Ultrasonik laktoza kristallanishi

Ko'pgina sut jarayonlarida katta hajmdagi zardob (sut o'tkazuvchanligi deb ham ataladi) qo'shimcha mahsulot sifatida hosil bo'ladi. Bu oqava suv laktozaga boy, ammo uni yo'q qilish qimmat va ekologik jihatdan og'ir. Laktozani qayta tiklash uchun ultratovushni qo'llash orqali chiqindilar hajmini sezilarli darajada kamaytirish, muammoli oqava suvni qimmatli manbaga aylantirish mumkin. Ultrasonikatsiya tez va samarali kristallanishni osonlashtiradi, tijorat maqsadlarida foydalanish uchun mos keladigan yuqori miqdordagi bir xil laktoza kristallarini beradi.

Laktoza ishlab chiqarish

Laktoza laktozaning konsentrlangan eritmasidan (zardobdan olinadi) ishlab chiqariladi. Konsentrlangan laktoza eritmasi kristallarni cho'ktirish uchun past haroratgacha sovutilishi kerak. Cho'ktirish bosqichidan so'ng, laktoza kristallari santrifüj orqali ajratiladi. Shundan so'ng, kristallar kukunga quritiladi.
Laktoza kristallanish bosqichlari:

konsentratsiya
yadrolanish
Kristal o'sishi
O'rim-yig'im / yuvish

Sonication orqali yaxshilangan laktoza kristallanishi

Ultratovush kristallanish va yog'ingarchilik jarayonlariga (sono-kristallanish) ijobiy ta'siri bilan mashhur. Sonikatsiya laktoza kristallarining shakllanishi va o'sishini ham yaxshilaydi.
Laktozaning sono-kristallanishi minimal vaqt ichida laktoza kristallarining maksimal hosildorligini olishga yordam beradi.

Tarqatish, eritish va yog'ingarchilik/kristallanish uchun ultratovushli oqim xujayrasi

Inline sonication uchun ultratovushli shisha reaktor

Yaxshi kristall o'sishi laktoza (ekstraktsiya)ni samarali yig'ish va yuvishni ta'minlash uchun muhim ahamiyatga ega. & tozalash). Sonikatsiya laktozaning supersaturatsiyasini keltirib chiqaradi va laktoza kristallarining asosiy yadrolanishini boshlaydi. Bundan tashqari, doimiy sonikatsiya ikkilamchi yadro hosil bo'lishiga yordam beradi, bu kichik kristal o'lchamdagi taqsimotni (CSD) ta'minlaydi.

Ultrasonik kristallangan laktoza: Ultrasonik laktoza kristallanishiga karragen yoki zardob (WPC) qo'shilishi ta'sir qilishi mumkin.

Ultrasonik laktoza kristallanishi: turli sharoitlarda kristallangan laktoza: ultratovushli energiya kiritish, qo'shilgan karragenan yoki zardob (WPC) laktoza kristall hajmiga ta'sir qiladi.
o'rganish va rasm: © Sanchez-Garcia va boshqalar, 2018.

Ultratovushning afzalliklari:

maksimal rentabellik
juda qisqa jarayon vaqti
yagona kristal o'lchami
boshqariladigan kristal o'lchami
yagona kristall shakli

Fizibilitedan Inline ishlab chiqarishgacha: laktozaning sono-kristallanishi
Ultrasonik laktoza kristallanishini dastgohdan sanoat ishlab chiqarishgacha kengaytirish haqida ko'proq o'qing!

Chiqindilarni oqava suvdan laktozagacha

Ko'p miqdorda sut ishlab chiqarish tufayli, zardob ko'pincha chiqindi oqava suv sifatida ishlov beriladigan yon mahsulotdir. Suyuq zardobni utilizatsiya qilish uning yuqori biologik kislorodga bo'lgan talabi (BOD) va suv miqdori tufayli ko'p xarajat talab qiladi. Laktoza zardobdan olinganda, chiqindi mahsulot laktoza kukunini ishlab chiqarish uchun qayta ishlashdan keyingi bosqichda ishlatiladi. Laktozaning tiklanishi zardobning BODni 80% dan ko'proq kamaytiradi, bu esa qo'shimcha mahsulotni foydali va atrof-muhitga nisbatan xavfsizroq qiladi. Ultratovush yordamida kristallanish jarayoni kristall o'sishi, hosildorligi va sifatini yaxshilaydi.
Laktoza oziq-ovqat va farmatsevtika sanoatida, laktitol ishlab chiqarish uchun xom ashyo sifatida yoki biologik parchalanadigan poliesterlarni mikrobial ishlab chiqarish uchun asosiy material sifatida keng qo'llaniladi.

UIP2000hdt 2000 vattli kuchli sonikator bo'lib, yuqori o'tkazuvchanlikda laktozaning sanoat kristallanishi uchun oqim xujayrasi mavjud.

UIP2000hdT, 2000 vattli kuchli sonikator sanoat inline kristallanish uchun oqim xujayrasi bilan

ultratovush uskunalari

Hielscher Ultrasonics sono-kristallanish jarayonlari uchun ultratovush uskunasini taklif etadi – ommaviy sonikatsiya uchun yoki ultratovushli reaktorda inline ishlov berish uchun. Barcha Hielscher sonikatorlari uzluksiz ishlash uchun mo'ljallangan (24 soat / 7d / 365d) uskunalardan maksimal darajada foydalanishni ta'minlaydi. Birlik uchun 0,5 kVt dan 16 kVt gacha bo'lgan sanoat ultratovush qurilmalari katta hajmdagi o'ta to'yingan suspenziyalarni tijorat maqsadlarida qayta ishlash uchun javob beradi.

Oziq-ovqat darajasidagi laktozani qayta ishlash

Hielscher sonikatorlari o'ta to'yingan eritmalardan laktoza kristallanishini targ'ib qilish va nazorat qilish uchun juda samarali. Kuchli ultratovushli kavitatsiyani qo'llash orqali ushbu tizimlar yadrolanish tezligini oshiradi, indüksiya vaqtini qisqartiradi va bir xil, yaxshi aniqlangan kristallarning shakllanishiga imkon beradi. Bu tezroq kristallanish kinetikasini va kristal o'lchami va morfologiyasi ustidan nazoratni yaxshilashga olib keladi. Ham ommaviy, ham doimiy inline jarayonlar uchun ideal, Hielscher sonikatorlari R dan kengaytiriladigan echimlarni taklif qiladi.&D sanoat ishlab chiqarishiga. Ularning mustahkam nemis muhandisligi va farmatsevtika standartlari bilan muvofiqligi ularni laktoza tozalash, shakllantirish va qayta ishlashda talab qilinadigan ilovalar uchun juda mos keladi.
Hielscher ultrasonikatorlari cGMP standartlariga muvofiq oziq-ovqat va farmatsevtika ishlab chiqarish uchun javob beradi. Hielscher sonikatorlari gigienik ishlov berish standartlariga to'liq mos kelishini ta'minlaydigan sanitariya darajasidagi armatura bilan mavjud. Ultrasonik sonotrodlar (shuningdek, zondlar yoki shoxlar deb ataladi) va oqim orqali o'tadigan reaktorlar soddalashtirilgan, oson tozalanadigan geometriyalar bilan ishlab chiqilgan bo'lib, samarali texnik xizmat ko'rsatishni osonlashtiradi va ish vaqtini minimallashtiradi. Shunisi e'tiborga loyiqki, ultratovushli kavitatsiyaning o'zi ish paytida ichki yuzani tozalashni qo'llab-quvvatlovchi toza joyda (CIP) mexanizm sifatida ishlaydi. Aseptik muhitlar uchun barcha sonotrodlar va reaktorlar to'liq avtoklavlanadi. O'zlarining ixcham izlari tufayli Hielscher tizimlari mavjud ishlab chiqarish liniyalariga osongina integratsiya qilinadi yoki qayta jihozlanadi, bu ularni farmatsevtika va oziq-ovqat sanoatidagi kristallanish inshootlarini yangilash uchun ideal qiladi.
Qo'shimcha ma'lumot olish uchun bugun biz bilan bog'laning! Hielscher Ultrasonics ultratovushli sut mahsulotlari va oziq-ovqat mahsulotlarini qayta ishlash uchun turli xil standartlashtirilgan va moslashtirilgan echimlarni taklif etadi!

Yuqori o'tkazuvchanlikda kristallanish va yog'ingarchilik uchun o'ta to'yingan eritmalarni uzluksiz ultratovushli qayta ishlash uchun oqim hujayra reaktoriga ega UIP6000hdT (6 kVt ultratovush quvvati, 20 kHz ultratovush chastotasi) sanoat prob tipidagi ultrasonikator.

Ultrasonikator UIP6000hdT bosimli oqim xujayrasi bilan. Isitish / sovutish ko'ylagi yuqori yoki past haroratlarda sonikatsiya qilish imkonini beradi.

Aloqador mavzular

Sonokristallanish haqida

Quvvatli ultratovush kristallanish jarayonlarini qo'zg'atish va yaxshilash uchun qo'llanilsa, u sonokristalizatsiya deb nomlanadi. Sonokristalizatsiya qo'llanilishiga asoslangan “materialdagi fizik-kimyoviy o'zgarishlarni keltirib chiqaradigan akustik to'lqinlar. Quvvatli ultratovushning ba'zi keng tarqalgan ilovalari kimyoviy reaktsiyalarni (sonokimyo) qo'zg'atish va kristallanishni (sonokristallanish) rag'batlantirish uchun foydalanishni o'z ichiga oladi. Ushbu texnikalar bir qancha sohalarning, jumladan farmatsevtika, kimyo va oziq-ovqat sanoatining e'tiborini tortdi, ular taqdim etgan afzalliklarni hisobga olgan holda. Ultratovush texnikasi iqtisodiy jihatdan foydali va sanoatda foydalanish uchun nisbatan oson. Bu usullar ishlab chiqarishning takrorlanuvchanligini va hosildorligini oshirish uchun ishlatilishi mumkin; ular issiqliksiz va ekologik toza”. [Martini 2013, 4]

Yadrolanish va kristall o'sishi

Kristallanish hosil bo'lish jarayoni sifatida aniqlanadi, bu erda qattiq kristallar haddan tashqari to'yingan eritma, eritma yoki gazdan cho'kadi.
Kristallanish jarayoni ikki asosiy bosqichdan iborat: yadrolanish va kristall o'sishi.
Yadrolanish jarayonida eritmadagi erigan molekulalar klasterlar hosil qila boshlaydi, ular ish sharoitida barqaror bo'lishi uchun etarlicha katta bo'lishi kerak. Bunday barqaror klaster yadro hosil qiladi. Barqaror yadro hosil qilish uchun kritik o'lchamga erishgandan so'ng, kristall o'sish bosqichi boshlanadi.
Kristal o'sishi bosqichida hosil bo'lgan yadrolar ko'proq molekulalar klaster bilan bog'langanligi sababli kattalashadi. O'sish jarayoni to'yinganlik darajasiga va boshqa parametrlarga, masalan, bir xil aralashtirish, harorat va boshqalarga bog'liq.
Klassik kristallanish nazariyasi termodinamik kontseptsiyaga asoslanadi, agar izolyatsiya qilingan tizim uning entropiyasi o'zgarmas bo'lsa, mutlaqo barqaror bo'ladi.

Laktoza haqida faktlar

Laktoza (sut shakari) glyukoza va galaktozadan b (1→4) glikozid aloqasi bilan bog'langan disaxariddir.
Xiral uglerod mavjudligi sababli, laktoza quyidagi 2 izomer turi shaklida paydo bo'lishi mumkin: a- yoki b-laktoza. Laktoza ko'pincha gidratlangan a-laktoza monohidrat kristali sifatida topiladi. Boshqa polimorf, suvsiz b-laktoza kamroq tarqalgan va u 93,5 ° C dan yuqori haroratda kristallanadi. a- va b-anomerlar juda boshqacha xususiyatlarga ega. Polimorflarni o'ziga xos aylanish (a- va b-laktoza uchun mos ravishda +89 ° C va +35 ° C) va eruvchanligi (a- va b-laktoza uchun 70 va 500 g / L (20 ° C da)) bilan ajratish mumkin. , mos ravishda). [McSweeney va boshqalar. 2009]
U sutning asosiy uglevodidir va og'irligi 2-8% kontsentratsiyalarda mavjud. Laktoza ta'msiz va past shirinlikka ega. Laktoza kamaytiruvchi shakar vazifasini bajaradi va Maillard va Stecker reaktsiyalarini rag'batlantiradi. Shunday qilib, laktoza non mahsulotlari, xamir ovqatlar va qandolatchilik kabi oziq-ovqat mahsulotlarining rangi va ta'mini yaxshilash uchun ishlatiladi.
Laktoza keng qo'llaniladigan oziq-ovqat qo'shimchasi bo'lib, oziq-ovqat va farmatsevtika mahsulotlarida tashuvchi, to'ldiruvchi, stabilizator va tabletkalarni suyultiruvchi sifatida ishlaydi.
a-laktoza eng sof shakl bo'lib, farmatsevtika mahsulotlari uchun ishlatiladi.
Laktoza ta'm, xushbo'ylik va qizarish reaktsiyalarida muhim tarkibiy qismdir.
Formula: C₁₂H₂₂O₁₁
IUPAC identifikatori: b-D-galaktopiranosil-(1→4)-D-glyukoza
Molyar massasi: 342,3 g/mol
Erish nuqtasi: 202,8 ° S
Zichlik: 1,53 g/sm³
Tasnifi: FODMAP
Eriydi: suv, etanol

Adabiyot / Adabiyotlar

Deora, N.S.; Misra, N.N.; Deswal, A.; Mishra, H.N.; Cullen, P.J.; Tiwari, B.K. (2013): Ultrasound for Improved Crystallisation in Food Processing. Food Engineering Reviews 5/1, 2013. 36-44.
Dincer, T.D.; Zisu, B.; Vallet, C.G.M.R.; Jayasena, V.; Palmer, M.; Weeks, M. (2014): Sonocrystallisation of lactose in an aqueous system. International Dairy Journal 35. 2014. 43-48.
Zettl, M., Kreimer, M., Aigner, I., Mannschott, T., van der Wel, P., Khinast, J., Krumme, M. (2020): Runtime Maximization of Continuous Precipitation in an Ultrasonic Process Chamber. Organic Process Research & Development, 24(4), 2020. 508–519.
Kougoulos E, Marziano I, Miller PR. (2010): Lactose particle engineering: influence of ultrasound and anti-solvent on crystal habit and particle size. J Cryst Growth 312(23):3509–20.
Yanira I. Sánchez-García, Karen S. García-Vega, Martha Y. Leal-Ramos, Ivan Salmeron, Néstor Gutiérrez-Méndez (2018): Ultrasound-assisted crystallization of lactose in the presence of whey proteins and κ-carrageenan. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 42, 2018. 714-722.
Patel, S.R.; Murthy, Z.V.P. (2011): Effect of process parameters on crystal size and morphology of lactose in ultrasound-assisted crystallization. Crystal Research Technology 46/3. 2011. 243-248.

Yuqori samarali ultratovush! Hielscher mahsulot assortimenti ixcham laboratoriya ultratovush qurilmasidan to'liq sanoat ultratovush tizimlariga qadar to'liq spektrni qamrab oladi.

Hielscher Ultrasonics kompaniyasi yuqori samarali ultratovushli homogenizatorlarni ishlab chiqaradi laboratoriya uchun sanoat hajmi.