[Translate to Spanisch:] Xylosekristalle

Del laboratorio al proceso industrial

BMA investiga la cristalización de los sustitutos del azúcar

La empresa finlandesa Fazer daba a conocer en enero de 2019 la construcción de una planta de producción para el sustituto del azúcar xilitol. Asociado a ello está nuestro estudio sobre el comportamiento de la cristalización en soluciones acuosas con contenido de xilosa y xilitol.

 

La primera piedra para la nueva fábrica se puso en Lahti muy cerca del molino de avena propiedad del grupo. La cascarilla de avena generada en el molino, que hasta ahora se empleaba exclusivamente en la obtención de energía, en el futuro será la materia prima básica en el proceso para la producción de xilitol desarrollado por Fazer, lo que lo hace único e innovador.

Se requieren varios pasos de proceso diferentes para, primero, obtener xilosa a partir de la cascarilla de avena y, después, producir xilitol durante el proceso posterior. Uno de los pasos de proceso de esta cadena es la cristalización de ambos azúcares de soluciones acuosas una vez que han abandonado el procesamiento previo.

Estudio por encargo para Fazer

Gracias al uso de la cascarilla de avena como nueva fuente de materia prima, las soluciones que deben cristalizarse poseen una composición específica, cuyo efecto en el proceso de cristalización debía evaluarse. A principios de 2019 BMA recibió por parte de Fazer el encargo de investigar el comportamiento de cristalización de las soluciones acuosas con contenido de xilosa y xilitol.

Debido a su diferente estructura química, ambos azúcares poseen también propiedades fisicoquímicas diferentes. La composición específica de las soluciones acuosas conlleva solubilidades específicas, así como un crecimiento de cristales característico con diferentes formas, tamaños y rendimiento de los mismos. Los datos de las sustancias para el diseño de los procesos de cristalización y los aparatos debían verificarse o determinarse. Esto requería un modo de proceder especial durante los ensayos.

BMA determina datos precisos

La información sobre la solubilidad es un requisito básico para realizar los ensayos de cristalización. Un método desarrollado por BMA permite determinar solubilidades muy precisas en función de la pureza, del contenido de materia seca y de la temperatura de las soluciones técnicas puestas a disposición. Como resultado de los ensayos pudieron establecerse parámetros de proceso adecuados para la cristalización.

Al realizar los ensayos de cristalización, se investigaron tanto la cristalización por evaporación como por enfriamiento, se variaron los parámetros del proceso, así como se determinó su influencia en el contenido de cristales, el rendimiento y la viabilidad técnica. Los datos relevantes de las sustancias como la densidad, la viscosidad y el incremento del punto de ebullición, que, entre otras cosas, son necesarios para calcular los procesos de transferencia de calor en el diseño de los aparatos, se determinaron a partir de las soluciones y las suspensiones de cristales en función de distintos factores de influencia como la temperatura, la pureza, la materia seca y, dado el caso, el contenido de cristales.

Suspensión de cristales en el inicio de la fase de crecimiento de cristales...
y en el desarrollo posterior del proceso de cristalización

Para evaluar los cristales se separó la fase líquida (licor madre) de la suspensión de cristales (magma) con ayuda de una centrífuga. A continuación, los cristales obtenidos se utilizaron en los ensayos de secado para verificar el diseño del secador y establecer los parámetros de secado. 

 

Propiedades morfológicas de los cristales de xilosa durante el desarrollo de la fase de crecimiento de cristales

Impulsos para la implementación técnica

Los resultados de los ensayos se discutieron en profundidad con Fazer y, finalmente, se establecieron las condiciones para la implementación técnica del proceso de cristalización. Partiendo de esta base pudieron ofrecerse aparatos modificados de la cartera de productos de BMA. En el verano de 2019 BMA recibió el encargo de suministrar, montar y poner en servicio los equipamientos para la cristalización por evaporación y por enfriamiento de la xilosa y del xilitol, así como de suministrar una instalación de secado para productos cristalinos.

Gracias a la aplicación de métodos de ensayo específicos, BMA está capacitada para evaluar el comportamiento de cristalización de diferentes azúcares, recomendar variantes para el proceso técnico, diseñar aparatos y equipamientos en consecuencia, así como de adaptarlos a las particularidades específicas de los diferentes productos.

Xilosa

  • La xilosa es un azúcar simple (monosacárido) que, como elemento constituyente de la hemicelulosa xilano (carbohidrato de mayor peso molecular), puede encontrarse en la madera de abedul y de haya, así como en la paja, los raquis de maíz y, también, en la cascarilla de avena. La xilosa es el producto de salida para la fabricación de xilitol.

Xilitol

  • El xilitol, también conocido como azúcar de madera, se presenta en pequeñas cantidades en algunas frutas y tipos de verdura, y la empresa Fazer lo producirá en un futuro próximo en Finlandia a partir de la cascarilla de avena. El azúcar alcohólico xilitol, debido a sus propiedades específicas (no cariogénico, aproximadamente un 40 % menos de calorías con un poder dulcificante casi igual en comparación con la sacarosa), se utiliza como sustituto del azúcar principalmente en la industria alimenticia, no obstante, también juega un papel cada vez más importante en los segmentos farmacéutico, cosmético y químico sostenible del mercado.

BMA pilot plant
For many years, we have been testing new and innovative methods for customers in the BMA laboratory and pilot plant. Our work there focuses on ...