Cukura ultraskaņas ekstrakcija no cukurbietēm Cossettes
Ultraskaņas ekstrakcija uzlabo ekstrahēto saharozi no cukurbiešu kazakos un ievērojami samazina ekstrakcijas procesa ilgumu. Ultraskaņas apstrāde ir vienkārša un droša tehnika, ko var viegli kombinēt ar pašreizējo skaitītāja plūsmas ekstrakcijas tehnoloģiju, lai uzlabotu ekstrakcijas efektivitāti.
Ultraskaņas cukurbietes Cossette ekstrakcija
Ultraskaņas ekstrakcija balstās uz darba principu akustiskā vai ultraskaņas Kavitācija. Mehāniskās sekas, kas rodas ar ultrasoniski inducētu kavitāciju, izraisa Sono-porāciju un šūnu sienu traucējumus, kas vēlāk palielina šūnu interjerā ierakstītā molekulu caurlaidību. Cavitationally izraisīja šķidruma straumēšanu un mikro turbulences, uzlabojot ekstrakcijas procesa masveida pārnesi, lai saharoze un citas molekulas tiktu pārnestas šķīdinātājā, t.i., ūdenī.
Ultrasonicator UIP4000hdT rūpnieciskai cukurbiešu ekstrakcijai.
- Ultraskaņas pirmapstrāde (pirms counter-pašreizējais tornis)
- Ultraskaņas apstrāde pretstrāvas ekstrakcijā
- Ultraskaņas pēcapstrāde (pēc counter-pašreizējais tornis)
Atkarībā no esošās ekstrakcijas iekārtas, ražošanas mērķrādītājiem un pieejamās telpas, ultraskaņas apstrādi var viegli aprīkot ar iepriekšēju vai pēcapstrādi, kā arī pretstrāvas plūsmas ekstrakcijas laikā.
Ultraskaņas pirmapstrādi cukurbiešu Cossettes
Cukurbietes cossettes ultraskaņas pirmapstrādi ir procesa intensificēšanas tehnika. Ultraskaņas ekstraktoru var viegli kombinēt ar pretstrāvas plūsmas ekstrakcijas torņiem, kurus galvenokārt izmanto cukurbiešu ekstrakcijai. Short cukurbiešu cossettes ultraskaņas apstrāde pirms tās nonāk counter-Current ekstrakcijas sistēma palīdz traucēt un atvērt šūnu sienas. Ultrasonication veicina masas pārnesi starp šķīdinātāju (t.i., ūdeni) un biešu kazakām, lai intracelulārās molekulas, piemēram, saharoze, tiktu pārnestas no šūnu iekšpuses uz šķīdinātāju. Cukurbietes cossettes ultraskaņas pirmapstrādi atvieglo un paātrina saharozes ekstrakciju skaitītāja plūsmas kolonnā.
SEM (200×) cukurbiešu koseti paraugiem, kas apstrādāti ar ultraskaņu 400 W 50 ° C temperatūrā dažādos ekstrakcijas laikos. A) kossetu ekstrakcijas pretplūsmas plūsma; B) pēc AAE 10 min; C) pēc AAE 20 min; D) pēc AAE 40 min. Ultraskaņas ekstrakcija traucē šūnu sienām un atbrīvo intracelulāro materiālu.
(©Lu et al., 2013)
Ultraskaņas salīdzinājums pret strāvas ieguvi
Fu et al. (2013) salīdzināja tradicionālo pretstrāvas plūsmas ekstrakciju ar saharozes ultraskaņas ekstrakciju no cukurbiešu cossette. Pētījuma rezultāti liecināja, ka ultraskaņas apstrāde radīja augstāku tīrības pakāpi, bet ekstrakcijas laiks tika ievērojami samazināts no 70 min. (pretstrāva) līdz 40 min. (apstrāde ar ultraskaņu). Ultrasoniski atbalstītā ekstrakcija (AAE) rada zemāku koloidālo piemaisījumu koncentrāciju (īpaši Pektīni), un nodrošina augstāku saharozes daudzumu (94.0 ± 0,15%). Ekstrahētā sula ar augstu tīrības pakāpi (92.6 ± 0,11%). (CF. Fu et al., 2013)
Tā kā cukura ražošanas iekārtas jau ir aprīkotas ar parastajiem pretstrāvas ekstrakcijas torņiem, kopumā priekšroka tiek dota sinerģiska ultraskaņas apstrādei ar esošo iekārtu. Lai piemērotu ultraskaņas saharozes ekstrakciju izmaksu un laika ziņā efektīvā veidā, ultraskaņas ekstrakciju var uzstādīt kā sinerģisko apstrādi pirms, laikā vai pēc parastās skaitītāja plūsmas ekstrakcijas. Tā kā ar ultraskaņu pārtrauc cukurbiešu šūnas un izdala saharozi no šūnām, var samazināt pretplūsmas apstrādes ilgumu, kamēr tiek uzlabota saharozes raža.
- Paātrinātais process
- Lielāks ienesīgums
- procesa intensifikācija
- Sinerģētiska ietekme w/pretstrāvas sistēmas
- Viegla retro montāža
- Vienkārša testēšana
- Lineāra mērogojamība
- zemas uzturēšanas
- Ātrā ROI
Augstas veiktspējas ultraskaņas nosūcēji
Hielscher Ultrasonics ' ekstrakcijas sistēmas tiek izmantotas visā pasaulē pārtikā un farmācijā, lai ražotu augstas kvalitātes ekstraktus, ko izmanto kā pārtikas produktus, uztura bagātinātājus vai farmaceitiskos līdzekļus. Laika jūs vēlaties pārbaudīt un optimizēt ultraskaņas apstrādes parametrus uz sola augšējā līmenī vai uzstādīt pilnībā rūpniecisku ultraskaņas ekstrakcijas sistēmu inline ražošanai, Hielscher Ultrasonics ir piemērots ultraskaņas ekstrakcijas iestatījums. Neliels pēdu apdruka un elastīgas uzstādīšanas iespējas ļauj veikt montāžu pat pieblīvētā apstrādes iekārtā.
Procesu standartizācija ar Hielscher Ultrasonics
Pārtikas produktu ražošanai jābūt ražotām saskaņā ar labu ražošanas praksi (LRP) un saskaņā ar standartizētām apstrādes specifikācijām. Hielscher Ultrasonics ' digitālās ekstrakcijas sistēmas nāk ar inteliģento programmatūru, kas padara to viegli uzstādīt un kontrolēt ultraskaņas procesu precīzi. Automātiskā datu ierakstīšana raksta visus ultraskaņas procesa parametrus, piemēram, ultraskaņas enerģiju (kopējo un tīro enerģiju), amplitūdu, temperatūru, spiedienu (kad ir uzstādīti temp un spiediena sensori) ar datuma un laika zīmogu iebūvētajā SD kartē. Tas ļauj pārskatīt katru ultrasoniski apstrādātu partiju. Tajā pašā laikā tiek nodrošināta reproducējamība un nepārtraukti augstā ražojuma kvalitāte.
Hielscher Ultraskaņas’ rūpnieciskie ultraskaņas procesori var nodrošināt ļoti augstu amplitūdas. Amplitudes līdz 200 μm var viegli nepārtraukti palaist 24/7 darbību. Vēl augstākam amplitūdām ir pieejami pielāgoti ultraskaņas sonotrodi. Hielscher ultraskaņas iekārtu robustums pieļauj 24/7 darbību ar lieljaudas un sarežģītos apstākļos.
Zemāk redzamā tabula sniedz norādes par mūsu ultraskaņas aparātu aptuveno apstrādes jaudu:
| partijas apjoms | Plūsmas ātrums | Ieteicamie ierīces |
|---|---|---|
| 1 līdz 500mL | 10 līdz 200 ml / min | UP100H |
| 10 līdz 2000mL | 20 līdz 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 līdz 20L | 0.2 līdz 4 l / min | UIP2000hdT |
| 10 līdz 100 l | 2 līdz 10 l / min | UIP4000hdT |
| nav | | 10 līdz 100 l / min | UIP16000 |
| nav | | lielāks | klasteris UIP16000 |
Sazinies ar mums! / Uzdot mums!
Augstas jaudas ultraskaņas homogenizatori no Laboratorija lai Pilots un Rūpnieciska Mēroga.
Literatūra/atsauces
- 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.
Fakti ir vērts zināt
Cukura ražošanas
Saharozi, ko dēvē arī par galda cukuru, galvenokārt ražo no cukurniedrēm un no cukurbietēm (Beta vulgaris). Cukuru, t. i., saharozi, ekstrahē no bietēm, izmantojot karstu ūdeni daudzpakāpju pakāpenā procesā, kur jēlcukura sulu ekstrahē karstā ūdens difūzijas veidā pretstraumju plūsmas sistēmā. Pēc tam cukura sula ir koncentrēta vakuumā, kam seko cikliska mazgāšana un beidzot žāvēšana.
Pēc ražas novākšanas biešu saknes tiek transportētas uz cukura pārstrādes rūpnīcu, kur bietes tiek mazgātas un pēc tam mehāniski sagrieztas plānās šķēlītēs, tā sauktajās cossettēs. Cossettes tiek baroti, lai novērstu strāvas plūsmas ekstrakcijas sistēmu. Pretstrāvas sistēma darbojas ar difūziju un izleina cukura saturu no cossettes karstā ūdenī.
Pretstrāvas difūzijas sistēmas ir gari reaktori vai augsti torņi/kolonnas no vairākiem metriem, kuros cossettes plūst vienā virzienā (uz augšu), kamēr karstais ūdens plūst pretējā virzienā (lejpus). Modern Tower ekstrakcijas augi ir pārstrādes jaudu līdz 17 000 tonnas dienā. Tipisks aiztures laiks cossettes ar pretstraumi tornis ir aptuveni 90 min., kamēr ūdens paliek tikai 45 min. difuzuser kolonnā. Pretstrāvas plūsmas sistēmu galvenā priekšrocība ir samazinātā ūdens izmantošana, salīdzinot ar cukurbiešu macerāciju karstā ūdens reaktorā. Cukura sulas šķīdumu, kas tiek ražots pretstrāvas difūzijas sistēmā, sauc par neapstrādātu sulu. Neapstrādāta sula krāsa var atšķirties no melnas uz tumši sarkans atkarībā no tās oksidācijas līmeni.
Izlietoti cossettes izeju difūzijas sistēmu, kā celulozes ar aptuveni 95% mitruma, bet zemu saharozes saturu.
Mitru mīkstums ir nospiests ar skrūvi nospiediet, lai aptuveni 75% mitruma, lai atgūtu atlikušo saharozi no celulozes.
Atlikušo mīkstumu izžāvē un izmanto galvenokārt dzīvnieku barībai.
Karbonatācija tiek piemērota, lai novērstu netīrumus no neapstrādātas sulas, pirms to var nogulsnēt uz cukura kristāli. Tāpēc, neapstrādātas sulas sajauc ar karstu pienu kaļķa, ti, suspensija kalcija hidroksīda ūdenī. Karbonatācijas laikā, piemaisījumi, piemēram, sulfāti, fosfāti, citrāts un oksalātu nogulsnes. Tie nogulumi veidā kalcija sāļi un lielākām organiskām molekulām, piemēram, olbaltumvielas, Pektīni, un saponīni. Turklāt sārmainā pH vērtība pārvērš vienkāršo cukuru glikozi un fruktozi kopā ar aminoskābi glutamīnu, ķīmiski stabilām karbonskābēm, kuras vēlāk var izņemt ar filtrāciju, jo šīs molekulas traucēs kristalizāciju.
Nākamajā procesa posmā oglekļa dioksīds tiek burbuļots caur sārmainu cukura šķīdumu, nogulsnējot kaļķi kā kalcija karbonātu. Kalcija karbonāta daļiņas saistās ar dažiem piemaisījumiem. Smagās daļiņas nogulsnēties tvertnē un var izņemt, izmantojot filtrēšanu. Pēc šīs attīrīšanas un tīrīšanas soļus tiek iegūts tā saukto plānas sulas. Plānās sulas var apstrādāt ar soda pelnu, lai pielāgotu pH vērtību, kā arī ar sēra bāzes savienojumu, lai samazinātu krāsojumu, kas var rasties monosaharīdu termiskās sadalīšanās dēļ.
Iztvaikošana tiek izmantota, lai koncentrētu plānās sulas, izmantojot vairāku efektu iztvaikošanas sistēmas, lai plānās sulas pārvēršas bieza sula. Bieza sula ir aptuveni 60% saharozes pēc svara.
Pēdējā solī, bieza sula tiek ārstēti ar kristalizatoriem. Pievienojot un izšķīdinot pārstrādāto cukuru, tā saukto māte šķidrums tiek ražots. Atsārmējšķidrums tiek koncentrēts tālāk ar vakuumu lielos traukos, ko dēvē par vakuuma pannas, un kā sēšanas punktus pievieno ļoti smalko cukura kristālu. Šie kristāli augt kā cukuru no mātes šķidrums formas ap tiem. Iegūtais cukurs kristāla/sīrups maisījums sauc massecuite, franču termins, kas nozīmē, ka “vārīti masa”. Massecuite tiek padots centrifūgu, kur "High Green sīrups" tiek noņemts no massecuite ar centrbēdzes spēku. Pēc centrifugēšanās ūdens pēc tam tiek izsmidzināts centrifūkā, lai nomazgātu cukura kristāli, kas rada tā saukto "zemu zaļo sīrupu". Pēc tam centrifugē griežas ļoti lielā ātrumā, lai daļēji izžūtu kristāli. Kad centrifūgas palēnina, cukurs ir nokasīts no centrifūgu sienām uz konveijeru sistēmas, lai transportētu cukuru uz rotācijas granulatoru, kur to žāvē ar siltu gaisu. Sausās, tīras cukura kristāli ir gatavi pārdošanai rafinēšanas rūpnīcās vai pārtikas ražotājiem tālākai apstrādei vai izmantošanai.