사탕무 코스셋에서 설탕의 초음파 추출
초음파 추출은 사탕무 코셋에서 추출 된 자당의 수율을 향상시키고 추출 공정 기간을 크게 줄입니다. 초음파 처리는 추출 효율을 향상시키기 위해 현재의 역류 유동 추출 기술과 쉽게 결합 될 수있는 간단하고 안전한 기술입니다.
초음파 사탕무 코세트 추출
초음파 보조 추출은 음향 또는 초음파 캐비테이션의 작동 원리를 기반으로합니다. 초음파 로 인한 캐비테이션에 의해 생성되는 기계적 효과는 세포벽의 소노 (sono)와 중단을 일으키며, 이는 세포 내부에 포획 된 분자의 투과성을 증가시킵니다. 캐비테이션으로 발생한 액체 스트리밍 및 미세 난류는 추출 공정의 질량 전달을 개선하여 자당 및 기타 분자가 용매, 즉 물로 전달되도록합니다.
초음파 처리기 UIP4000hdT 산업용 사탕무 추출용.
- 초음파 전처리 (역류 타워 전)
- 역류 추출 중 초음파 처리
- 초음파 후 처리 (역류 타워 후)
기존의 추출 시설, 생산 목표 및 사용 가능한 공간에 따라 초음파 처리는 전처리 또는 사후 처리뿐만 아니라 역류 유동 추출 중에 쉽게 개조 될 수 있습니다.
사탕무 코스셋의 초음파 전처리
사탕무 코셋의 초음파 전처리는 공정 강화 기술입니다. 초음파 추출기는 주로 사탕무 추출에 사용되는 역류 유량 추출 타워와 쉽게 결합 할 수 있습니다. 사탕무 코셋의 짧은 초음파 처리는 카운터 전류 추출 시스템에 들어가기 전에 세포벽을 방해하고 여는 데 도움이됩니다. 초음파는 용매 (즉, 물)와 사탕무 코셋 사이의 질량 전달을 촉진하여 자당과 같은 세포 내 분자가 세포 내부에서 용매로 전달되도록합니다. 사탕무 코셋의 초음파 전처리는 역류 흐름 컬럼에서 자당 추출을 용이하게하고 가속화합니다.
사탕무 코세트 샘플의 SEM (200×)은 다른 추출 시간 동안 50 ° C에서 400W에서 초음파 처리되었습니다. A) 코스셋 추출의 역류 흐름; B) UAE 이후 10 분; C) UAE 후 20 분; D) UAE 이후 40 분 초음파 추출은 세포벽을 방해하고 세포 내 물질을 방출합니다.
(©루 외, 2013)
초음파 대 역류 추출 비교
Fu et al. (2013)는 사탕무 코세트에서 자당의 초음파 추출과 기존의 역류 유동 추출을 비교했습니다. 연구 결과는 초음파 처리가 우수한 순도의 높은 수율을 초래한다는 것을 보여주었고, 추출 시간은 70 분 (역류)에서 40 분 (초음파 처리)로 크게 감소했습니다. 초음파 보조 추출 (UAE)은 낮은 콜로이드 불순물 농도 (특히 펙틴)를 초래하고, 더 높은 자당 수율 (94.0 ±0.15 %)을 제공합니다. 고순도의 추출 된 주스 (92.6 ±0.11 %). (cf. Fu et al., 2013)
설탕 생산 시설은 이미 기존의 역류 추출 타워를 갖추고 있기 때문에, 기존의 설치와 시너지 초음파의 조합은 일반적으로 선호된다. 초음파 자당 추출을 가장 비용 및 시간 효율적인 방식으로 적용하기 위해 초음파 추출은 기존의 역류 유동 추출 전, 도중 또는 후에 상승 처리로 설치할 수 있습니다. 초음파 처리가 사탕무 세포를 방해하고 세포에서 자당을 방출함에 따라 반 전류 흐름 처리의 기간을 줄일 수 있으며 자당 수율이 향상됩니다.
- 가속 공정
- 높은 수율
- 공정 강화
- 역류 시스템을 통해 시너지 효과
- 쉬운 레트로 피팅
- 간단한 테스트
- 선형 확장 성
- 낮은 유지 보수
- 빠른 RoI
고성능 초음파 추출기
Hielscher 초음파의 추출 시스템은 식품, 식이 보조제 또는 의약품으로 사용되는 고품질 추출물의 상업적 생산을 위해 식품 및 제약 분야에서 전 세계적으로 사용됩니다. 벤치 최상위 수준에서 초음파 처리 매개 변수를 테스트하고 최적화하거나 인라인 생산을위한 완전 산업 용 초음파 추출 시스템을 설치하려는 Wether는 Hielscher 초음파에 적합한 초음파 추출 설정을 제공합니다. 작은 풋 프린트와 유연한 설치 옵션을 통해 밀집된 가공 시설에서도 레트로 피팅이 가능합니다.
Hielscher 초음파를 가진 프로세스 표준화
식품 등급 제품은 우수 제조 관행(GMP) 및 표준화된 가공 사양에 따라 생산되어야 합니다. Hielscher 초음파의 디지털 추출 시스템에는 지능형 소프트웨어가 제공되어 초음파 처리 과정을 정확하게 설정하고 제어할 수 있습니다. 자동 데이터 기록은 내장 된 SD 카드에 날짜 및 타임 스탬프와 함께 초음파 에너지 (총 및 순 에너지), 진폭, 온도, 압력 (온도 및 압력 센서가 장착 될 때)과 같은 모든 초음파 공정 매개 변수를 기록합니다. 이를 통해 초음파 처리된 각 부지를 수정할 수 있습니다. 동시에 재현성과 지속적으로 높은 제품 품질이 보장됩니다.
Hielscher 초음파’ 산업용 초음파 프로세서는 매우 높은 진폭을 제공 할 수 있습니다. 최대 200μm의 진폭은 24/7 작동시 쉽게 연속작동할 수 있습니다. 더 높은 진폭을 위해, 주문을 받아서 만들어진 초음파 sonotrodes를 유효합니다. Hielscher의 초음파 장비의 견고성은 중장비 및 까다로운 환경에서 24/7 작동을 허용합니다.
아래 표는 초음파 장비의 대략적인 처리 용량을 보여줍니다.
| 일괄 볼륨 | 유량 | 권장 장치 |
|---|---|---|
| 1 ~ 500mL | 10 ~ 200mL / min | UP100H |
| 10 ~ 2000mL | 20 ~ 400 mL / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 ~ 20L | 0.2 ~ 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 ~ 100L | 2 ~ 10L / min | UIP4000hdT |
| N.A. | 10 ~ 100L / min | UIP16000 |
| N.A. | 더 큰 | 의 클러스터 UIP16000 |
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문학 / 참고 문헌
- 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.
알만한 가치가있는 사실
설탕 생산
테이블 설탕이라고도 하는 자당은 주로 사탕수수와 사탕무(베타 벌가리스)에서 생산됩니다. 설탕, 즉, 자당은 반전류 흐름 시스템에서 뜨거운 물 확산에서 원료 설탕 주스를 추출하는 다단계 공정에서 뜨거운 물을 사용하여 사탕무에서 추출됩니다. 그 후, 설탕 주스는 진공 하에 농축된 후 순환 세척및 마침내 건조됩니다.
수확 후, 사탕무 뿌리는 사탕무를 세척 한 다음 기계적으로 얇게 썬 스트립, 소위 코스테로 절단 된 설탕 가공 공장으로 이송됩니다. 코스셋은 역류 유동 추출 시스템에 공급됩니다. 역류 시스템은 확산에 의해 작동하고 뜨거운 물에 코스셋에서 설탕 함량을 침출.
역류 확산 시스템은 코셋이 한 방향(위쪽)으로 흐르는 동안 뜨거운 물이 반대 방향(하류)으로 흐르는 수 미터의 긴 반응기 또는 높은 타워/기둥입니다. 현대식 타워 추출 플랜트는 하루에 최대 17,000미터톤의 처리 능력을 가지고 있습니다. 역류 타워의 코스셋의 일반적인 유지 시간은 약 90분이며, 물은 디퓨저 컬럼에서 45분밖에 남지 않습니다. 역류 유량 시스템의 주요 장점은 온수 반응기에서 사탕무 침식에 비해 물 사용량이 감소한다는 것입니다. 역류 확산 시스템에서 생산되는 설탕 주스 용액을 원시 주스라고합니다. 원시 주스 색상은 산화 수준에 따라 검은 색에서 진한 빨간색사이에서 다를 수 있습니다.
소비 된 코스셋은 약 95 %의 수분이 있지만 자당 함량이 낮은 펄프로 확산 시스템을 종료합니다.
습한 펄프는 약 75% 수분을 나사 프레스로 눌러 서 펄프에서 남은 자당을 회수합니다.
나머지 펄프는 건조되어 주로 동물 사료로 사용된다.
탄산은 설탕 결정에 침전되기 전에 원시 주스에서 불순물을 제거하기 위해 적용됩니다. 따라서, 원시 주스는 석회, 즉 물에 수산화 칼슘의 현탁액의 뜨거운 우유와 혼합된다. 탄산염, 인산염, 구연산염 및 옥살레이트와 같은 불순물이 침전됩니다. 그들은 칼슘 염과 더 큰 유기 분자의 형태로 침전, 예를 들어 단백질, 펙틴, 그리고 사포닌. 또한, 알칼리성 pH 값은 아미노산 글루타민과 함께 간단한 당포도당과 과당을 화학적으로 안정된 카르복실산으로 변환하여 나중에 여과를 통해 제거할 수 있는 카르복실산을 변환합니다.
다음 공정 단계에서, 이산화탄소는 알칼리성 설탕 용액을 통해 기포되어, 탄산칼슘으로서 석회를 침전시한다. 탄산 칼슘 입자는 일부 불순물을 결합합니다. 무거운 입자는 탱크에 정착하고 여과를 통해 제거 할 수 있습니다. 이러한 정제 및 세척 단계 후 소위 얇은 주스가 얻어진다. 얇은 주스는 pH 값을 조정하기 위해 소다 재로 처리 될 수 있으며, 단당류의 열 분해로 인해 발생할 수있는 착색을 줄이기 위해 유황 기반 화합물로 처리 할 수 있습니다.
증발은 얇은 주스가 두꺼운 주스로 변하도록 다중 효과 증발 시스템을 사용하여 얇은 주스를 농축하는 데 사용됩니다. 두꺼운 주스는 약 60 % 무게의 자당을 가지고 있습니다.
마지막 단계에서 두꺼운 주스는 결정화제로 처리됩니다. 재활용 설탕을 첨가하고 용해시킴으로써 소위 모성 주류가 생산됩니다. 모성 술은 진공 팬으로 알려진 큰 용기의 진공 에서 끓여서 더 농축되며 매우 미세한 설탕 결정이 파종 점으로 추가됩니다. 이 결정은 그들 주위에 어머니 주류 양식에서 설탕으로 자랍니다. 생성된 설탕 결정/시럽 혼합물을 안마사이트라고 하며, 프랑스어 용어는 위치(wich)를 의미한다. “조리 된 질량”. 매심질은 원심 분리지로 공급되며, 여기서 "높은 녹색 시럽"은 원심력에 의해 매슈에서 제거됩니다. 원심 분리 후, 물은 원심 분리기에 분무되어 설탕 결정을 씻어 내며 소위 "로우 그린 시럽"을 생성합니다. 원심분리기는 매우 빠른 속도로 회전하여 부분적으로 결정을 건조시다. 원심분리기가 느려지면 원심분리기 벽에서 컨베이어 시스템으로 설탕을 긁어 내어 설탕을 따뜻한 공기로 건조하는 회전 과립기로 운반합니다. 건조하고 깨끗한 설탕 결정은 추가 처리 또는 사용을 위해 정제소 또는 식품 제조업체에 판매 될 준비가되어 있습니다.