Ultrasonik Laktoz Kristalizasyonu
- Birçok süt prosesinde, peynir altı suyu (süt süzüntüsü) bir yan ürün olarak büyük hacimlerde meydana gelir. Peynir altı suyu yüksek laktoz içeriğine sahiptir ve atılması gerekir, bu da pahalıdır ve çevresel etkileri vardır.
- Laktozun ultrason ile geri kazanılmasıyla, peynir altı suyu atık suyu büyük ölçüde azaltılabilirken, geri kazanılan laktoz pazarlanabilir bir üründür.
- Ultrasonication, hızlı ve verimli kristalizasyonu teşvik eder ve bu da düzgün laktoz kristallerinin yüksek verimi ile sonuçlanır.
Laktoz Üretimi
Laktoz, konsantre bir laktoz çözeltisinden (peynir altı suyundan elde edilir) üretilir. Konsantre laktoz bulamacı, kristalleri çökeltmek için düşük bir sıcaklığa soğutulmalıdır. Çökeltme adımından sonra, laktoz kristalleri santrifüjleme ile ayrılır. Daha sonra, kristaller bir toz haline getirilir.
Laktoz Kristalizasyon Adımları:
- konsantrasyon
- Çekirdeklenme
- Kristal büyümesi
- Hasat / yıkama
Sonikasyon ile Geliştirilmiş Laktoz Kristalizasyonu
Ultrason, kristalleşme ve çökeltme süreçleri (sono-kristalizasyon) üzerindeki olumlu etkisi ile bilinir. Sonikasyon, laktoz kristallerinin oluşumunu ve büyümesini de geliştirir.
Laktozun Sono kristalizasyonu, minimum sürede maksimum laktoz kristali veriminin elde edilmesine yardımcı olur.
Laktozun verimli bir şekilde toplanmasını ve yıkanmasını sağlamak için iyi bir kristal büyümesi önemlidir (ekstraksiyon & arıtma). Sonikasyon, laktozun aşırı doygunluğuna neden olur ve laktoz kristallerinin birincil çekirdeklenmesini başlatır. Ayrıca, sürekli sonikasyon, küçük kristal boyutu dağılımı (CSD) sağlayan ikincil bir çekirdeklenmeye katkıda bulunur.

Ultrasonik laktoz kristalizasyonu: Farklı koşullar altında kristalize edilen laktoz: ultrasonik enerji girişi, eklenen İrlanda yosunu veya peynir altı suyu (WPC) laktoz kristal boyutunu etkiler
çalışma ve resim: ©Sanchez-García ve diğerleri, 2018.
Ultrasonun Faydaları:
- Maksimum verim
- çok kısa işlem süresi
- Üniforma kristal boyutu
- kontrol edilebilir kristal boyutu
- Üniforma kristal şekli
Atık atık sudan laktoza
Büyük süt ürünleri üretimi nedeniyle, peynir altı suyu genellikle atık atık su olarak muamele edilen bir yan üründür. Sıvı peynir altı suyunun bertarafı, yüksek biyolojik oksijen ihtiyacı (BOİ) ve su içeriği nedeniyle maliyet yoğundur. Laktoz peynir altı suyundan geri kazanıldığında, atık ürün laktoz tozu üretmek için bir işlem sonrası adımda kullanılır. Laktoz geri kazanımı, peynir altı suyunun BOİ'sini �'den fazla azaltarak yan ürünü kullanışlı ve daha çevre dostu hale getirir. Ultrasonik destekli bir kristalizasyon işlemi, kristal büyümesini, verimini ve kalitesini artırır.
Laktoz, gıda ve ilaç endüstrisinde bileşen olarak, laktitol üretimi için hammadde olarak veya biyolojik olarak parçalanabilen polyesterlerin mikrobiyal üretimi için temel malzeme olarak yaygın olarak kullanılmaktadır.
Ultrasonik Ekipmanlar
Hielscher Ultrasonics, sonokristalizasyon işlemleri için size ultrasonik ekipman sunar – ya toplu sonikasyon için ya da ultrasonik bir reaktörde satır içi işleme için. Tüm ultrasonik cihazlarımız sürekli çalışacak şekilde tasarlanmıştır (24 saat / 7d / 365d) ve maksimum ekipman kullanımını sağlar. Birim başına 0,5kW'dan 16kW'a kadar endüstriyel ultrasonik cihazlar, büyük peynir altı suyu süspansiyonlarının ticari olarak işlenmesi için uygundur.
Gıdaya Uygun İşleme
Hielscher ultrasonik sistemler sıhhi tesisat armatürleri ile mevcuttur. Ultrasonik sonotrodlar (problar / boynuzlar) ve reaktörler, kolay temizlik için basit bir geometriye sahiptir. Ultrasonik kavitasyon, yerinde temizleyici (CIP) olarak çalışır. Sonotrodlarımız ve reaktörlerimiz otoklavlanabilir.
Küçük bir ayak izi nedeniyle, Hielscher'ın ultrasonik sistemleri mevcut tesisinize kolayca entegre edilebilir veya retro-monte edilebilir.
Daha fazla bilgi almak için bugün bize ulaşın! Hielscher Ultrasonics, ultrasonik süt ve gıda süreçleri için çeşitli standartlaştırılmış ve özelleştirilmiş çözümler sunar!
Literatür/Referanslar
- Deora, N.S.; Misra, N.N.; Deswal, A.; Mishra, H.N.; Cullen, P.J.; Tiwari, B.K. (2013): Gıda İşlemede Daha İyi Kristalizasyon için Ultrason. Gıda Mühendisliği İncelemeleri 5/1, 2013. 36-44.
- Dinçer, T.D.; Zisu, B.; Vallet, C.G.M.R.; Jayasena, V.; Palmer, M.; Haftalar, M. (2014): Sulu bir sistemde laktozun sonokristalleşmesi. Uluslararası Süt Ürünleri Dergisi 35. 2014. 43-48.
- Kougoulos E, Marziano I, Miller PR. (2010): Laktoz parçacık mühendisliği: ultrason ve anti-çözücünün kristal alışkanlığı ve parçacık boyutu üzerindeki etkisi. J Cryst Büyüme 312(23):3509–20.
- Martini, Silvana (2013): Yağların Sonokristalleşmesi. Springer Gıda, Sağlık ve Beslenme Özetleri. 2013.
- Yanira I. Sánchez-García, Karen S. García-Vega, Martha Y. Leal-Ramos, Ivan Salmeron, kızlık soyadı Gutiérrez-Méndez (2018): Peynir altı suyu proteinleri ve κ-İrlanda yosunu varlığında laktozun ultrason destekli kristalizasyonu. Ultrasonik Sonokimya, Cilt 42, 2018. 714-722.
- McSweeney, P.L.H.; Fox P.F. (2009): İleri Süt Kimyası. Cilt 3. Laktoz, su, tuzlar ve vitaminler. New York: Springer Bilim + İş Medyası. 759 sayfa.
- Patel, S.R.; Murthy, Z.V.P. (2011): Ultrason destekli kristalizasyonda proses parametrelerinin kristal boyutu ve laktoz morfolojisi üzerindeki etkisi. Kristal Araştırma Teknolojisi 46/3. 2011. 243-248.
- Wong, S.Y.; Hartel, R.W. (2014): Laktoz Rafinasyonunda Kristalleşme – Bir inceleme. Gıda Bilimi Dergisi 79/3, 2014. 257-272.
Sonocrystallization Hakkında
Kristalleşme süreçlerini indüklemek ve iyileştirmek için güç ultrasonu uygulandığında, sonokristalizasyon olarak bilinir. Sonokristalizasyon, aşağıdakilerin uygulanmasına dayanır: “malzemede fizikokimyasal değişikliklere neden olmak için akustik dalgalar. Güç ultrasonunun bazı yaygın uygulamaları, kimyasal reaksiyonları indüklemek (sonokimya) ve kristalleşmeyi teşvik etmek (sonokristalizasyon) için kullanımını içerir. Bu teknikler, sundukları avantaj göz önüne alındığında ilaç, kimya ve gıda endüstrileri dahil olmak üzere birçok endüstrinin dikkatini çekmiştir. Ultrason teknikleri ekonomik olarak uygulanabilir ve endüstriyel operasyona dahil edilmesi nispeten kolaydır. Bu teknikler hem tekrarlanabilirliği hem de üretim verimini artırmak için kullanılabilir; Termal değildirler ve çevresel olarak temizdirler”. [Martini 2013, 4]
Çekirdeklenme ve Kristal Büyümesi
Kristalleşme, katı kristallerin aşırı doymuş bir çözeltiden, eriyik veya gazdan çökeldiği oluşum süreci olarak belirlenir.
Kristalleşme süreci iki ana aşamadan oluşur: çekirdeklenme ve kristal büyümesi.
Çekirdeklenme sırasında, çözelti içindeki çözünmüş moleküller, çalışma koşulları altında kararlı olacak kadar büyük olması gereken kümeler oluşturmaya başlar. Böyle kararlı bir küme bir çekirdek oluşturur. Kararlı bir çekirdek oluşturmak için kritik boyuta ulaştıktan sonra, kristal büyümesi aşaması başlar.
Kristal büyümesi aşamasında, kümeye daha fazla molekül bağlandıkça oluşan çekirdekler büyür. Büyüme süreci, doygunluk derecesine ve homojen karıştırma, sıcaklık vb. gibi diğer parametrelere bağlıdır.
Klasik kristalleşme teorisi, izole edilmiş bir sistemin entropisi değişmez olduğunda kesinlikle kararlı olduğu termodinamik anlayışına dayanır.
Laktoz hakkında gerçekler
Laktoz (süt şekeri), β(1→4) glikozidik bağ ile bağlanan glikoz ve galaktozdan yapılmış bir disakkarittir.
Kiral bir karbonun varlığı nedeniyle, laktoz aşağıdaki 2 izomer tipi şeklinde ortaya çıkabilir: α- veya β-laktoz. Laktoz en sık hidratlı α-laktoz monohidrat kristali olarak bulunur. Diğer polimorf, susuz β-laktoz, daha az yaygındır ve 93.5 ° C'nin üzerinde kristalleşir. α ve β anomerleri çok farklı özelliklere sahiptir. Polimorflar, spesifik rotasyon (sırasıyla α- ve β-laktoz için +89 ° C ve + 35 ° C) ve çözünürlük (sırasıyla α- ve β-laktoz için 70 ve 500 g / L (20 ° C'de)) ile ayırt edilebilir. [McSweeney ve ark. 2009]
Sütün ana karbonhidratıdır ve ağırlıkça %2-8 konsantrasyonlarda bulunur. Laktoz tatsızdır ve düşük tatlılığa sahiptir. Laktoz, indirgeyici bir şeker görevi görür ve Maillard ve Stecker reaksiyonlarını destekler. Böylece laktoz, unlu mamuller, hamur işleri ve şekerlemeler gibi gıda ürünlerinin rengini ve lezzetini arttırmak için kullanılır.
Laktoz, gıda ve farmasötik ürünlerde taşıyıcı, dolgu maddesi, stabilizatör ve tablet seyreltici olarak işlev gören, yaygın olarak kullanılan bir gıda katkı maddesidir.
α-laktoz, farmasötik ürünler için kullanılan en saf formdur.
Laktoz, tat, aroma ve esmerleşme reaksiyonları söz konusu olduğunda önemli bir bileşendir.
Formül: C12H22O11
IUPAC Kimliği: β-D-galaktopiranosil-(1→4)-D-glikoz
Molar kütle: 342.3 g/mol
Erime noktası: 202.8°C
Yoğunluk: 1,53 g/cm3
sınıflandırma: FODMAP
Çözünür: su, etanol
Biyoaktif Bileşikler ekstraksiyon yiyecek nano İlaç Fitokimyasallar Süreç yoğunlaştırma Solvent Ekstraksiyonu Sono-kimya UIP2000hdT UIP4000hdT ultrasonikasyon ultrasonik ekstraksiyon ultrasonik çıkarıcı UP400St