილური ბირთვის ფორმირებისთვის კრიტიკული ზომის მიღწევის შემდეგ იწყება კრისტალების ზრდის ეტაპი.
ბროლის ზრდის ფაზაში, წარმოქმნილი ბირთვები უფრო დიდი ხდება, რადგან უფრო მეტი მოლეკულა გროვდება მტევანთან. ზრდის პროცესი დამოკიდებულია გაჯერების ხარისხზე და სხვა პარამეტრებზე, როგორიცაა ერთგვაროვანი შერევა, ტემპერატურა და ა.შ.
კლასიკური კრისტალიზაციის თეორია ეფუძნება თერმოდინამიკურ კონცეფციას, რომ იზოლირებული სისტემა აბსოლუტურად სტაბილურია, როდესაც მისი ენტროპია უცვლელია.
ფაქტები ლაქტოზის შესახებ
ლაქტოზა (რძის შაქარი) არის დისაქარიდი, რომელიც აგებულია გლუკოზისა და გალაქტოზისგან, რომლებიც დაკავშირებულია β(1→4) გლიკოზიდური კავშირით.
ქირალური ნახშირბადის არსებობის გამო, ლაქტოზა შეიძლება მოხდეს შემდეგი 2 იზომერის სახით: α- ან β-ლაქტოზა. ლაქტოზა ყველაზე ხშირად გვხვდება ჰიდრატირებული α-ლაქტოზას მონოჰიდრატის კრისტალის სახით. სხვა პოლიმორფი, უწყლო β-ლაქტოზა, ნაკლებად გავრცელებულია და ის კრისტალიზდება 93,5°C-ზე ზემოთ. α- და β-ანომერებს ძალიან განსხვავებული თვისებები აქვთ. პოლიმორფები შეიძლება გამოირჩეოდეს სპეციფიკური ბრუნვით (+89°C და +35°C α- და β-ლაქტოზასთვის, შესაბამისად) და ხსნადობით (70 და 500გ/ლ (20°C) α- და β-ლაქტოზასთვის. , შესაბამისად). [მაკსვინი და სხვ. 2009]
ეს არის რძის მთავარი ნახშირწყალი და გვხვდება 2-8 წონით კონცენტრაციით. ლაქტოზა უგემოვნოა და აქვს დაბალი სიტკბო. ლაქტოზა მოქმედებს როგორც შემამცირებელი შაქარი და ხელს უწყობს მაილარდის და სტეკერის რეაქციებს. ამრიგად, ლაქტოზა გამოიყენება საკვები პროდუქტების ფერისა და გემოს გასაუმჯობესებლად, როგორიცაა საცხობი, ნამცხვრები და საკონდიტრო ნაწარმი.
ლაქტოზა არის ფართოდ გამოყენებული საკვები დანამატი, რომელიც ფუნქციონირებს როგორც გადამზიდავი, შემავსებელი, სტაბილიზატორი და ტაბლეტების გამხსნელი საკვებსა და ფარმაცევტულ პროდუქტებში.
α-ლაქტოზა არის ყველაზე სუფთა ფორმა, რომელიც გამოიყენება ფარმაცევტულ პროდუქტებში.
ლაქტოზა არის მნიშვნელოვანი ინგრედიენტი, როდესაც საქმე ეხება გემოს, არომატს და ყავისფერ რეაქციებს.
ფორმულა: C12ჰ22ო11
IUPAC ID: β-D-გალაქტოპირანოზილ-(1→4)-D-გლუკოზა
მოლური მასა: 342,3 გ/მოლი
დნობის წერტილი: 202,8°C
სიმკვრივე: 1,53 გ/სმ3
კლასიფიკაცია: FODMAP
ხსნადი: წყალში, ეთანოლში
ბიოაქტიური ნაერთები ექსტრაქცია საჭმელი ნანო ფარმა ფიტოქიმიკატები პროცესის გაძლიერება გამხსნელის ექსტრაქცია სონოქიმია UIP2000hdT UIP4000hdT ულტრაბგერითი ულტრაბგერითი ექსტრაქცია ულტრაბგერითი ექსტრაქტორი UP400 ქ