Nxjerrja me ultratinguj e sheqerit nga kosetat e panxharit të sheqerit
Nxjerrja me ultratinguj rrit rendimentin e saharozës së nxjerrë nga kosetat e panxharit të sheqerit dhe redukton ndjeshëm kohëzgjatjen e procesit të nxjerrjes. Sonication është një teknikë e thjeshtë dhe e sigurt, e cila mund të kombinohet lehtësisht me teknologjinë aktuale të nxjerrjes së rrjedhës kundër rrymës për të përmirësuar efikasitetin e nxjerrjes.
Nxjerrja e kosetës së panxharit të sheqerit me ultratinguj
Ekstraktimi me ndihmën e ultrazërit bazohet në parimin e punës së kavitacionit akustik ose tejzanor. Efektet mekanike, të cilat krijohen nga kavitacioni i induktuar në mënyrë ultrasonike, shkaktojnë sono-porim dhe përçarje të mureve qelizore, gjë që rrit më pas përshkueshmërinë e molekulave të bllokuara në brendësi të qelizës. Rrjedhja e lëngjeve dhe mikroturbulencat e shkaktuara në mënyrë kavitacionale përmirësojnë transferimin në masë të procesit të nxjerrjes, në mënyrë që saharoza dhe molekulat e tjera të transferohen në tretës, dmth në ujë.
Ultrasonikator UIP4000hdT për nxjerrjen industriale të panxharit të sheqerit.
- Trajtim paraprak me ultratinguj (përpara kullës kundër rrymës)
- Sonication gjatë nxjerrjes kundër rrymës
- Pas-trajtimi me ultratinguj (pas kullës kundër rrymës)
Në varësi të objektit ekzistues të nxjerrjes, objektivave të prodhimit dhe hapësirës së disponueshme, sonikimi mund të montohet lehtësisht si para ose pas trajtimit, si dhe gjatë nxjerrjes së rrjedhës së kundërt.
Para-trajtimi me ultratinguj i kosetave të panxharit të sheqerit
Trajtimi paraprak me ultratinguj i kosetave të panxharit të sheqerit është një teknikë që intensifikon procesin. Ekstraktorët tejzanor mund të kombinohen lehtësisht me kullat e nxjerrjes me rrjedhje kundër rrymës, të cilat përdoren kryesisht për nxjerrjen e panxharit të sheqerit. Një sonikacion i shkurtër i kosetave të panxharit të sheqerit përpara se të hyjnë në sistemin e nxjerrjes kundër rrymës ndihmon në prishjen dhe hapjen e mureve të qelizave. Ultratingulli promovon transferimin e masës midis tretësit (dmth., ujit) dhe kosetave të panxharit, në mënyrë që molekulat ndërqelizore të tilla si saharoza të transferohen nga brendësia e qelizës në tretës. Trajtimi paraprak me ultratinguj i kosetave të panxharit të sheqerit lehtëson dhe përshpejton nxjerrjen e saharozës në kolonën e rrjedhës së kundërt.
SEM (200×) e mostrave të kosetës së panxharit të sheqerit të sonikuara në 400 W në 50°C për kohë të ndryshme nxjerrjeje. A) rrjedha e kundërt e nxjerrjes së kosetave; B) pas Emiratet e Bashkuara Arabe për 10 min; C) pas Emiratet e Bashkuara Arabe për 20 min; D) pas Emiratet e Bashkuara Arabe për 40 min. Nxjerrja me ultratinguj prish muret qelizore dhe liron materialin ndërqelizor.
(©Lu et al., 2013)
Krahasimi i nxjerrjes tejzanor kundrejt kundër-rrymës
Fu et al. (2013) krahasoi nxjerrjen tradicionale të rrjedhës kundër rrymës me nxjerrjen tejzanor të saharozës nga koseta e panxharit të sheqerit. Rezultatet e studimit treguan se sonikimi rezultoi në rendiment më të lartë të pastërtisë superiore, ndërsa koha e nxjerrjes u reduktua ndjeshëm nga 70 min. (kundërrryma) deri në 40 min. (sonikimi). Ekstraktimi me ndihmën tejzanor (UAE) rezulton në një përqendrim më të ulët të papastërtive koloidale (veçanërisht pektina) dhe jep një rendiment më të lartë të saharozës (94,0±0,15%). Lëngu i nxjerrë me pastërti të lartë (92,6±0,11%). (krh. Fu et al., 2013)
Meqenëse objektet e prodhimit të sheqerit janë tashmë të pajisura me kulla konvencionale të nxjerrjes kundër rrymës, përgjithësisht favorizohet kombinimi i sonikacionit sinergjik me instalimin ekzistues. Për të aplikuar nxjerrjen tejzanor të saharozës në mënyrën më efikase në kosto dhe në kohë, ekstraktimi tejzanor mund të instalohet si trajtim sinergjik përpara, gjatë ose pas nxjerrjes konvencionale të rrjedhës kundër rrymës. Duke qenë se sonikacioni prish qelizat e panxharit të sheqerit dhe çliron saharozën nga qelizat, kohëzgjatja e trajtimit të rrjedhës së kundërt mund të reduktohet, ndërkohë që rendimenti i saharozës rritet.
- Procesi i përshpejtuar
- rendimente më të larta
- intensifikimi i procesit
- Efektet sinergjike me sisteme kundërrryme
- montim i lehtë retro
- Testim i thjeshtë
- shkallëzueshmëria lineare
- mirëmbajtje e ulët
- ROI i shpejtë
Ekstraktorë tejzanor me performancë të lartë
Sistemet e ekstraktimit të Hielscher Ultrasonics përdoren në mbarë botën në ushqim dhe farmaceutikë për prodhimin komercial të ekstrakteve me cilësi të lartë të përdorura si produkte ushqimore, suplemente dietike ose farmaceutike. Pavarësisht nëse dëshironi të testoni dhe optimizoni parametrat e përpunimit me ultratinguj në nivelin e sipërm të stolit ose të instaloni një sistem plotësisht industrial të nxjerrjes tejzanor për prodhimin në linjë, Hielscher Ultrasonics ka konfigurimin e përshtatshëm të nxjerrjes tejzanor për ju. Një stampim i vogël i këmbës dhe opsionet fleksibël të instalimit lejojnë montimin retro edhe në një strukturë të mbushur me përpunim.
Standardizimi i procesit me Hielscher Ultrasonics
Produktet e kategorisë ushqimore duhet të prodhohen në përputhje me praktikat e mira të prodhimit (GMP) dhe sipas specifikimeve të standardizuara të përpunimit. Sistemet e nxjerrjes dixhitale të Hielscher Ultrasonics vijnë me softuer inteligjent, i cili e bën të lehtë vendosjen dhe kontrollin e saktë të procesit të sonikimit. Regjistrimi automatik i të dhënave shkruan të gjithë parametrat e procesit tejzanor si energjia e ultrazërit (energjia totale dhe neto), amplituda, temperatura, presioni (kur janë montuar sensorët e temperaturës dhe presionit) me vulën e datës dhe kohës në kartën SD të integruar. Kjo ju lejon të rishikoni çdo pjesë të përpunuar me ultratinguj. Në të njëjtën kohë, sigurohet riprodhueshmëria dhe cilësia vazhdimisht e lartë e produktit.
Hielscher Ultrasonics’ Përpunuesit industrialë tejzanor mund të japin amplituda shumë të larta. Amplituda deri në 200µm mund të ekzekutohen lehtësisht vazhdimisht në funksionim 24/7. Për amplituda edhe më të larta, ofrohen sonotrode tejzanor të personalizuara. Fortësia e pajisjeve ultrasonike të Hielscher lejon funksionimin 24/7 në punë të rënda dhe në mjedise kërkuese.
Tabela e mëposhtme ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonikëve tanë:
| Vëllimi i grupit | Shkalla e rrjedhjes | Pajisjet e rekomanduara |
|---|---|---|
| 1 deri në 500 ml | 10 deri në 200 ml/min | UP100H |
| 10 deri në 2000 ml | 20 deri në 400 ml/min | UP200Ht, UP400 St |
| 0.1 deri në 20L | 0.2 deri në 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 deri në 100 litra | 2 deri në 10 l/min | UIP4000hdT |
| na | 10 deri në 100 l/min | UIP16000 |
| na | më të mëdha | grumbull i UIP16000 |
Na kontaktoni! / Na pyesni!
Homogjenizues tejzanor me fuqi të lartë nga laboratori te pilot dhe industriale shkallë.
Literatura / Referencat
- 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.
Fakte që ia vlen të dihen
Prodhimi i sheqerit
Saharoza, e njohur edhe si sheqeri i tryezës, prodhohet kryesisht nga kallam sheqeri dhe nga panxhari i sheqerit (Beta vulgaris). Sheqeri, p.sh., saharoza, nxirret nga panxhari duke përdorur ujë të nxehtë në një proces me shumë hapa, ku lëngu i sheqerit të papërpunuar nxirret në një difuzion me ujë të nxehtë në një sistem rrjedhjeje kundër rrymës. Më pas, lëngu i sheqerit koncentrohet në vakum, pasuar nga larja ciklike dhe në fund tharja.
Pas vjeljes, rrënjët e panxharit transportohen në fabrikën e përpunimit të sheqerit, ku panxhari lahet dhe më pas pritet mekanikisht në shirita të prerë hollë, të ashtuquajturat kosetë. Kosetat futen në sistemin e nxjerrjes së rrjedhës së kundërt. Sistemi i kundërrrymës funksionon me difuzion dhe nxjerr përmbajtjen e sheqerit nga kosetat në ujë të nxehtë.
Sistemet e difuzionit të kundërrrymës janë reaktorë të gjatë ose kulla/kolona të larta prej disa metrash në të cilat kosetat rrjedhin në një drejtim (lart) ndërsa uji i nxehtë rrjedh në drejtim të kundërt (në drejtim të rrymës). Impiantet moderne të nxjerrjes së kullave kanë një kapacitet përpunues deri në 17,000 tonë metrikë në ditë. Koha tipike e mbajtjes së kosetave në kullën kundërrrymës është përafërsisht. 90 min., ndërsa uji mbetet vetëm 45 min. në kolonën e difuzorit. Avantazhi kryesor i sistemeve të rrjedhës së kundërt është përdorimi i reduktuar i ujit kur krahasohet me macerimin e panxharit të sheqerit në një reaktor me ujë të nxehtë. Tretësira e lëngut të sheqerit e cila prodhohet në sistemin e difuzionit kundër rrymës quhet lëng i papërpunuar. Ngjyra e lëngut të papërpunuar mund të ndryshojë nga e zeza në të kuqe të errët në varësi të nivelit të oksidimit.
Kosetat e shpenzuara dalin nga sistemi i difuzionit si tul me përafërsisht. 95% lagështi, por përmbajtje e ulët saharozë.
Tuli i lagësht shtypet me një shtypës me vidë në përafërsisht. 75% lagështi për të rikuperuar saharozën e mbetur nga pulpa.
Pulpa e mbetur thahet dhe përdoret kryesisht si ushqim për kafshët.
Karbonatizimi aplikohet për të hequr papastërtitë nga lëngu i papërpunuar përpara se të mund të precipitohet në kristalet e sheqerit. Prandaj, lëngu i papërpunuar përzihet me qumësht të nxehtë gëlqereje, dmth me një pezullim të hidroksidit të kalciumit në ujë. Gjatë karbonatizimit, papastërtitë si sulfatet, fosfatet, citratet dhe oksalatet precipitojnë. Ato precipitojnë në formën e kripërave të kalciumit dhe molekulave organike më të mëdha, p.sh. proteinat, pektinat dhe saponinat. Për më tepër, vlera e pH alkaline konverton sheqernat e thjeshta glukozë dhe fruktozë së bashku me aminoacidin glutamine, në acide karboksilike kimikisht të qëndrueshme, të cilat mund të hiqen më vonë përmes filtrimit, pasi ato molekula do të ndërhynin në kristalizimin.
Në hapin e mëposhtëm të procesit, dioksidi i karbonit fryhet përmes tretësirës alkaline të sheqerit, duke precipituar gëlqeren si karbonat kalciumi. Grimcat e karbonatit të kalciumit lidhin disa papastërti. Grimcat e rënda vendosen në rezervuar dhe mund të hiqen nëpërmjet filtrimit. Pas këtyre hapave të pastrimit dhe pastrimit përftohet i ashtuquajturi lëng i hollë. Lëngu i hollë mund të trajtohet me hirin e sodës për të rregulluar vlerën e pH-së, si dhe me një përbërje me bazë squfuri për të reduktuar ngjyrosjen, e cila mund të ndodhë për shkak të dekompozimit termik të monosakarideve.
Avullimi përdoret për të përqendruar lëngun e hollë duke përdorur sisteme avullimi me shumë efekte, në mënyrë që lëngu i hollë të kthehet në një lëng të trashë. Lëngu i trashë ka përafërsisht. 60% saharozë ndaj peshës.
Në hapin e fundit, lëngu i trashë trajtohet në kristalizues. Duke shtuar dhe tretur sheqerin e ricikluar, prodhohet i ashtuquajturi pije alkoolike mëmë. Lëngu mëmë përqendrohet më tej duke zier nën vakum në enë të mëdha, të njohura si tigane vakum, dhe si pika mbjelljeje shtohet kristal sheqeri shumë i imët. Këto kristale rriten ndërsa rreth tyre formohet sheqeri nga pijet amë. Përzierja e kristalit / shurupit të sheqerit që rezulton quhet massecuite, një term francez që do të thotë “masë e gatuar”. Masekuiti futet në një centrifugë, ku shurupi "High Green" hiqet nga masakuiti me anë të forcës centrifugale. Pas një centrifugimi, uji më pas spërkatet në centrifugë për të larë kristalet e sheqerit, i cili prodhon të ashtuquajturin "shurup me gjelbërim të ulët". Centrifuga më pas rrotullohet me shpejtësi shumë të larta për të tharë pjesërisht kristalet. Kur centrifuga ngadalësohet, sheqeri gërvishtet nga muret e centrifugës në një sistem transportues për të transportuar sheqerin në një granulator rrotullues ku thahet me ajër të ngrohtë. Kristalet e sheqerit të thatë dhe të pastër janë gati për t'u shitur në rafineri ose prodhues ushqimesh për trajtim ose përdorim të mëtejshëm.