초음파 유당 결정화

  • 많은 낙농 과정에서 유장 (우유 투과 물)은 부산물로서 대량으로 발생합니다. 유청은 유당 함량이 높고 폐기되어야하며, 이는 값 비싸고 환경에 영향을 미칩니다.
  • 초음파로 유당을 회수하면 유장 유출 물을 크게 줄일 수 있으며 회수 유당은 시장성이있는 제품입니다.
  • Ultrasonication은 빠르고 효율적인 결정화를 촉진하여 균일 한 유당 결정을 높은 수율로 얻습니다.

유당 제조

유당은 유청 (유청에서 얻은)의 농축 용액에서 생산됩니다. 농축 유당 슬러리는 결정을 침전시키기 위해 저온으로 냉각되어야한다. 침전 단계 후에, 유당 결정은 원심 분리에 의해 분리된다. 그 후에, 결정은 분말로 건조된다.
락토스 결정화 단계 :

  • 집중
  • 핵 생성
  • 결정 성장
  • 수확 / 세탁

초음파로 락토스 결정화 개선

초음파는 결정화 및 강수 공정 (소노 결정)에 긍정적 인 영향을 미치는 것으로 잘 알려져 있습니다. 초음파 처리는 유당 결정의 형성과 성장을 향상시킵니다.
유당의 결정화는 최소 시간에 유당 결정의 최대 생산량을 얻는 데 도움이됩니다.
효율적인 결정 성장은 락토오스의 효율적인 수확 및 세척을 보장하기에 충분하다 (추출 & 정화). 초음파 처리는 유당의 과포화를 일으키고 유당 결정의 일차 핵 생성을 시작합니다. 또한, 연속적인 초음파 처리는 2 차 핵 생성에 기여하며, 이는 작은 결정 크기 분포 (CSD)를 보장한다.

초음파의 장점 :

  • 최대 생산량
  • 매우 짧은 공정 시간
  • 균일 한 결정 크기
  • 제어 가능한 결정 크기
  • 균일 한 결정 형상

폐수에서 유당까지

대형 유제품 생산으로 인해 유청은 종종 폐기물 유출 물로 취급되는 부산물입니다. 액체 유청의 처분은 높은 생물학적 산소 요구량 (BOD)과 수분 함량 때문에 비용 집약적입니다. 락토오스가 유장으로부터 회수 될 때, 폐기물 생성물은 유당 분말을 생산하기위한 후 처리 단계에서 이용된다. 유당 회수율은 유청의 BOD를 80 % 이상 감소시켜 부산물을 유용하고 환경 친화적으로 만듭니다. 초음파 보조 결정화 공정은 결정 성장, 수율 및 품질을 향상시킵니다.
락토오스는 식품 및 제약 산업의 원료, 락 티톨 생산 원료 또는 생분해 성 폴리 에스테르의 미생물 생산을위한 기초 물질로 광범위하게 사용됩니다.

초음파 장비

Hielscher Ultrasonics는 초음파 결정화 공정을위한 초음파 장비를 제공합니다. – 회분식 초음파 처리 또는 초음파 반응기에서의 인라인 처리를위한 것이다. 모든 초음파 장비는 지속적으로 (24 시간 / 7 일 / 365 일) 작동하도록 설계되어 장비의 최대 활용도를 보장합니다. 단위당 0.5kW에서 최대 16kW의 산업용 초음파 장치는 대형 유청재 현탁액의 상업적 가공에 적합합니다.

식품 급 가공

Hielscher 초음파 시스템은 위생 용 피팅을 사용할 수 있습니다. 초음파 sonotrodes (프로브 / 경적) 및 원자로는 쉽게 청소를위한 간단한 형상을 갖추고 있습니다. 초음파 캐비테이션은 CIP (Cleaner-in-Place)로 작동합니다. 우리 sonotrodes 및 원자로 autoclavable 있습니다.
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초음파 처리에 의한 락토스 결정화

유당 분자

문학 / 참고 문헌

  • Deora, NS; Misra, NN; Deswal, A .; 미 슈라, HN; Cullen, PJ; Tiwari, BK (2013) : 식품 가공에서 향상된 결정화를위한 초음파. 식품 공학 리뷰 2013 년 5 월 1 일. 36-44.
  • Dincer, TD; Zisu, B .; Vallet, CGMR; Jayasena, V .; Palmer, M .; Weeks, M. (2014) : 수계에서 유당의 결정화. International Dairy Journal 35. 2014. 43-48.
  • Kougoulos E, Marziano I, Miller PR. (2010) : 유당 입자 공학 : 결정 습관 및 입자 크기에 대한 초음파 및 반 용매의 영향. J Cryst Growth 312 (23) : 3509-20.
  • Martini, Silvana (2013) : 지방의 Sonocrystallization. 식량, 건강 및 영양에 대한 스프링 거 브리프. 2013.
  • McSweeney, PLH; 폭스 PF (2009) : 고급 낙농 화학. Vol. 3. 유당, 물, 소금 및 비타민. 뉴욕 : Springer Science + Business Media. 759p.
  • 파텔, SR; Murthy, ZVP (2011) : 초음파 보조 결정화에서 유당의 결정 크기와 형태에 대한 공정 매개 변수의 영향. 크리스탈 리서치 기술 46/3. 2011. 243-248.
  • Wong, SY; Hartel, RW (2014) : 락토스 정제에서의 결정화 – 검토. Journal of Food Science 79/3, 2014. 257-272.

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관련 게시물

Sonocrystallization에 대하여

결정 초음파를 이용하여 결정화 과정을 유도하고 향상시키는 것은 초음파 결정화 (sonocrystallization)로 알려져 있습니다. Sonocrystallization 응용 프로그램을 기반으로합니다 “음향 파는 물질의 물리 화학적 변화를 유도한다. 전력 초음파의 일반적인 응용에는 화학 반응 (sonochemistry)을 유도하고 결정화 (sonocrystallization)를 촉진시키는 용도가 포함됩니다. 이러한 기술은 의약품, 화학 및 식품 산업을 비롯한 여러 산업에서 주목할만한 혜택을 제공합니다. 초음파 기술은 경제적으로 실행 가능하고 비교적 쉽게 산업 운영에 통합됩니다. 이러한 기술은 재현성과 생산 수율을 향상시키는 데 사용할 수 있습니다. 그들은 열이없고 환경 적으로 깨끗합니다.”. [Martini 2013, 4]

핵 형성과 결정 성장

결정화는 형성 과정으로 결정되며, 여기서 고체 결정은 과포화 용액, 용융물 또는 가스로부터 침전된다.
결정화 과정은 핵 생성과 결정 성장이라는 두 가지 주요 단계로 구성됩니다.
핵 형성 동안, 용액 내의 용해 된 분자는 클러스터를 형성하기 시작하는데, 이는 작동 조건 하에서 안정 할만큼 충분히 커야한다. 그러한 안정된 클러스터는 핵을 형성한다. 임계 크기에 도달하여 안정한 핵을 형성하면 결정 성장 단계가 시작됩니다.
결정 성장 단계에서, 형성된 핵은 더 많은 분자가 클러스터에 결합됨에 따라 더 커진다. 성장 과정은 포화 등급과 균일 한 혼합, 온도 등과 같은 다른 매개 변수에 달려 있습니다.
고전적인 결정 이론은 엔트로피가 변하지 않을 때 분리 된 시스템이 절대적으로 안정하다는 열역학적 개념에 기반을두고 있습니다.

유당에 대한 사실

유당 (유당)은 β (1 → 4) 글리코 시드 결합으로 연결된 포도당과 갈락토스로 만든 이당류입니다.
키랄 탄소 (chiral carbon)가 존재하기 때문에 유당은 α- 또는 β- 유당과 같은 2 가지 이성질체 형태로 나타날 수 있습니다. 유당은 수화 된 α- 락토오스 일 수화물 결정으로 가장 많이 발견됩니다. 다른 다 형체, 무수 베타 - 락토스는 덜 흔하며 93.5 ° C 이상에서 결정화됩니다. α- 및 β- 아노 머는 매우 다른 특성을 갖는다. 다 형체는 α- 및 β- 락토오스에 대한 특정 회전 (각각 α- 및 β- 락토오스의 경우 + 89 ° C 및 + 35 ° C)과 용해도 (20 ° C에서의 경우)에 의해 구별 될 수 있습니다 , 각각). [McSweeney et al. 2009]
그것은 우유의 주요 탄수화물이며 2-8 wt %의 농도에서 발견됩니다. 유당은 맛이없고 단맛이 없습니다. 유당은 환원당으로 작용하고 Maillard 및 Stecker 반응을 촉진합니다. 이로써, 락토오스는 베이커리 제품, 페이스트리 및 제과류와 같은 식품의 색 및 풍미를 향상 시키는데 사용된다.
유당은 식품 및 의약품에 담체, 충전제, 안정제 및 정제 희석제로 작용하는 널리 사용되는 식품 첨가물입니다.
α- 유당은 의약품에 사용되는 가장 순수한 형태입니다.
유당은 향기, 아로마 및 갈변 반응에있어서 중요한 성분입니다.
수식 : C12H22영형11
IUPAC ID : β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -D- 포도당
몰 질량 : 342.3g / 몰
융점 : 202.8 ℃
밀도 : 1.53 g / cm삼
분류 : FODMAP
가용성 : 물, 에탄올

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