Kết tinh siêu âm Lactose
- Trong nhiều quy trình sữa, whey (sữa thấm) xuất hiện với khối lượng lớn như một sản phẩm phụ. Whey có hàm lượng lactose cao và phải được xử lý, đắt tiền và có tác động đến môi trường.
- Bằng cách thu hồi lactose bằng siêu âm, nước thải whey có thể được giảm đáng kể, trong khi lactose thu hồi là một sản phẩm có thể bán được trên thị trường.
- Siêu âm thúc đẩy quá trình kết tinh nhanh chóng và hiệu quả dẫn đến năng suất cao của các tinh thể lactose đồng nhất.
Sản xuất lactose
Lactose được sản xuất từ dung dịch lactose đậm đặc (thu được từ whey). Bùn lactose đậm đặc phải được làm lạnh đến nhiệt độ thấp để kết tủa tinh thể. Sau bước kết tủa, các tinh thể lactose được tách ra bằng cách ly tâm. Sau đó, các tinh thể được làm khô thành bột.
Các bước kết tinh lactose:
- Nồng độ
- Tạo mầm
- Sự phát triển tinh thể
- Thu hoạch / giặt
Cải thiện kết tinh lactose bằng cách siêu âm
Siêu âm nổi tiếng với tác động tích cực đến quá trình kết tinh và kết tủa (kết tinh sono). Sonication cũng cải thiện sự hình thành và phát triển của các tinh thể lactose.
Kết tinh sono của lactose giúp đạt được năng suất tối đa của các tinh thể lactose trong thời gian tối thiểu.
Sự phát triển tinh thể tốt là đáng kể để đảm bảo thu hoạch và rửa lactose hiệu quả (chiết xuất & thanh lọc). Sonication gây ra quá bão hòa lactose và bắt đầu quá trình tạo mầm chính của các tinh thể lactose. Hơn nữa, quá trình siêu âm liên tục góp phần tạo mầm thứ cấp, đảm bảo sự phân tán kích thước tinh thể nhỏ (CSD).

Kết tinh lactose siêu âm: Lactose kết tinh trong các điều kiện khác nhau: đầu vào năng lượng siêu âm, thêm carrageenan hoặc whey (WPC) ảnh hưởng đến kích thước tinh thể lactose
nghiên cứu và hình ảnh: ©Sanchez-García và cộng sự, 2018.
Lợi ích của siêu âm:
- Năng suất tối đa
- Thời gian xử lý rất ngắn
- Kích thước tinh thể đồng nhất
- Kích thước tinh thể có thể điều khiển
- hình dạng tinh thể đồng nhất
Từ nước thải đến lactose
Do sản lượng sữa lớn, váng sữa thường là sản phẩm phụ được xử lý như nước thải. Việc xử lý váng sữa lỏng tốn nhiều chi phí do nhu cầu oxy sinh học (BOD) và hàm lượng nước cao. Khi lactose được thu hồi từ váng sữa, chất thải được sử dụng trong bước hậu xử lý để sản xuất bột lactose. Việc thu hồi lactose làm giảm BOD của whey hơn 80%, làm cho sản phẩm phụ hữu ích và thân thiện với môi trường hơn. Một quá trình kết tinh siêu âm hỗ trợ cải thiện sự tăng trưởng tinh thể, năng suất và chất lượng.
Lactose được sử dụng rộng rãi làm thành phần trong ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm, làm nguyên liệu thô để sản xuất lactitol hoặc làm nguyên liệu cơ bản để sản xuất vi sinh vật polyester phân hủy sinh học.
thiết bị siêu âm
Hielscher Ultrasonics cung cấp cho bạn thiết bị siêu âm cho các quá trình kết tinh siêu âm – hoặc để siêu âm hàng loạt hoặc để xử lý nội tuyến trong lò phản ứng siêu âm. Tất cả các thiết bị siêu âm của chúng tôi được thiết kế để chạy liên tục (24 giờ / 7 ngày / 365 ngày) đảm bảo sử dụng thiết bị tối đa. Các thiết bị siêu âm công nghiệp từ 0,5kW đến 16kW mỗi đơn vị thích hợp để chế biến thương mại huyền phù whey lớn.
Chế biến cấp thực phẩm
Hệ thống siêu âm Hielscher có sẵn với phụ kiện vệ sinh. Các sonotrodes siêu âm (đầu dò / còi) và lò phản ứng có hình dạng đơn giản để dễ dàng vệ sinh. Quá trình xâm thực siêu âm hoạt động như chất tẩy rửa tại chỗ (CIP). Sonotrodes và lò phản ứng của chúng tôi có thể hấp tiệt trùng.
Do diện tích nhỏ, hệ thống siêu âm của Hielscher có thể dễ dàng tích hợp hoặc trang bị thêm vào cơ sở hiện có của bạn.
Liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay để biết thêm thông tin! Hielscher Ultrasonics cung cấp các giải pháp tiêu chuẩn cũng như tùy chỉnh khác nhau cho các quy trình sữa và thực phẩm siêu âm!
Văn học/Tài liệu tham khảo
- Deora, NS; Misra, N.N.; Deswal, A.; Mishra, HN; Cullen, PJ; Tiwari, B.K. (2013): Siêu âm để cải thiện kết tinh trong chế biến thực phẩm. Đánh giá kỹ thuật thực phẩm 5/1, 2013. 36-44.
- Dincer, TD; Zisu, B.; Vallet, C.G.M.R.; Jayasena, V.; Palmer, M.; Tuần, M. (2014): Siêu âm kết tinh lactose trong hệ thống nước. Tạp chí Sữa Quốc tế 35. 2014. 43-48.
- Kougoulos E, Marziano I, Miller PR. (2010): Kỹ thuật hạt lactose: ảnh hưởng của siêu âm và chống dung môi đến thói quen tinh thể và kích thước hạt. J Tăng trưởng Cryst 312 (23): 3509–20.
- Martini, Silvana (2013): Kết tinh siêu âm của chất béo. Tóm tắt Springer về Thực phẩm, Sức khỏe và Dinh dưỡng. 2013.
- Yanira I. Sánchez-García, Karen S. García-Vega, Martha Y. Leal-Ramos, Ivan Salmeron, Néstor Gutiérrez-Méndez (2018): Kết tinh lactose có sự hỗ trợ của siêu âm với sự hiện diện của whey protein và κ-carrageenan. Siêu âm Sonochemistry, Tập 42, 2018. 714-722.
- McSweeney, PLH; Fox PF (2009): Hóa học sữa tiên tiến. Tập 3. Lactose, nước, muối và vitamin. New York: Khoa học Springer + Truyền thông Kinh doanh. 759 trang.
- Patel, SR; Murthy, ZVP (2011): Ảnh hưởng của các thông số quá trình đối với kích thước tinh thể và hình thái của lactose trong quá trình kết tinh có sự hỗ trợ của siêu âm. Công nghệ nghiên cứu pha lê 46/3. 2011. 243-248.
- Wong, SY; Hartel, RW (2014): Kết tinh trong quá trình tinh chế lactose – Một đánh giá. Tạp chí Khoa học Thực phẩm 79/3, 2014. 257-272.
Giới thiệu về Sonocrystallization
Khi siêu âm công suất được áp dụng để tạo ra và cải thiện quá trình kết tinh, nó được gọi là kết tinh siêu âm. Sonocrystallization dựa trên ứng dụng của “sóng âm để gây ra những thay đổi hóa lý trong vật liệu. Một số ứng dụng phổ biến của siêu âm công suất bao gồm việc sử dụng nó để tạo ra các phản ứng hóa học (sonochemistry) và thúc đẩy quá trình kết tinh (sonocrystallization). Những kỹ thuật này đã nhận được sự chú ý của một số ngành công nghiệp bao gồm dược phẩm, hóa chất và công nghiệp thực phẩm với lợi thế mà chúng mang lại. Kỹ thuật siêu âm khả thi về mặt kinh tế và tương đối dễ kết hợp vào hoạt động công nghiệp. Các kỹ thuật này có thể được sử dụng để cải thiện cả khả năng tái tạo và năng suất sản xuất; Chúng không nhiệt và sạch sẽ với môi trường”. [Martini 2013, 4]
Tạo mầm và tăng trưởng tinh thể
Quá trình kết tinh được xác định là quá trình hình thành, trong đó các tinh thể rắn kết tủa từ dung dịch quá bão hòa, nóng chảy hoặc khí.
Quá trình kết tinh bao gồm hai giai đoạn chính: tạo mầm và phát triển tinh thể.
Trong quá trình tạo mầm, các phân tử hòa tan trong dung dịch bắt đầu tạo thành các cụm, phải đủ lớn để ổn định trong điều kiện hoạt động. Một cụm ổn định như vậy tạo thành một hạt nhân. Sau khi đạt đến kích thước tới hạn để tạo thành một hạt nhân ổn định, giai đoạn phát triển tinh thể bắt đầu.
Trong giai đoạn phát triển tinh thể, các hạt nhân được hình thành trở nên lớn hơn khi nhiều phân tử được giới hạn với cụm. Quá trình tăng trưởng phụ thuộc vào cấp độ bão hòa và các thông số khác như trộn đều, nhiệt độ, v.v.
Lý thuyết kết tinh cổ điển dựa trên quan niệm nhiệt động lực học rằng một hệ thống cô lập là tuyệt đối ổn định khi entropy của nó là bất biến.
Sự thật về Lactose
Lactose (đường sữa) là một disaccharide được xây dựng từ glucose và galactose được kết nối bằng liên kết glycosidic β (1→4).
Do sự hiện diện của cacbon chiral, lactose có thể xuất hiện dưới dạng 2 loại đồng phân sau: α- hoặc β-lactose. Lactose thường được tìm thấy dưới dạng tinh thể monohydrat α-lactose ngậm nước. Đa hình khác, β-lactose khan, ít phổ biến hơn và nó kết tinh trên 93,5 °C. Các anomer α và β có các đặc tính rất khác nhau. Các đa hình có thể được phân biệt bằng vòng quay riêng (lần lượt là (+89°C và +35°C đối với α và β-lactose) và độ hòa tan (lần lượt là 70 và 500g/L (ở 20°C) đối với α và β-lactose). [McSweeney và cộng sự. 2009]
Nó là carbohydrate chính của sữa và được tìm thấy ở nồng độ 2-8 wt%. Lactose không hương vị và có độ ngọt thấp. Lactose hoạt động như một chất khử đường và thúc đẩy các phản ứng Maillard và Stecker. Qua đó, lactose được sử dụng để tăng cường màu sắc và hương vị của các sản phẩm thực phẩm như các sản phẩm bánh, bánh ngọt và bánh kẹo.
Lactose là một chất phụ gia thực phẩm được sử dụng rộng rãi có chức năng như chất mang, chất độn, chất ổn định và chất pha loãng viên nén trong các sản phẩm thực phẩm và dược phẩm.
α-lactose là dạng tinh khiết nhất, được sử dụng cho các sản phẩm dược phẩm.
Lactose là một thành phần quan trọng khi nói đến hương vị, mùi thơm và phản ứng chuyển màu nâu.
Công thức: C12H22O11
Mã IUPAC: β-D-galactopyranosyl-(1→4)-D-glucose
Khối lượng mol: 342,3 g / mol
Điểm nóng chảy: 202,8 °C
Mật độ: 1,53 g / cm3
Phân loại: FODMAP
Hòa tan trong: nước, etanol
Hợp chất hoạt tính sinh học Khai thác thức ăn Nano dược phẩm Hóa chất thực vật tăng cường quá trình Chiết dung môi Sonochemistry UIP2000hdT UIP4000hdt Siêu âm khai thác siêu âm máy vắt siêu âm UP400ST