การตกผลึกแลคโตสอัลตราโซนิก
- ในกระบวนการผลิตนมหลายชนิด เวย์ (การซึมผ่านของนม) เกิดขึ้นในปริมาณมากเป็นผลพลอยได้ เวย์มีปริมาณแลคโตสสูงและต้องทิ้งซึ่งมีราคาแพงและมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
- การนําแลคโตสกลับมาใช้ใหม่ด้วยอัลตราซาวนด์จะทําให้น้ําทิ้งเวย์ลดลงอย่างมากในขณะที่แลคโตสที่นํากลับมาใช้ใหม่เป็นผลิตภัณฑ์ที่วางตลาดได้
- อัลตราโซนิกส่งเสริมการตกผลึกที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพส่งผลให้ผลึกแลคโตสสม่ําเสมอได้สูง
การผลิตแลคโตส
แลคโตสผลิตจากสารละลายแลคโตสเข้มข้น (ได้มาจากเวย์) สารละลายแลคโตสเข้มข้นต้องเย็นลงที่อุณหภูมิต่ําเพื่อตกตะกอนผลึก หลังจากขั้นตอนการตกตะกอนผลึกแลคโตสจะถูกแยกออกจากกันโดยการหมุนเหวี่ยง หลังจากนั้นผลึกจะถูกทําให้แห้งเป็นผง
ขั้นตอนของการตกผลึกแลคโตส:
- สมาธิ
- นิวเคลียส
- การเจริญเติบโตของคริสตัล
- การเก็บเกี่ยว / ซักผ้า
ปรับปรุงการตกผลึกแลคโตสโดย Sonication
อัลตราซาวนด์เป็นที่รู้จักกันดีในด้านผลกระทบเชิงบวกต่อกระบวนการตกผลึกและการตกตะกอน (sono-crystallization) Sonication ช่วยเพิ่มการก่อตัวและการเจริญเติบโตของผลึกแลคโตสด้วย
การตกผลึกของแลคโตสแบบโซโนช่วยให้ได้ผลผลิตสูงสุดของผลึกแลคโตสในเวลาที่น้อยที่สุด
การเจริญเติบโตของผลึกที่ดีมีความสําคัญเพื่อให้แน่ใจว่าการเก็บเกี่ยวและการล้างแลคโตสมีประสิทธิภาพ (การสกัด & การทําให้บริสุทธิ์) Sonication ทําให้เกิดความอิ่มตัวของแลคโตสและเริ่มต้นนิวเคลียสหลักของผลึกแลคโตส นอกจากนี้การ sonication อย่างต่อเนื่องมีส่วนช่วยในการเกิดนิวเคลียสทุติยภูมิซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าการกระจายขนาดผลึกขนาดเล็ก (CSD)

การตกผลึกแลคโตสอัลตราโซนิก: แลคโตสตกผลึกภายใต้สภาวะที่แตกต่างกัน: อินพุตพลังงานอัลตราโซนิกการเพิ่มคาราจีแนนหรือเวย์ (WPC) มีอิทธิพลต่อขนาดผลึกแลคโตส
การศึกษาและรูปภาพ: ©Sanchez-García et al., 2018.
ประโยชน์ของอัลตราซาวนด์:
- ผลผลิตสูงสุด
- เวลาดําเนินการสั้นมาก
- ขนาดคริสตัลสม่ําเสมอ
- ขนาดคริสตัลที่ควบคุมได้
- รูปร่างคริสตัลสม่ําเสมอ
จากของเสียสู่แลคโตส
เนื่องจากการผลิตนมจํานวนมากเวย์จึงมักเป็นผลพลอยได้ที่ถือว่าเป็นของเสีย การกําจัดเวย์เหลวมีค่าใช้จ่ายสูงเนื่องจากความต้องการออกซิเจนทางชีวภาพ (BOD) และปริมาณน้ําสูง เมื่อแลคโตสถูกนํากลับมาใช้ใหม่จากเวย์ ของเสียจะถูกนําไปใช้ในขั้นตอนหลังการประมวลผลเพื่อผลิตผงแลคโตส การฟื้นตัวของแลคโตสช่วยลด BOD ของเวย์ได้มากกว่า 80% ทําให้ผลพลอยได้มีประโยชน์และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น กระบวนการตกผลึกด้วยอัลตราโซนิกช่วยปรับปรุงการเจริญเติบโตของผลึกผลผลิตและคุณภาพ
แลคโตสถูกนํามาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นส่วนผสมในอุตสาหกรรมอาหารและยาเป็นวัตถุดิบในการผลิตแลคติทอลหรือเป็นวัสดุพื้นฐานสําหรับการผลิตจุลินทรีย์ของโพลีเอสเตอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ
อุปกรณ์อัลตราโซนิก
Hielscher Ultrasonics นําเสนออุปกรณ์อัลตราโซนิกสําหรับกระบวนการ sonocrystallization – ไม่ว่าจะเป็นแบทช์ sonication หรือสําหรับการประมวลผลแบบอินไลน์ในเครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิก อุปกรณ์อัลตราโซนิกทั้งหมดของเราได้รับการออกแบบมาให้ทํางานอย่างต่อเนื่อง (24 ชั่วโมง / 7 วัน / 365 วัน) เพื่อให้มั่นใจว่าการใช้อุปกรณ์สูงสุด อุปกรณ์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรมตั้งแต่ 0.5kW ถึง 16kW ต่อหน่วยเหมาะสําหรับการแปรรูปเชิงพาณิชย์ของเวย์แขวนลอยขนาดใหญ่
การแปรรูปเกรดอาหาร
ระบบอัลตราโซนิก Hielscher มีอุปกรณ์สุขภัณฑ์ อัลตราโซนิก sonotrodes (โพรบ / แตร) และเครื่องปฏิกรณ์มีรูปทรงเรขาคณิตที่เรียบง่ายเพื่อการทําความสะอาดที่ง่ายดาย โพรงอากาศอัลตราโซนิกทํางานเป็นเครื่องทําความสะอาดในสถานที่ (CIP) โซโนโทรดและเครื่องปฏิกรณ์ของเราสามารถนึ่งฆ่าเชื้อได้
เนื่องจากมีขนาดเล็กระบบอัลตราโซนิกของ Hielscher จึงสามารถรวมหรือติดตั้งเพิ่มเติมเข้ากับโรงงานที่มีอยู่ของคุณได้อย่างง่ายดาย
ติดต่อเราวันนี้เพื่อรับข้อมูลเพิ่มเติม! Hielscher Ultrasonics นําเสนอโซลูชั่นที่ได้มาตรฐานและปรับแต่งได้หลากหลายสําหรับกระบวนการผลิตนมและอาหารอัลตราโซนิก!
วรรณกรรม/อ้างอิง
- ดีโอร่า, NS; มิสรา, เอ็นเอ็น; เดสวอล, เอ.; มิชรา, HN; คัลเลน, พีเจ; ทิวารี, BK (2013): อัลตราซาวนด์เพื่อการตกผลึกที่ดีขึ้นในการแปรรูปอาหาร. วิศวกรรมอาหาร รีวิว 5/1, 2013. 36-44.
- Dincer, TD; ซีซู, บี.; วัลเล็ต, CGMR; จายาเซนา, V.; พาล์มเมอร์, เอ็ม.; สัปดาห์, เอ็ม. (2014): การตกผลึกของแลคโตสในระบบน้ํา วารสารนมนานาชาติ 35. 2014. 43-48.
- Kougoulos, Marziano I, Miller PR. (2010): วิศวกรรมอนุภาคแลคโตส: อิทธิพลของอัลตราซาวนด์และตัวทําละลายต่อพฤติกรรมของผลึกและขนาดอนุภาค เจ คริสต์ เติบโต 312(23):3509–20.
- Martini, Silvana (2013): การตกผลึกของไขมัน สปริงเกอร์บรีฟในอาหาร สุขภาพ และโภชนาการ 2013.
- ยานิรา I. ซานเชซ-การ์เซีย, คาเรน เอส. การ์เซีย-เวกา, มาร์ธา วาย ลีล-รามอส, อีวาน ซัลเมรอน, เนสตอร์ กูติเอเรซ-เมนเดซ (2018): การตกผลึกแลคโตสด้วยอัลตราซาวนด์ช่วยเมื่อมีเวย์โปรตีนและ κ-carrageenan Ultrasonics Sonochemistry เล่มที่ 42 2018 714-722.
- แมคสวีนีย์, PLH; Fox PF (2009): เคมีนมขั้นสูง ฉบับที่ 3. แลคโตส น้ํา เกลือ และวิตามิน นิวยอร์ก: สปริงเกอร์วิทยาศาสตร์ + สื่อธุรกิจ 759 น.
- พาเทล, SR; Murthy, ZVP (2011): ผลของพารามิเตอร์กระบวนการต่อขนาดผลึกและสัณฐานวิทยาของแลคโตสในการตกผลึกด้วยอัลตราซาวนด์ เทคโนโลยีการวิจัยคริสตัล 46/3 2011. 243-248.
- หว่อง, SY; Hartel, RW (2014): การตกผลึกในการกลั่นแลคโตส – รีวิว วารสารวิทยาศาสตร์การอาหาร 79/3, 2014. 257-272.
เกี่ยวกับ Sonocrystallization
เมื่อใช้อัลตราซาวนด์พลังงานเพื่อกระตุ้นและปรับปรุงกระบวนการตกผลึกจะเรียกว่าการตกผลึกแบบโซโน Sonocrystallization ขึ้นอยู่กับการประยุกต์ใช้ “คลื่นเสียงเพื่อกระตุ้นการเปลี่ยนแปลงทางเคมีกายภาพในวัสดุ การใช้งานทั่วไปของอัลตราซาวนด์พลังงาน ได้แก่ การใช้เพื่อกระตุ้นปฏิกิริยาเคมี (โซโนเคมี) และเพื่อส่งเสริมการตกผลึก (โซโนคลาสติเซชัน) เทคนิคเหล่านี้ได้รับความสนใจจากหลายอุตสาหกรรม รวมถึงอุตสาหกรรมยา เคมี และอาหาร เนื่องจากข้อได้เปรียบที่มีให้ เทคนิคอัลตราซาวนด์มีศักยภาพทางเศรษฐกิจและค่อนข้างง่ายที่จะรวมเข้ากับการดําเนินงานในอุตสาหกรรม เทคนิคเหล่านี้สามารถใช้เพื่อปรับปรุงทั้งความสามารถในการทําซ้ําและผลผลิต ไม่ระบายความร้อนและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม”. [มาร์ตินี่ 2013, 4]
นิวเคลียสและการเจริญเติบโตของผลึก
การตกผลึกถูกกําหนดเป็นกระบวนการก่อตัวซึ่งผลึกของแข็งตกตะกอนจากสารละลายละลายหรือก๊าซที่อิ่มตัวมากเกินไป
กระบวนการตกผลึกประกอบด้วยสองขั้นตอนหลัก: นิวเคลียสและการเจริญเติบโตของผลึก
ในระหว่างการเกิดนิวเคลียสโมเลกุลที่ละลายในสารละลายจะเริ่มก่อตัวเป็นกระจุกซึ่งต้องมีขนาดใหญ่พอที่จะมีความเสถียรภายใต้สภาวะการทํางาน กระจุกที่มั่นคงดังกล่าวก่อตัวเป็นนิวเคลียส หลังจากถึงขนาดวิกฤตเพื่อสร้างนิวเคลียสที่เสถียรขั้นตอนของการเจริญเติบโตของผลึกจะเริ่มขึ้น
ในระยะของการเจริญเติบโตของผลึกนิวเคลียสที่เกิดขึ้นจะมีขนาดใหญ่ขึ้นเมื่อโมเลกุลถูกผูกไว้กับคลัสเตอร์มากขึ้น กระบวนการเติบโตขึ้นอยู่กับระดับความอิ่มตัวและพารามิเตอร์อื่น ๆ เช่นการผสมสม่ําเสมออุณหภูมิ ฯลฯ
ทฤษฎีการตกผลึกแบบคลาสสิกขึ้นอยู่กับแนวคิดทางอุณหพลศาสตร์ที่ว่าระบบที่แยกได้มีความเสถียรอย่างยิ่งเมื่อเอนโทรปีไม่เปลี่ยนแปลง
ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับแลคโตส
แลคโตส (น้ําตาลนม) เป็นไดแซ็กคาไรด์ที่สร้างขึ้นจากกลูโคสและกาแลคโตสที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไกลโคซิดิก β(1→4)
เนื่องจากมีคาร์บอนไครัล แลคโตสจึงสามารถเกิดขึ้นได้ในรูปของไอโซเมอร์ 2 ประเภทต่อไปนี้: α- หรือ β-แลคโตส แลคโตสมักพบในผลึกโมโนไฮเดรต α-แลคโตส โพลีมอร์ฟอื่น ๆ ซึ่งเป็น β-แลคโตสปราศจากน้ํา พบได้น้อยกว่าและตกผลึกสูงกว่า 93.5°C α และ β อะโนเมอร์มีคุณสมบัติแตกต่างกันมาก โพลีมอร์ฟสามารถแยกแยะได้จากการหมุนจําเพาะ (+89°C และ +35°C สําหรับ α- และ β-แลคโตส ตามลําดับ) และความสามารถในการละลาย (70 และ 500g/L (ที่ 20°C) สําหรับ α- และ β-แลคโตส ตามลําดับ) [McSweeney และคณะ 2009]
เป็นคาร์โบไฮเดรตหลักของนมและพบที่ความเข้มข้น 2-8 wt% แลคโตสไม่มีรสชาติและมีความหวานต่ํา แลคโตสทําหน้าที่เป็นน้ําตาลลดและส่งเสริมปฏิกิริยา Maillard และ Stecker ด้วยเหตุนี้ แลคโตสจึงถูกนํามาใช้เพื่อเพิ่มสีและรสชาติของผลิตภัณฑ์อาหาร เช่น ผลิตภัณฑ์เบเกอรี่ ขนมอบ และขนม
แลคโตสเป็นวัตถุเจือปนอาหารที่ใช้กันอย่างแพร่หลายซึ่งทําหน้าที่เป็นพาหะ ฟิลเลอร์ สารทําให้คงตัว และสารเจือจางเม็ดในผลิตภัณฑ์อาหารและยา
α-แลคโตสเป็นรูปแบบที่บริสุทธิ์ที่สุดซึ่งใช้สําหรับผลิตภัณฑ์ยา
แลคโตสเป็นส่วนประกอบที่สําคัญเมื่อพูดถึงรสชาติ กลิ่นหอม และปฏิกิริยาสีน้ําตาล
สูตร: C12H22O11
รหัส IUPAC: β-D-galactopyranosyl-(1→4)-D-glucose
มวลโมลาร์: 342.3 กรัม/โมล
จุดหลอมเหลว: 202.8 °C
ความหนาแน่น: 1.53 g / cm3
การจัดหมวดหมู่: FODMAP
ละลายได้ใน: น้ําเอทานอล
สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ การสกัด อาหาร นาโน เภสัชกรรม พฤกษเคมี การเพิ่มความเข้มข้นของกระบวนการ การสกัดด้วยตัวทําละลาย โซโนเคมี UIP2000hdt UIP4000hdT อัลตราโซนิก การสกัดอัลตราโซนิก เครื่องสกัดอัลตราโซนิก UP400ST