Qand lavlagi qirindilaridan shakarni ultratovush yordamida ekstraksiya qilish
Ultratovushli ekstraksiya qand lavlagi qirindilaridan ajratib olinadigan saxaroza chiqishini oshiradi va ekstraksiya jarayonining davomiyligini sezilarli darajada qisqartiradi. Ultratovush bilan ishlov berish oddiy va xavfsiz usul boʻlib, ekstraksiya samaradorligini yaxshilash uchun uni amaldagi qarama-qarshi oqimli ekstraksiya texnologiyasi bilan osongina birlashtirish mumkin.
Qand lavlagi qirindilarini ultratovush yordamida ekstraksiya qilish
Ultratovush yordamidagi ekstraksiya akustik yoki ultratovushli kavitatsiyaning ishlash tamoyiliga asoslanadi. Ultratovush taʼsirida yuzaga keladigan kavitatsiya hosil qiladigan mexanik taʼsirlar ultratovush orqali teshikchalar hosil boʻlishiga va hujayra devorlarining parchalanishiga olib keladi, bu esa keyinchalik hujayra ichida qamalib qolgan molekulalarning oʻtkazuvchanligini oshiradi. Kavitatsiya sababli yuzaga keladigan suyuqlik oqimlari va mikroturbulentlik ekstraksiya jarayonidagi massa almashinuvini yaxshilaydi, natijada saxaroza va boshqa molekulalar erituvchiga, yaʼni suvga oʻtadi.
UIP4000hdT ultratovush qurilmasi qand lavlagini sanoat miqyosida ekstraksiya qilish uchun.
- Ultratovush bilan dastlabki ishlov berish (qarama-qarshi oqimli minoradan oldin)
- Qarama-qarshi oqimli ekstraksiya davomida ultratovush bilan ishlov berish
- Ultratovush bilan keyingi ishlov berish (qarama-qarshi oqimli minoradan keyin)
Mavjud ekstraksiya uskunasi, ishlab chiqarish maqsadlari va mavjud joyga qarab, ultratovush bilan ishlov berishni dastlabki yoki keyingi ishlov sifatida, shuningdek, qarama-qarshi oqimli ekstraksiya davomida mavjud tizimga osongina qoʻshish mumkin.
Qand lavlagi qirindilariga ultratovush bilan dastlabki ishlov berish
Qand lavlagi qirindilariga ultratovush bilan dastlabki ishlov berish jarayonni jadallashtiruvchi usuldir. Ultratovushli ekstraktorlarni asosan qand lavlagini ekstraksiya qilishda qoʻllanadigan qarama-qarshi oqimli ekstraksiya minoralari bilan osongina birlashtirish mumkin. Qand lavlagi qirindilariga qarama-qarshi oqimli ekstraksiya tizimiga kirishidan oldin qisqa muddat ultratovush bilan ishlov berish hujayra devorlarini parchalash va ochishga yordam beradi. Ultratovush bilan ishlov berish erituvchi (yaʼni suv) va lavlagi qirindilari oʻrtasidagi massa almashinuvini kuchaytiradi, natijada saxaroza kabi hujayra ichidagi molekulalar hujayra ichidan erituvchiga oʻtadi. Qand lavlagi qirindilariga ultratovush bilan dastlabki ishlov berish qarama-qarshi oqimli kolonnada saxaroza ekstraksiyasini osonlashtiradi va tezlashtiradi.
Turli ekstraksiya muddatlari davomida 400 W quvvatda, 50°C haroratda ultratovush bilan ishlov berilgan qand lavlagi qirindilari namunalarining SEM (200×) tasvirlari. A) qirindilarning qarama-qarshi oqimli ekstraksiyasi; B) 10 min davomida UAE dan keyin; C) 20 min davomida UAE dan keyin; D) 40 min davomida UAE dan keyin. Ultratovushli ekstraksiya hujayra devorlarini parchalaydi va hujayra ichidagi moddalarni ajratib chiqaradi.
(©Fu et al., 2013)
Ultratovushli va qarama-qarshi oqimli ekstraksiyani taqqoslash
Fu et al. (2013) anʼanaviy qarama-qarshi oqimli ekstraksiyani qand lavlagi qirindilaridan saxarozani ultratovush yordamida ekstraksiya qilish bilan taqqoslagan. Tadqiqot natijalari ultratovush bilan ishlov berish yuqoriroq tozalikdagi mahsulotning yuqoriroq chiqishini taʼminlaganini, ekstraksiya vaqti esa 70 min. dan (qarama-qarshi oqim) 40 min. gacha (ultratovush bilan ishlov berish) sezilarli darajada qisqarganini koʻrsatdi. Ultratovush yordamidagi ekstraksiya (UAE) kolloid aralashmalar (ayniqsa pektinlar) konsentratsiyasining pasayishiga olib keladi va yuqoriroq saxaroza chiqishini (94,0±0,15%) taʼminlaydi. Ajratib olingan sharbat yuqori tozalikka ega (92,6±0,11%). (qarang: Fu et al., 2013)
Shakar ishlab chiqarish korxonalari allaqachon anʼanaviy qarama-qarshi oqimli ekstraksiya minoralari bilan jihozlangani sababli, odatda sinergik ultratovush bilan ishlov berishni mavjud uskuna bilan birlashtirish afzal koʻriladi. Saxarozaning ultratovushli ekstraksiyasini xarajat va vaqt jihatidan eng samarali tarzda qoʻllash uchun ultratovushli ekstraksiyani anʼanaviy qarama-qarshi oqimli ekstraksiyadan oldin, uning davomida yoki undan keyin sinergik ishlov sifatida joriy etish mumkin. Ultratovush bilan ishlov berish qand lavlagi hujayralarini parchalab, ulardan saxarozani ajratib chiqargani uchun qarama-qarshi oqimli ishlov davomiyligini qisqartirish, shu bilan birga saxaroza chiqishini oshirish mumkin.
- Tezlashtirilgan jarayon
- Yuqoriroq chiqish
- Jarayonni jadallashtirish
- Qarama-qarshi oqimli tizimlar bilan sinergik taʼsirlar
- Mavjud tizimga oson qoʻshish
- Oddiy sinov
- Miqyosni chiziqli oshirish imkoniyati
- Kam texnik xizmat talabi
- Investitsiyaning tez qoplanishi
Yuqori unumdorlikdagi ultratovushli ekstraktorlar
Hielscher Ultrasonics ekstraksiya tizimlari butun dunyo boʻylab oziq-ovqat va farmatsevtika sanoatida oziq-ovqat mahsulotlari, oziq-ovqat qoʻshimchalari yoki farmatsevtik preparatlar sifatida ishlatiladigan yuqori sifatli ekstraktlarni tijorat miqyosida ishlab chiqarish uchun qoʻllanadi. Ultratovush bilan ishlov berish parametrlarini laboratoriya stoli miqyosida sinash va optimallashtirishni yoki oqimda ishlab chiqarish uchun toʻliq sanoat miqyosidagi ultratovushli ekstraksiya tizimini oʻrnatishni xohlashingizdan qatʼi nazar, Hielscher Ultrasonics sizga mos ultratovushli ekstraksiya uskunasiga ega. Kam joy egallashi va oʻrnatishning moslashuvchan variantlari uni hatto joyi tor boʻlgan qayta ishlash korxonasidagi mavjud tizimga ham qoʻshish imkonini beradi.
Hielscher Ultrasonics bilan jarayonni standartlashtirish
Oziq-ovqat uchun yaroqli mahsulotlar Yaxshi ishlab chiqarish amaliyotlari (GMP) ga muvofiq va standartlashtirilgan ishlov berish talablariga rioya qilgan holda ishlab chiqarilishi kerak. Hielscher Ultrasonics raqamli ekstraksiya tizimlari ultratovush bilan ishlov berish jarayonini aniq sozlash va boshqarishni osonlashtiradigan aqlli dasturiy taʼminot bilan jihozlangan. Maʼlumotlarni avtomatik qayd etish funksiyasi ultratovush energiyasi (umumiy va sof energiya), amplituda, harorat, bosim (harorat va bosim sensorlari oʻrnatilganda) kabi barcha ultratovushli jarayon parametrlarini sana va vaqt belgisi bilan ichki SD-kartaga yozadi. Bu ultratovush bilan ishlov berilgan har bir partiyani tekshirib chiqish imkonini beradi. Shu bilan birga, natijalarning takrorlanuvchanligi va mahsulot sifatining doimiy ravishda yuqori boʻlishi taʼminlanadi.
Hielscher Ultrasonics sanoat ultratovush protsessorlari juda yuqori amplitudalarni taʼminlay oladi. 200µm gacha boʻlgan amplitudalarda 24/7 rejimida uzluksiz ishlashni osongina amalga oshirish mumkin. Yanada yuqori amplitudalar uchun buyurtma asosida tayyorlanadigan ultratovushli sonotrodlar mavjud. Hielscher ultratovush uskunalarining mustahkamligi katta yuklama ostida va murakkab muhitlarda 24/7 rejimida ishlash imkonini beradi.
Quyidagi jadval ultratovush qurilmalarimizning taxminiy ishlov berish quvvati haqida tasavvur beradi:
| Partiya hajmi | Hajmiy oqim tezligi | Tavsiya etiladigan qurilmalar |
|---|---|---|
| 1 dan 500mL gacha | 10 dan 200mL/min gacha | UP100H |
| 10 dan 2000mL gacha | 20 dan 400mL/min gacha | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 dan 20L gacha | 0,2 dan 4L/min gacha | UIP2000hdT |
| 10 dan 100L gacha | 2 dan 10L/min gacha | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 dan 100L/min gacha | UIP16000 |
| n.a. | kattaroq | qurilmalar majmuasi: UIP16000 |
Biz bilan bogʻlaning! / Bizdan soʻrang!
Yuqori quvvatli ultratovushli gomogenizatorlar laboratoriya miqyosidan tajriba-sinov va sanoat miqyosigacha.
Adabiyotlar / Manbalar
- Fu et al. (2013): The ultrasonic-assisted extraction of sugar from sugar beet cossettes. International Sugar Journal, Sept. 2013. 696-700.
- Hedayati K., Emadi B., Khojastehpour M., Beyraghi Toosi Sh. (2014): The Effect Of Ultrasonic Waves On Sugar Extraction And Mechanical Properties Of Sugar Beet. Journal of Agricultural Machinery Volume 3, Issue 2, 2014. 144-153.
- 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.
Bilishga arziydigan maʼlumotlar
Shakar ishlab chiqarish
Osh shakari deb ham ataladigan saxaroza asosan shakarqamish va qand lavlagidan (Beta vulgaris) ishlab chiqariladi. Shakar, yaʼni saxaroza, lavlagidan issiq suv yordamida koʻp bosqichli jarayonda ajratib olinadi; bunda xom shakar sharbati qarama-qarshi oqimli tizimda issiq suv bilan diffuziya orqali ajratib olinadi. Keyin shakar sharbati vakuum ostida konsentrlanadi, undan soʻng takroriy yuvish va nihoyat quritish amalga oshiriladi.
Hosil yigʻib olingach, lavlagi ildizlari shakar ishlab chiqarish zavodiga tashiladi, u yerda lavlagi yuviladi, soʻng mexanik ravishda yupqa tilimlangan tasmalar – qirindilar deb ataladigan boʻlaklarga kesiladi. Qirindilar qarama-qarshi oqimli ekstraksiya tizimiga beriladi. Qarama-qarshi oqimli tizim diffuziya asosida ishlaydi va qirindilardagi shakarni issiq suvga yuvib chiqaradi.
Qarama-qarshi oqimli diffuziya tizimlari uzun reaktorlar yoki balandligi bir necha metr boʻlgan baland minoralar / kolonnalardan iborat boʻlib, ularda qirindilar bir yoʻnalishda (yuqoriga), issiq suv esa teskari yoʻnalishda (oqim boʻylab) harakatlanadi. Zamonaviy minorali ekstraksiya qurilmalarining qayta ishlash quvvati kuniga 17 000 metrik tonnagacha yetadi. Qirindilarning qarama-qarshi oqimli minorada odatiy qolish vaqti taxminan 90 min., suv esa diffuzor kolonnasida faqat 45 min. qoladi. Qarama-qarshi oqimli tizimlarning asosiy afzalligi issiq suvli reaktorda qand lavlagini matseratsiya qilish bilan taqqoslaganda suv sarfining kamligidir. Qarama-qarshi oqimli diffuziya tizimida hosil boʻladigan shakar sharbati eritmasi xom sharbat deb ataladi. Xom sharbatning rangi oksidlanish darajasiga qarab qoradan toʻq qizilgacha oʻzgarishi mumkin.
Ishlatilgan qirindilar diffuziya tizimidan namligi taxminan 95%, ammo saxaroza miqdori kam boʻlgan lavlagi jomi sifatida chiqadi.
Jomda qolgan saxarozani ajratib olish uchun nam jom vintli pressda namligi taxminan 75% boʻlguncha siqiladi.
Qolgan jom quritiladi va asosan hayvonlar uchun ozuqa sifatida ishlatiladi.
Xom sharbatdan shakar kristallarini choʻktirishdan oldin undagi aralashmalarni olib tashlash uchun karbonatatsiya qoʻllanadi. Shu sababli xom sharbat issiq ohak suti, yaʼni kalsiy gidroksidning suvdagi suspenziyasi bilan aralashtiriladi. Karbonatatsiya davomida sulfatlar, fosfatlar, sitrat va oksalatlar kabi aralashmalar choʻkadi. Ular kalsiy tuzlari va yirikroq organik molekulalar, masalan, oqsillar, pektinlar va saponinlar shaklida choʻkadi. Bundan tashqari, ishqoriy pH qiymati oddiy shakarlar boʻlgan glyukoza va fruktozani glutamin aminokislotasi bilan birga kimyoviy jihatdan barqaror karboksil kislotalarga aylantiradi; ularni keyinchalik filtrlash orqali olib tashlash mumkin, chunki bu molekulalar kristallanishga xalaqit bergan boʻlardi.
Jarayonning keyingi bosqichida ishqoriy shakar eritmasidan karbonat angidrid pufakchalar shaklida oʻtkazilib, ohak kalsiy karbonat sifatida choʻktiriladi. Kalsiy karbonat zarrachalari ayrim aralashmalarni bogʻlaydi. Ogʻir zarrachalar idishda choʻkadi va ularni filtrlash orqali olib tashlash mumkin. Ushbu tozalash bosqichlaridan soʻng suyultirilgan sharbat deb ataladigan mahsulot olinadi. Suyultirilgan sharbatga pH qiymatini sozlash uchun kalsinatsiyalangan soda bilan, shuningdek, monosaxaridlarning issiqlik taʼsirida parchalanishi sababli yuzaga kelishi mumkin boʻlgan ranglanishni kamaytirish uchun oltingugurt asosidagi birikma bilan ishlov berilishi mumkin.
Suyultirilgan sharbatni konsentrlash uchun koʻp korpusli bugʻlatish tizimlarida bugʻlatish qoʻllanadi, natijada suyultirilgan sharbat quyuq sharbatga aylanadi. Quyuq sharbat tarkibida massa boʻyicha taxminan 60% saxaroza boʻladi.
Yakuniy bosqichda quyuq sharbatga kristallizatorlarda ishlov beriladi. Qayta ishlatishga qaytarilgan shakarni qoʻshish va eritish orqali ona eritma deb ataladigan mahsulot hosil qilinadi. Ona eritma vakuum qozonlari deb ataladigan katta idishlarda vakuum ostida qaynatilib, yanada konsentrlanadi va kristallanish markazlari sifatida juda mayda shakar kristallari qoʻshiladi. Ona eritmadagi shakar bu kristallar atrofida toʻplanishi natijasida ular oʻsadi. Hosil boʻlgan shakar kristallari / sirop aralashmasi massecuite deb ataladi; bu fransuzcha atama “pishirilgan massa” degan maʼnoni anglatadi. Massecuite sentrifugaga beriladi, u yerda “High Green” siropi markazdan qochma kuch yordamida massecuite tarkibidan ajratib olinadi. Sentrifugalashdan soʻng shakar kristallarini yuvish uchun sentrifugaga suv purkaladi, natijada “Low Green” siropi deb ataladigan mahsulot hosil boʻladi. Keyin sentrifuga kristallarni qisman quritish uchun juda yuqori tezliklarda aylanadi. Sentrifuga sekinlashganda, shakar uning devorlaridan qirib olinib, konveyer tizimiga tushiriladi va aylanuvchi granulyatorga tashiladi, u yerda iliq havo bilan quritiladi. Quruq, toza shakar kristallari keyingi ishlov berish yoki foydalanish uchun shakarni rafinatsiyalash korxonalariga yoki oziq-ovqat ishlab chiqaruvchilariga sotishga tayyor boʻladi.