乳糖結晶是一種工業實踐，通過受控結晶從乳清溶液中分離乳糖。乳糖是牛奶和乳清的主要成分，用於食品、乳製品和藥品。乳製品行業生產大量乳糖，但其中很大一部分尚未從過程中回收並被浪費。乳糖的浪費是一種經濟損失，對環境構成威脅。為了回收乳清中提取的奶酪工業的副產品，大規模工業規模的冷卻結晶是一種流行的做法。然而，結晶過程遠未優化。
什麼是乳糖結晶？
乳糖結晶的挑戰
產品質量和產量高度依賴於粒徑，乳糖結晶過程因牛奶質量的季節性變化、礦物雜質的存在和晶體生長動力學緩慢而變得複雜——這在歷史上需要較長的批次時間。大多數工業乳糖結晶過程產生的晶體相對較小，導致下游分離效率低，回收率低。
乳糖結晶的機制
乳糖結晶過程需要確定影響結果的機制：
- 成 核（和二次成核）
- 生長
- 上油
- 集聚
- 破損
- 多態性化學
了解乳糖結晶過程
獲得基本的工藝理解是優化乳糖結晶工藝的第一步。溶解度曲線測量和亞穩態區寬度研究等重要步驟提供了對結晶熱力學的基本理解。
乳糖結晶技術
一個全面的粒子工程工具箱包括一個模擬更大規模條件的反應器，以及直接插入過程的基於探針的工具，以提供對過程參數對乳糖結晶過程影響的即時和實時了解。
工藝參數和顆粒機理自動記錄和監控，並可鏈接到離線粒徑分析結果。軟體將所有這些資訊無縫地連結在一起，使科學家能夠專注於使用高品質的數據來做出出色的循證決策。
- EasyViewer 是一種基於探針的成像工具，具有圖像分析功能，可捕獲高分辨率圖像併計算晶體、顆粒和液滴尺寸分佈，因為它們在過程中自然存在。
- 粒子追蹤 原位追蹤晶體尺寸和計數的變化。透過即時了解顆粒的變化，科學家可以快速檢測所需和不需要的結晶機制，確保批次間的一致性，並優化下游吞吐量和產品品質。
- 自動化 化學反應器 取代了傳統的圓底燒瓶和夾套實驗室反應器。這些工具提供了對擴展的工藝條件的精確和自動化控制，並記錄了分析、重復實驗和監管要求的參數。
出版物中的乳糖結晶
以下是最近關注乳糖結晶的出版物樣本。
- 潘達拉尼，K. 和阿曼查拉，J. （2016）。聚焦光束反射率測量作為乳糖結晶過程原位監測的工具。 乳製品科學雜誌， 99（7）， 5244–5253。https://doi.org/10.3168/jds.2015-10643
- 西迪克，H.，布朗，CJ，休森，I.和弗洛倫斯，AJ （2015）。在振盪擋板結晶器中建立乳糖的連續聲波結晶過程。 有機工藝研究與開發， 19（12），1871-1881。https://doi.org/10.1021/acs.oprd.5b00127
- 李 H.、川尻 Y.、格羅弗、MA 和盧梭 RW （2014）。應用經驗 FBRM 模型來估計批量結晶中的晶體尺寸分佈。 晶體生長與設計， 14（2）， 607–616。https://doi.org/10.1021/cg401484d
- 黃，SY，和哈特爾，RW （2014）。乳糖精煉結晶-綜述。 食品科學雜誌， 79（3），R257–R272。https://doi.org/10.1111/1750-3841.12349
- 喬蘭吉，A. 和侯賽因，MM （2007）。從乳製品廢水中分離蛋白質和乳糖。 化學工程與加工：工藝強化， 46（5）， 398–404。https://doi.org/10.1016/j.cep.2006.05.022
- Gänzle， MG、Haase， G. 和 Jelen， P. （2008）。乳糖：結晶、水解和增值衍生物。 國際乳製品雜誌， 18（7）， 685–694。https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2008.03.003
應用
相關產品
粒徑分析儀
使用線上粒徑分析儀即時了解、最佳化和控制顆粒和液滴。
傅立葉轉換紅外線(FTIR) & 拉曼光譜儀 (Raman)
In-situ FTIR and Raman spectrometers enable real-time monitoring to provide critical information to optimize chemical compounds.
化學合成反應器
使用具有內置自動化工具的化學合成反應器提高實驗室的分析效率。
反應器控制系統
反應器控制系統允許使用第三方加熱和冷卻系統、液體添加、攪拌器和 PAT 工具實現 JLR 的自動化。
放大套件
世界領先的製程開發和放大軟體，適用於科學家和工程師。
iC Software Suite
In-situ chemical reaction analysis software enables better decision-making and improves the productivity of chemists and scientists.