Ultraschall Extraktioun vun Zocker aus Zocker Beet Cossettes
Ultrasonic Extraktioun verbessert d'Ausbezuelung vun extrahéierten Saccharose aus Zockerrübe Kossetten a reduzéiert d'Dauer vum Extraktiounsprozess wesentlech. Sonication ass eng einfach a sécher Technik, déi einfach mat der aktueller Konterstroum Flow Extraktiounstechnologie kombinéiert ka ginn fir d'Extraktiounseffizienz ze verbesseren.
Ultrasonic Zocker Beet Cossette Extraktioun
Ultraschall-assistéiert Extraktioun baséiert op dem Aarbechtsprinzip vun der akustescher oder Ultraschallkavitatioun. Déi mechanesch Effekter, déi duerch ultraschall induzéiert Kavitatioun generéiert ginn, verursaachen Sono-Poratioun an Ënnerbriechung vun Zellmaueren, wat duerno d'Permeabilitéit vu Molekülen erhéicht, déi am Zellinterieur agespaart sinn. Kavitationell verursaacht Flëssegstroum a Mikroturbulenzen verbesseren de Massentransfer vum Extraktiounsprozess, sou datt Saccharose an aner Molekülen an de Léisungsmëttel, dh Waasser, transferéiert ginn.
Ultrasonicator UIP4000hdT fir industriell Zockerrübenextraktioun.
- Ultraschall Virbehandlung (virun Géigestroum Tuerm)
- Sonication wärend der Géigestroum Extraktioun
- Ultraschallpostbehandlung (no Konterstroum Tuerm)
Ofhängeg vun der existéierender Extraktiounsanlag, Produktiounsziler a verfügbare Raum, kann d'Sonicatioun liicht retrofitéiert ginn als Pre- oder Postbehandlung wéi och während der Géigestroumflossextraktioun.
Ultraschall Pre-Behandlung vun Zocker Beet Cossettes
Ultraschall Pre-Behandlung vun Zocker Rüben Kosetten ass eng Prozess verstäerkter Technik. Ultrasonic Extraktoren kënnen einfach kombinéiert ginn mat Géigestroumfluss Extraktiounstuerm, déi haaptsächlech fir Zockerrout Extraktioun benotzt ginn. Eng kuerz Sonikatioun vun den Zockerbeetkossetten, ier se an de Konterstroum Extraktiounssystem erakommen, hëlleft d'Zellmaueren ze stéieren an opzemaachen. Ultrasonication fördert Massentransfer tëscht dem Léisungsmëttel (dh Waasser) a Rübenkossetten, sou datt d'intrazellulär Moleküle wéi Saccharose aus der Zellinterieur an de Léisungsmëttel transferéiert ginn. D'Ultraschall-Virbehandlung vun Zuckerbeet-Kossetten erliichtert a beschleunegt d'Saccharose-Extraktioun an der Géigestroumflosskolonne.
SEM (200 ×) vun Zuckerbeet Kossett Echantillon sonicated bei 400 W bei 50 ° C fir verschidden Extraktioun Zäit. A) countercurrent Flux vun cossettes Extraktioun; B) no UAE fir 10 min; C) no UAE fir 20 min; D) nach UAE fir 40 min. Ultraschall Extraktioun stéiert d'Zellmaueren a befreit dat intrazellulärt Material.
(©Fu et al., 2013)
Verglach vun Ultraschall vs Counter-Current Extraktioun
Fu et al. (2013) verglach d'traditionell Konterstroumflossextraktioun mat Ultraschallextraktioun vun Saccharose aus Zuckerbeetkossett. D'Resultater vun der Studie weisen datt d'Sonicatioun zu enger méi héijer Ausbezuelung vu superior Rengheet gefouert huet, wärend d'Extraktiounszäit wesentlech vu 70 min reduzéiert gouf. (Géigestroum) bis 40 min. (Sonication). Ultraschall assistéiert Extraktioun (UAE) resultéiert zu enger méi niddereger kolloidaler Gëftstoffkonzentratioun (besonnesch Pektine), a gëtt e méi héije Saccharose-Ausbezuelung (94,0 ± 0,15%). Den extrahéierten Jus mat héijer Rengheet (92,6 ± 0,11%). (cf Fu et al., 2013)
Zënter Zockerproduktiounsanlagen scho mat konventionelle Géigestroum Extraktiounstuerm ausgestatt sinn, gëtt d'Kombinatioun vun der synergistescher Sonikatioun mat der existéierender Installatioun allgemeng favoriséiert. Fir d'Ultraschall-Saccharose-Extraktioun am meeschte Käschte- an Zäiteffizient Manéier z'applizéieren, kann d'Ultraschall-Extraktioun als synergistesch Behandlung virun, während oder no der konventioneller Konterstroumflossextraktioun installéiert ginn. Well d'Sonikatioun d'Zockerbeetzellen stéiert an d'Saccharose aus den Zellen befreit, kann d'Dauer vun der Géigestroumbehandlung reduzéiert ginn, wärend d'Saccharose-Ausbezuelung verbessert gëtt.
- Beschleunegt Prozess
- méi héich Ausbezuelen
- Prozess Verstäerkung
- Synergetesch Effekter w / Géigestroum Systemer
- einfach Retro-Upassung
- Einfach Test
- linear Skalierbarkeet
- niddereg Ënnerhalt
- Schnell ROI
High Performance Ultrasonic Extractors
Hielscher Ultrasonics’ extraction systems are used worldwide in food and pharma for the commercial production of high quality extracts used as food products, dietary supplements or pharmaceuticals. Wether you want to test and optimise ultrasonic processing parameters on bench-top level or install a fully-industrial ultrasonic extraction system for inline production, Hielscher Ultrasonics has the suitable ultrasonic extraction setup for you. A small foot print and flexible installation options allow for retro-fitting even in a crammed processing facility.
Prozess Standardiséierung mat Hielscher Ultrasonics
Liewensmëttelprodukter sollten am Aklang mat Good Manufacturing Practices (GMP) produzéiert ginn an ënner standardiséierte Veraarbechtungsspezifikatiounen. Hielscher Ultraschall’ Digital Extraktiounssystemer kommen mat intelligenter Software, déi et einfach mécht de Sonikatiounsprozess präzis ze setzen an ze kontrolléieren. Automatesch Datenopnam schreift all Ultraschallprozessparameter wéi Ultraschallenergie (Gesamt- an Nettoenergie), Amplitude, Temperatur, Drock (wann Temp- an Drocksensoren montéiert sinn) mat Datum an Zäitstempel op der agebauter SD-Kaart. Dëst erlaabt Iech all Ultraschall veraarbecht Lot ze iwwerpréiwen. Zur selwechter Zäit sinn d'Reproduzierbarkeet an d'kontinuéierlech héich Produktqualitéit garantéiert.
Hielscher Ultrasonics’ industriell Ultraschallprozessoren kënne ganz héich Amplituden liwweren. Amplituden vu bis zu 200µm kënne ganz einfach kontinuéierlech a 24/7 Operatioun lafen. Fir nach méi héich Amplituden sinn personaliséiert Ultraschall Sonotroden verfügbar. D'Robustitéit vun der Hielscher Ultraschallausrüstung erlaabt 24/7 Operatioun bei schwéierer Pflicht an an usprochsvollen Ëmfeld.
D'Tabell hei drënner gëtt Iech eng Indikatioun vun der geschätzter Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschaller:
| Batch Volume | Duerchflossrate | Recommandéiert Apparater |
|---|---|---|
| 1 bis 500 ml | 10 bis 200 ml/min | UP100H |
| 10 bis 2000 ml | 20 bis 400 ml/min | UP200Ht, UP 400 St |
| 0.1 bis 20L | 02 bis 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100 l | 2 bis 10 l/min | UIP4000hdT |
| na | 10 bis 100 l/min | UIP16000 |
| na | méi grouss | Stärekoup vun UIP16000 |
Kontaktéiert eis! / Frot eis!
Héich-Muecht ultrasonic homogenizers aus Labo zu pilot an industriell Skala.
Literatur / Referenzen
- Fu et al. (2013): The ultrasonic-assisted extraction of sugar from sugar beet cossettes. International Sugar Journal, Sept. 2013. 696-700.
- Hedayati K., Emadi B., Khojastehpour M., Beyraghi Toosi Sh. (2014): The Effect Of Ultrasonic Waves On Sugar Extraction And Mechanical Properties Of Sugar Beet. Journal of Agricultural Machinery Volume 3, Issue 2, 2014. 144-153.
- 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.
Fakten Worth Wëssen
Zocker Produktioun
Saccharose, och bekannt als Dëschzucker, gëtt haaptsächlech aus Zockerrouer an aus Zockerrüben (Beta vulgaris) produzéiert. Zocker, dh Saccharose, gëtt aus Rüben extrahéiert mat waarmem Waasser an engem Multi-Schrëtt-Schrëttprozess, wou rau Zockerjus an enger waarmer Waasserdiffusioun an engem Géigestroumsystem extrahéiert gëtt. Duerno gëtt den Zockerjus ënner Vakuum konzentréiert, duerno zyklesch wäschen a schliisslech getrocknegt.
No der Ernte ginn d'Rübenwurzelen an d'Zockerveraarbechtungsanlage transportéiert, wou d'Rüben gewäsch ginn an duerno mechanesch an dënn geschniddene Streifen, déi sougenannte Kossetten, geschnidden ginn. D'Kossetten ginn an de Konterstroum Flow Extraktioun System gefüttert. De Géigestroumsystem funktionnéiert duerch Diffusioun a léisst den Zockergehalt aus de Kossetten a waarmt Waasser.
D'Géigestroumdiffusiounssystemer si laang Reaktoren oder héich Tierm / Sailen vun e puer Meter, an deenen d'Kossetten an eng Richtung (no uewen) fléien, während waarmt Waasser an déi entgéintgesate Richtung (ofstroum) fléisst. Modern Tuermextraktiounsanlagen hunn eng Veraarbechtungskapazitéit vu bis zu 17.000 Tonnen pro Dag. Déi typesch Retentiounszäit vu Kosetten am Géigestroumtuerm ass ca. 90 min., während d'Waasser nëmme 45 min bleift. an der Diffusor Kolonn. Den Haaptvirdeel vu Konterstroumstroumsystemer ass de reduzéierte Waasserverbrauch am Verglach mat Zockerrübe-Maseratioun an engem waarme Waasserreaktor. D'Zocker Jus Léisung déi am Géigestroum Diffusioun System produzéiert gëtt réi Jus genannt. D'Rohjusfaarf kann tëschent schwaarz bis donkelrout variéieren jee no hirem Oxidatiounsniveau.
Déi verbrauchte Kosetten kommen aus dem Diffusiounssystem als Pulp mat ca. 95% Feuchtigkeit, awer niddereg Saccharosegehalt.
De feuchte Pulp gëtt mat enger Schraufpress op ca. 75% Feuchtigkeit fir déi verbleiwen Saccharose aus der Pulp ze recuperéieren.
Déi reschtlech Pulp gëtt getrocknegt an haaptsächlech als Déierefudder benotzt.
Carbonatatioun gëtt applizéiert fir Gëftstoffer aus roude Jus ze entfernen, ier et zu Zockerkristallen ausfällt. Dofir gëtt de roude Jus mat waarmem Kalkmilch gemëscht, dh eng Suspension vu Kalziumhydroxid am Waasser. Wärend der Karbonatéierung fällt Gëftstoffer wéi Sulfaten, Phosphate, Zitrat an Oxalate aus. Si fällt a Form vu Kalziumsalze a méi grouss organesch Molekülen aus, zB Proteinen, Pektine a Saponine. Zousätzlech konvertéiert den alkalesche pH-Wäert déi einfach Zucker Glukos a Fruktose zesumme mat der Aminosaier Glutamin, a chemesch stabil Carboxylsäuren, déi spéider iwwer Filtratioun ewechgeholl kënne ginn, well dës Molekülle mat der Kristalliséierung stéieren.
Am folgende Prozess Schrëtt gëtt Kuelendioxid duerch d'alkalesch Zockerléisung gebubbelt, an de Kalk als Kalziumkarbonat ausfällt. D'Kalziumkarbonatpartikele binden e puer Gëftstoffer. Déi schwéier Partikelen settelen sech am Tank a kënnen iwwer Filtratioun ewechgeholl ginn.No dëse Reinigungs- a Botzschrëtt gëtt de sougenannten dënnen Jus kritt. Den dënnen Jus kéint mat Soda-Äsche behandelt ginn fir de pH-Wäert unzepassen, souwéi mat enger Schwefelbaséierter Verbindung fir d'Faarf ze reduzéieren, wat duerch thermesch Zersetzung vu Monosacchariden optriede kéint.
Verdampfung gëtt benotzt fir den dënnen Jus ze konzentréieren mat Multiple-Effekt Verdampungssystemer, sou datt den dënnen Jus an en décke Jus gëtt. Den décke Jus huet ca. 60% Saccharose no Gewiicht.
Am leschte Schrëtt gëtt den décke Jus a Kristalliséierer behandelt. Mam Zousatz an Opléisung vun recycléierten Zocker entsteet e sougenannte Mammelikör. De Mutterlikör gëtt weider konzentréiert andeems se ënner engem Vakuum a grousse Gefässer kachen, bekannt als Vakuumpfannen, a ganz feinen Zockerkristall ginn als Aussaatpunkte bäigefüügt. Dës Kristalle wuessen wéi Zocker aus der Mammelikör ronderëm si bilden. Déi resultéierend Zockerkristall / Sirop Mëschung gëtt Massecuite genannt, e franséische Begrëff dat heescht “gekachten Mass”. The massecuite is fed into a centrifuge, where the “High Green syrup” is removed from the massecuite by centrifugal force. After a centrifucagtion, water is then sprayed into the centrifuge to wash the sugar crystals, which produces a so-called “Low Green syrup”. The centrifuge then spins at very high speeds to partially dry the crystals. When the centrifuge slows down, the sugar is scraped from centrifuge walls onto a conveyer system to transport the sugar into a rotation granulator where it is dried by warm air. The dry, clean sugar crystals are ready to be sold to refineries or food manufacturers for further treatment or use.