Утилизация побочных продуктов пищевой промышленности с помощью ультразвуковой экстракции

Побочные продукты пищевой промышленности – такие как обрезки лука и капусты, апельсиновые корки, а также богатые белком отходы, например пивная дрожжевая осадка – часто выбрасываются как отходы или используются в качестве низкокачественного корма для животных. При этом эти побочные продукты остаются богатым источником ценных биологически активных веществ, в том числе белков, пищевых волокон, фенольных антиоксидантов и природных пигментов.
Для извлечения этих ценных ингредиентов требуются щадящие методы переработки, позволяющие сохранить их функциональные и питательные свойства. После извлечения и очистки эти соединения можно использовать в широком спектре продуктов питания и напитков, в частности в растущем секторе растительных продуктов питания.
Ультразвуковая экстракция представляет собой эффективный, нетермический и экологически безопасный способ извлечения ценных соединений из пищевых отходов и биомассы. Благодаря применению высокоинтенсивного ультразвука производители могут добиться максимального выхода экстракта, сохранив при этом целостность и биологическую активность чувствительных биологически активных компонентов.

Повышение эффективности биоперерабатывающих заводов за счет ультразвуковой интенсификации процессов

Ультразвуковая обработка — это проверенная технология интенсификации технологических процессов, которая повышает эффективность, экологичность и рентабельность современных биоперерабатывающих предприятий. Благодаря внедрению мощного ультразвука в процессы переработки биомассы производители могут значительно повысить эффективность экстракции, ускорить химические и биохимические реакции, а также оптимизировать процессы перемешивания, гомогенизации и диспергирования.

По сравнению с традиционными методами обработки ультразвуковая обработка обеспечивает:

• Более высокая степень извлечения
• Более быстрое время реакции и обработки
• Повышение коэффициента конверсии
• Снижение энергопотребления
• Повышение качества и чистоты продукции
• Снижение эксплуатационных расходов

Таким образом, ультразвуковая интенсификация процессов играет ключевую роль в более эффективном и экологически рациональном преобразовании биомассы в продукцию с высокой добавленной стоимостью.

Что такое биоперерабатывающий завод?

Биоперерабатывающий завод — это комплексный перерабатывающий объект, на котором возобновляемая биомасса преобразуется в целый ряд ценных продуктов, включая пищевые ингредиенты, корма для животных, химикаты, биотопливо, энергию и специальные материалы.
К типичным видам сырья относятся:

• Сельскохозяйственные отходы и отходы растениеводства
• Побочные продукты пищевой промышленности
• Потоки промышленных органических отходов
• Лесохозяйственные отходы
• Муниципальные биологические отходы

Подобно нефтеперерабатывающему заводу, который разделяет сырую нефть на множество продуктов, биоперерабатывающий завод фракционирует биомассу на основные промежуточные продукты, такие как углеводы, белки, липиды и клетчатку – которые затем перерабатываются в продукцию с добавленной стоимостью.
Одной из отличительных черт современных биоперерабатывающих заводов является утилизация отходов. Благодаря инновационным технологиям материалы, которые ранее считались отходами, преобразуются в коммерчески ценные ресурсы, что способствует реализации принципов циркулярной экономики и снижению воздействия на окружающую среду.

Биоперерабатывающие заводы с ультразвуковой интенсификацией

Применение ультразвуковых технологий может значительно повысить эффективность многих процессов биопереработки, в том числе:

• Выделение биологически активных соединений
• Разрушение биомассы и разрушение клеток
• анаэробное сбраживание
• гидролиз
• Помощь в процессе брожения
• Трансэтерификация отработанных растительных масел с получением биодизельного топлива
• Эмульгирование и гомогенизация
• Измельчение и диспергирование частиц

Использование ультразвука для интенсификации технологических процессов позволяет биоперерабатывающим предприятиям повысить производительность при одновременном сокращении времени обработки и снижении энергопотребления. Кроме того, ультразвуковые технологии часто способствуют повышению чистоты продукции и позволяют сохранить качество термочувствительных соединений.
Благодаря улучшению массообмена, ускорению реакционной кинетики и повышению доступности биомассы ультразвуковая обработка способствует более экологичной и экономически эффективной работе биоперерабатывающих предприятий. По мере роста спроса на системы производства, основанные на принципах круговой экономики, и ресурсосберегающие технологии ультразвук становится всё более важным инструментом для максимального повышения ценности биомассы и побочных продуктов пищевой промышленности.

Какие продукты получают выгоду от ультразвуковой обработки на биоперерабатывающих заводах?

Высокоэффективный ультразвук — это метод интенсификации процессов, применяемый в различных отраслях промышленности. Ультразвуковое воздействие используется для обработки жидкостей и суспензий с целью смешивания и гомогенизации, стимулирования массообмена, извлечения соединений и/или инициирования химических реакций.

Распространенными областями применения ультразвука на биоперерабатывающих заводах являются:

• извлечение ценных соединений из биомассы (например, белков, пектинов, крахмалов и т.д.)
• Производство биоэтанола
• Синтез биодизеля из отработанных растительных масел и животных жиров
• Биодизель из масла водорослей
• Лечение лигноцеллюлозой
• модификация крахмала

Высокопроизводительные ультразвуковые процессоры для биоперерабатывающих заводов

Компания Hielscher Ultrasonics разрабатывает и производит высокопроизводительные ультразвуковые процессоры для применения в биоперерабатывающей промышленности по всему миру. Наши промышленные ультразвуковые реакторы оптимизируют процессы экстракции, дезинтеграции биомассы, гомогенизации, перемешивания, диспергирования, дегазации и сонохимических реакций, помогая операторам добиваться более высоких выходов, ускорять переработку и повышать коэффициент конверсии.
От лабораторных технико-экономических исследований до оптимизации в пилотных условиях и полномасштабного промышленного производства — компания Hielscher предлагает масштабируемые ультразвуковые решения для каждого этапа разработки технологического процесса. Такие проверенные технологии, как ультразвуковая экстракция, разрушение клеток, усиление массообмена и утилизация биомассы, можно быстро внедрить и масштабировать с предсказуемыми результатами.
Компания Hielscher предлагает ультразвуковые процессоры — от компактных лабораторных установок до промышленных систем, способных перерабатывать несколько тонн биомассы в час. Благодаря UIP16000hdT (16 кВт) — самому мощному в мире ультразвуковому процессору — и возможностям масштабируемого кластерирования можно обеспечить практически любую производственную мощность. Все промышленные системы рассчитаны на непрерывную круглосуточную работу в сложных производственных условиях.

Ультразвуковые реакторы и датчики для любого масштаба производства

В ассортимент продукции компании Hielscher входят:

• Лабораторные ультразвуковые аппараты для разработки технологических процессов и проверки их осуществимости
• Настольные и пилотные установки для исследований по масштабированию
• Промышленные ультразвуковые процессоры для переработки биомассы в промышленных масштабах
• Реакторы с проточной ячейкой для непрерывного производства

Широкий ассортимент продукции позволяет подобрать оптимальное ультразвуковое решение с учетом особенностей вашего технологического процесса, требований к производительности и производственных целей.

Максимальный контроль над процессом для стабильных результатов

Точный контроль технологического процесса имеет решающее значение для эффективного преобразования и экстракции биомассы. Ультразвуковые процессоры Hielscher позволяют точно настраивать и контролировать все ключевые параметры ультразвуковой обработки, включая амплитуду, мощность, температуру, давление и потребляемую энергию.
Амплитуда является одним из важнейших факторов, влияющих на эффективность ультразвуковых процессов. Системы Hielscher обеспечивают точное регулирование амплитуды и способны работать в непрерывном режиме с амплитудой до 200 мкм в промышленных условиях. Сонотроды и усилительные рожки позволяют дополнительно оптимизировать работу оборудования для конкретных задач.
Встроенные цифровые системы управления и мониторинг через браузер позволяют управлять технологическим процессом в режиме реального времени, обеспечивая воспроизводимые результаты, максимальную эффективность экстракции и надежный переход от лабораторных условий к промышленному производству.

Создан для непрерывной промышленной эксплуатации

Ультразвуковые процессоры Hielscher разработаны для использования в тяжелых промышленных условиях. Прочная конструкция, высококачественные компоненты и проверенная надежность обеспечивают непрерывную круглосуточную работу при полной нагрузке.

К основным преимуществам относятся:

• Высокая степень извлечения и более эффективное использование биомассы
• Быстрое и надежное масштабирование от лабораторных условий до промышленного производства
• Возможность непрерывной поточной обработки
• низкие требования к техническому обслуживанию
• Дистанционный мониторинг и регистрация данных о технологических процессах
• Надежность промышленного уровня для круглосуточной работы

Немецкое инженерное мастерство и высочайшее качество производства

Компания Hielscher Ultrasonics — семейное предприятие, расположенное недалеко от Берлина (Германия), — на протяжении десятилетий занимается разработкой и производством промышленного ультразвукового оборудования. Каждый ультразвуковой процессор разрабатывается, изготавливается и тестируется в Германии, что гарантирует максимальную производительность, надежность и длительный срок службы.
Помимо поставки оборудования, компания Hielscher предоставляет клиентам экспертные знания в области применения, услуги по оптимизации технологических процессов, помощь в масштабировании, техническое обучение и постоянную инженерную поддержку – помогая биоперерабатывающим предприятиям обеспечить эффективную, рентабельную и экологически устойчивую переработку биомассы.

В таблице ниже приведена примерная производительность обработки наших ультразвуковых аппаратов:

Часто задаваемые вопросы

Что такое концепция биоперерабатывающего завода?

Концепция биоперерабатывающего завода заключается в экологически рациональном преобразовании биомассы в целый спектр ценных продуктов, включая пищевые ингредиенты, корма, химикаты, материалы, биотопливо и энергию. Подобно нефтеперерабатывающему заводу, биоперерабатывающий завод осуществляет фракционирование и переработку сырья с получением множества продуктов, обеспечивая максимальную эффективность использования ресурсов и минимизацию отходов.

Что такое биоперерабатывающий завод?

Одним из распространенных примеров является биоперерабатывающий завод по переработке пищевых отходов. На таком заводе перерабатываются сельскохозяйственные отходы, фруктовая кожура, пивная дрожжевая осадка и другие побочные продукты пищевой промышленности с целью извлечения ценных веществ, таких как белки, пищевые волокна, антиоксиданты и биологически активные молекулы, при этом оставшаяся биомасса преобразуется в биоэнергию или биоудобрения.

Какие материалы перерабатываются на биоперерабатывающем заводе?

Биоперерабатывающие заводы занимаются переработкой возобновляемой биомассы, в том числе сельскохозяйственных отходов, побочных продуктов пищевой промышленности, лесохозяйственных отходов, энергетических культур, водорослей, побочных продуктов животноводства и органических бытовых отходов. Данное сырье содержит углеводы, белки, липиды, клетчатку и другие соединения, которые можно преобразовывать в продукцию с добавленной стоимостью.

В чём заключается разница между нефтеперерабатывающим заводом и биоперерабатывающим заводом?

На традиционном нефтеперерабатывающем заводе для производства топлива и нефтехимической продукции используется ископаемое сырье, такое как сырая нефть, в то время как биоперерабатывающий завод использует в качестве сырья возобновляемую биомассу. Биоперерабатывающие заводы призваны способствовать развитию циркулярной и устойчивой экономики путем преобразования биологических ресурсов и потоков отходов в возобновляемое топливо, химические вещества, материалы и энергию.