[Translate to Russisch:] Xylosekristalle

От лаборатории к промышленному процессу

BMA исследует кристаллизацию заменителей сахара

В январе 2019 года финское предприятие Fazer объявило о строительстве завода по производству заменителя сахара ксилитола. С этим связано наше исследование кристаллизационных свойств водных растворов, содержащих ксилозу и ксилитол.

 

В Лахти был заложен фундамент новой фабрики в непосредственной близости от овсозавода, принадлежащего концерну. Производимая на овсозаводе овсяная лузга, которая в настоящее время используется исключительно для производства энергии, в будущем станет сырьевой базой для производства ксилитола в технологическом процессе, разработанном фирмой Fazer, что сделает этот процесс инновационным и уникальным.

Необходимо пройти несколько различных этапов технологического процесса, чтобы сначала извлечь ксилозу из овсяной лузги, а затем, на дальнейших этапах процесса, произвести ксилитол. Одним из технологических шагов этой цепочки является кристаллизация двух сахаров из водных растворов после того, как они покинули предварительный процесс.

Исследование по заказу для Fazer

В связи с использованием овсяной лузги в качестве нового источника сырья, кристаллизуемые растворы имеют специфический состав, воздействие которого на процесс кристаллизации необходимо было оценить. В начале 2019 года BMA получила от фирмы Fazer заказ на исследование кристаллизационных свойств водных растворов, содержащих ксилозу и ксилитол. 

Вследствие различной химической структуры оба сахара обладают также различными физико-химическими свойствами. Специфический состав водных растворов приводит к специфическим растворимостям, характерному росту кристаллов с различными кристаллическими формами, размерами и выходом. Необходимо было проверить или определить физические свойства для выбора параметров процессов кристаллизации и аппаратов. Для этого потребовался специальный метод выполнения исследования.

BMA определяет точные данные

Информация о растворимости является основной предпосылкой для проведения экспериментов по кристаллизации. Метод, разработанный BMA, позволяет получить очень точные данные о растворимости в зависимости от чистоты, содержания сухого вещества и температуры предоставляемых технических решений. В результате исследований стало возможно определить подходящие параметры процесса кристаллизации.

В ходе экспериментов по кристаллизации исследовалась кристаллизация как испарением, так и охлаждением, изменялись параметры процесса, и определялось их воздействие на содержание кристаллов, выход и техническую осуществимость. Соответствующие физические свойства, как плотность, вязкость и повышение точки кипения, которые необходимы, среди прочего, для расчета процессов теплопередачи в конструкции аппаратов, были определены из растворов и утфелей в зависимости от различных факторов воздействия, таких как температура, чистота, содержание сухого вещества и, где это применимо, содержание кристаллов.

Утфель в начале фазы роста кристаллов...
и в ходе дальнейшего процесса кристаллизации

Для оценки кристаллов жидкая фаза (маточный раствор) отделялась от утфеля (магмы) с помощью центрифуги. Полученные кристаллы затем использовались для экспериментов по сушке для проверки конструкции сушилки и определения параметров сушки

 

Морфологические свойства кристаллов ксилозы во время фазы роста кристаллов

Импульсы для технической реализации

Результаты исследований интенсивно обсуждались с фирмой Fazer, и в заключение были окончательно определены технологические условия для технической реализации процессов кристаллизации. На этой основе возникла возможность предложить модифицированное оборудование из портфеля BMA. Летом 2019 г. BMA получила заказ на поставку, монтаж и ввод в эксплуатацию оборудования для кристаллизации испарением и охлаждением ксилозы и ксилитола, а также на поставку сушильной установки для кристаллических продуктов. 

Применяя специальные методы исследования, BMA в состоянии оценивать поведение кристаллизации различных сахаров, рекомендовать варианты для технического процесса, соответствующим образом проектировать аппаратуру и оборудование, а также адаптировать их к специфическим особенностям различных продуктов.

 

Ксилоза

  •  Ксилоза — это простой сахар (моносахарид), который встречается в качестве структурного звена гемицеллюлозы ксилана (высокомолекулярного углевода) в древесине березы и бука, в соломе, стержнях кукурузных початков, а также в овсяной лузге. Ксилоза является исходным продуктом для производства ксилитола.

Ксилитол

  • количествах в некоторых фруктах и овощах. В ближайшем будущем фирма Fazer планирует производить его в Финляндии из овсяной лузги. Благодаря своим специфическим свойствам (некариогенный, примерно на 40 процентов меньше калорий при примерно такой же подслащивающей способности, как у сахарозы) сахарный спирт ксилитол используется в основном в качестве заменителя сахара в пищевой промышленности, но он также играет все более важную роль в сегментах фармацевтического и косметического рынков, а также химии в интересах устойчивого развития.

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 ...