تبلور اللاكتوز

تبلور اللاكتوز هو ممارسة صناعية لفصل اللاكتوز عن محاليل مصل اللبن عن طريق التبلور المتحكم فيه. يستخدم اللاكتوز ، وهو مكون رئيسي للحليب ومصل اللبن ، في الأغذية ومنتجات الألبان والمستحضرات الصيدلانية. تنتج صناعة الألبان كميات كبيرة من اللاكتوز ، ولكن لم يتم استرداد جزء كبير منه من العملية ويتم إهداره. إن إهدار اللاكتوز هو خسارة اقتصادية ويشكل تهديدا للبيئة. لاستعادة هذا المنتج الثانوي لصناعة الجبن المشتق من مصل اللبن ، يعد تبلور التبريد على نطاق صناعي ضخم ممارسة عصرية. ومع ذلك ، فإن عملية التبلور بعيدة كل البعد عن التحسين.

تعتمد جودة المنتج والعائد بشكل كبير على حجم الجسيمات وعملية تبلور اللاكتوز معقدة بسبب التباين الموسمي في جودة الحليب ، ووجود الشوائب المعدنية وحركية نمو البلورات البطيئة - والتي تتطلب تاريخيا أوقات دفعة طويلة. تنتج غالبية عملية بلورة اللاكتوز الصناعية بلورات صغيرة نسبيا ، مما يؤدي إلى الفصل النهائي للكفاءة المنخفضة ونسبة الاسترداد المنخفضة.

تتطلب عملية تبلور اللاكتوز تحديد الآليات التي تؤثر على النتيجة:

• التنوي (والتنوي الثانوي)
• نمو
• التزييت
• التكتل
• الكسر
• كيمياء تعدد الأشكال

يعد اكتساب فهم العملية الأساسي هو الخطوة الأولى في تحسين عملية تبلور اللاكتوز. توفر الخطوات المهمة ، مثل قياس منحنى الذوبان ودراسة عرض المنطقة المستقرة ، فهما أساسيا للديناميكا الحرارية للتبلور.

يشتمل صندوق أدوات هندسة الجسيمات الشامل على مفاعل يحاكي الظروف على نطاقات أكبر ، بالإضافة إلى الأدوات القائمة على المسبار التي يتم إدخالها مباشرة في العملية لتوفير فهم فوري وفي الوقت الفعلي لتأثير معلمات العملية على عملية تبلور اللاكتوز.

يتم تسجيل معلمات العملية وآليات الجسيمات ومراقبتها تلقائيا ويمكن ربطها بنتيجة تحليل حجم الجسيمات غير المتصلة بالإنترنت. يربط البرنامج كل هذه المعلومات معا بسلاسة ، مما يسمح للعلماء بالتركيز حصريا على استخدام بيانات عالية الجودة لاتخاذ قرارات ممتازة قائمة على الأدلة.

• EasyViewer هي أداة تصوير قائمة على المسبار مع تحليل الصور ، وتلتقط صورا عالية الدقة وتحسب توزيعات حجم البلورات والجسيمات والقطرات كما هي موجودة بشكل طبيعي في العملية.
• الجسيمات المسار يتتبع في الموقع التغيير في حجم البلورة والتهم. من خلال فهم التغييرات التي تطرأ على الجسيمات في الوقت الفعلي ، يمكن للعلماء اكتشاف آليات التبلور المطلوبة وغير المرغوب فيها بسرعة ، وضمان الاتساق من دفعة إلى دفعة ، وتحسين الإنتاجية النهائية وجودة المنتج.
• تحل المفاعلات الكيميائية الآلية محل قوارير القاع المستديرة التقليدية ومفاعلات المختبر المغلفة. توفر هذه الأدوات تحكما دقيقا وآليا في مجموعة موسعة من ظروف العملية ومعلمات التسجيل للتحليل وتكرار التجارب والمتطلبات التنظيمية.

• Pandalaneni، K.، & Amamcharla، J. (2016). قياس انعكاس الحزمة المركزة كأداة للمراقبة في الموقع لعملية تبلور اللاكتوز. مجلة علوم الألبان, 99(7), 5244–5253. https://doi.org/10.3168/jds.2015-10643
• صديق ، إتش ، براون ، سي جيه ، هوسون ، آي ، وفلورنسا ، إيه جيه (2015). إنشاء عملية التبلور الصوتي المستمر للاكتوز في بلورة محيرة متذبذبة. البحث والتطوير في العمليات العضوية ، 19 (12) ، 1871-1881. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.5b00127
• لي ، إتش ، كاواجيري ، واي ، جروفر ، إم إيه ، روسو ، آر دبليو (2014). تطبيق نموذج FBRM التجريبي لتقدير توزيعات حجم البلورات في بلورة الدفعات. نمو وتصميم الكريستال, 14(2), 607–616. https://doi.org/10.1021/cg401484d
• وونغ ، إس واي ، وهارتل ، آر دبليو (2014). التبلور في تكرير اللاكتوز - مراجعة أ. مجلة علوم الأغذية ، 79 (3) ، R257-R272. https://doi.org/10.1111/1750-3841.12349
• تشولانجي ، أ. ، وحسين ، م. م. (2007). فصل البروتينات واللاكتوز عن مياه الصرف الصحي للألبان. الهندسة الكيميائية والمعالجة: تكثيف العملية ، 46 (5) ، 398-404. https://doi.org/10.1016/j.cep.2006.05.022
• Gänzle ، M. G. ، Haase ، G. ، & Jelen ، P. (2008). اللاكتوز: التبلور والتحلل المائي ومشتقات القيمة المضافة. مجلة الألبان الدولية ، 18 (7) ، 685-694. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2008.03.003