EN
مایع‌سازی شکر نشاسته
چین یکی از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان و مصرف‌کنندگان نشاسته در جهان است و شکر نشاسته محصولی مهم در فرآوری عمیق نشاسته محسوب می‌شود. با اصلاحات اقتصادی و باز شدن اقتصاد و بهبود سطح زندگی مردم، صنعت نشاسته چین رشد سریعی داشته است؛ این رشد همراه با نوآوری‌های فناورانهٔ مداوم، گسترش مقیاس صنعتی و تنوع‌بخشی به انواع محصولات بوده است. نشاسته و شکر نشاسته اجزای مهمی از فناوری‌های کنونی تولید شکر هستند و کاربردهای آنها بسیار گسترده است.
بیایید با مایع‌سازی نشاسته شروع کنیم!
همان‌طور که از نام آن پیداست، مایع‌سازی نشاسته ابتدا شامل نشاستهٔ اولیه است که از غلات، سیب‌زمینی، حبوبات و گیاهان مختلفی بدون هیچ‌گونه پردازش شیمیایی تولید می‌شود، همچنین نشاسته‌های اصلاح‌شده‌ای که با روشی خاص برای تغییر خواص فیزیکی یا شیمیایی اولیه‌اش تحت پردازش قرار گرفته‌اند. نشاستهٔ خام نوعی نشاسته است که بدون هیچ‌گونه پردازش شیمیایی یا تغییر در خواص فیزیکی و شیمیایی ذاتی‌اش تولید می‌شود. نشاستهٔ اولیه را می‌توان به چهار دسته تقسیم کرد: نشاستهٔ غلات، نشاستهٔ سیب‌زمینی، نشاستهٔ حبوبات و سایر انواع نشاسته. نشاستهٔ خام را می‌توان به‌عنوان انواع مختلفی از سوسپانسیون‌ها، افزودنی‌ها، عوامل اندازه‌دهنده (سایزینگ)، پرکننده‌ها، چسب‌ها و غیره به‌کار برد. همچنین می‌توان از آن به‌عنوان مواد اولیه برای تولید انواع نشاسته‌های اصلاح‌شده، قند نشاسته‌ای و مشتقات نشاسته استفاده کرد. شرکت ما عمدتاً از نشاستهٔ ذرت استفاده می‌کند.
البته، نشاسته به تنهایی بسیار کافی نیست و باید آنزیم‌ها به عنوان کاتالیزور اضافه شوند. آلفا-آمیلاز نوعی آنزیم رقیق‌کننده است که معمولاً مورد استفاده قرار می‌گیرد و پیوندهای گلیکوزیدی α-۱،۴ موجود در نشاسته و محصولات هیدرولیز شده آن را هیدرولیز می‌کند؛ این فرآیند باعث شکستن مولکولی و کاهش ویسکوزیته می‌شود. آلفا-آمیلاز جزو آنزیم‌های اندونوکلئاز است و هیدرولیز از داخل زنجیره آغاز می‌شود. این آنزیم نمی‌تواند پیوندهای گلیکوزیدی α-۱،۶ آمیلوپکتین را هیدرولیز کند، اما قادر است هیدرولیز را فراتر از این پیوندها ادامه دهد. پس آلفا-آمیلاز از کجا تأمین می‌شود؟ آماده‌سازی‌های آلفا-آمیلاز عمدتاً از باکتری‌ها، به ویژه باسیلوس سوبتیلیس (Bacillus subtilis) به دست می‌آیند و می‌توانند در برابر دمای رقیق‌سازی ۸۵ تا ۹۰ درجه سانتی‌گراد مقاومت کنند؛ و نوع دیگری از آلفا-آمیلاز بسیار مقاوم در برابر حرارت نیز از باکتری‌های نوع لیشن (lichen-type bacteria) تهیه می‌شود که می‌توانند در برابر دمای رقیق‌سازی حدود ۱۱۰ درجه سانتی‌گراد مقاومت کنند.
لیکوئیداسیون چه نوع فرآیندی است؟ شرکت ما عمدتاً از لیکوئیداسیون جتی استفاده می‌کند که در آن بخار به‌طور مستقیم در لایه نازک امولسیون نشاسته تزریق می‌شود تا نشاسته ژلاتینی و لیکوئید شود. ابتدا امولسیون نشاسته را با تزریق بخار به اسپری‌کننده تا دمای ۸۰ تا ۹۰ درجه سانتی‌گراد گرم‌کننده پیش‌گرم می‌کنیم و سپس امولسیون نشاسته را با استفاده از پمپ جابجایی تزریق می‌کنیم. سپس بخار در لایه نازک امولسیون نشاسته تزریق می‌شود که منجر به ژلاتینی‌شدن و لیکوئیداسیون می‌گردد. آشفتگی ایجادشده توسط جت بخار، نشاسته را به‌سرعت و یکنواخت گرم می‌کند و ویسکوزیته به‌سرعت کاهش می‌یابد. سپس مایع وارد ستون جریان لایه‌ای (لامینار) شده و برای حفظ دما به مدت لازم نگه داشته می‌شود تا درجه مطلوب لیکوئیداسیون حاصل گردد. مزایای این روش شامل اثر لیکوئیداسیون عالی، انعقاد خوب ناخالصی‌های پروتئینی، ویژگی‌های فیلتراسیون مطلوب محلول ساکاریفیکیشن، تعداد کمتر تجهیزات و مناسب‌بودن برای عملیات پیوسته است.
با ادامه‌ی نوآوری‌های فناورانه و گسترش ظرفیت تولید در صنعت نشاسته، اتکا صرفاً به فناوری‌ها و تجهیزات موجود بسیار کافی نیست. ما باید به‌طور مداوم نوآوری کنیم و در پیش‌روی صنعت قرار بگیریم تا شرکت را قوی‌تر و بزرگ‌تر سازیم.
مهندسی پیشرفته: تجزیه‌وتحلیل فرآیند مایع‌سازی جت
برای به‌حداکثر رساندن بازده این کاتالیزورهای زیستی، شرکت هوآنفا بیولوژی از یک روش مکانیکی پیشرفته به نام مایع‌سازی جت سرعت‌بالا استفاده می‌کند. این پیکربندی پیچیده، بخار حرارتی فشار بالا را مستقیماً در لایه‌ای باریک و کنترل‌شده از آب‌پز ذرت در حال حرکت تزریق می‌کند تا همزمان فرآیندهای ژلاتینه‌شدن و مایع‌سازی نشاسته به قند را انجام دهد.
خط تولید صنعتی دقیق و مرحله‌به‌مرحله‌ای که توسط شرکت هوآنفا بیولوژی به کار گرفته شده است، دنبال‌کننده‌ی توالی دقیق ترمودینامیکی است:
فاز پیش‌گرمایش: ابتدا غلظت آب‌پز نشاسته‌ی خام ذرت به محدوده‌ی ۱۸ تا ۲۲ بومه تنظیم شده و سپس با استفاده از مجموعه‌ی تزریق خودکار بخار در یک اسپری‌کننده‌ی جت تخصصی، به دمای دقیق ۸۰ تا ۹۰ درجه‌ی سانتی‌گراد پیش‌گرم می‌شود.
تزریق تحت فشار: یک پمپ جابجایی مثبت سنگین، آب‌پز نشاسته‌ی ذرت آماده‌شده را به‌صورت نرم و پیوسته و تحت فشار ثابت به اتاقک اصلی اختلاط تغذیه می‌کند.
اوج حرارتی با توربولانس بالا: بخار فشرده به‌طور مستقیم وارد لایه نازک امولسیون نشاسته ذرت در حال جریان می‌شود. توربولانس مکانیکی عظیمی که این جت بخار با فشار بالا ایجاد می‌کند، هر لایه ریزی از نشاسته را بلافاصله و یکنواخت گرم می‌کند.
فروپاشی ویسکوزیته: از آنجا که توزیع حرارتی محلی کاملاً یکنواخت است، دانه‌های طبیعی نشاسته همزمان متورم شده و می‌ترکند؛ در نتیجه ویسکوزیته مکانیکی مایع در عرض چند ثانیه به‌طور حادی کاهش می‌یابد.
پایدارسازی جریان لایه‌ای: مخلوط بسیار روان وارد ستون عمودی عایق‌بندی‌شده دقیق جریان لایه‌ای می‌شود، جایی که تحت پارامترهای حرارتی دقیق و کنترل‌شده نگه داشته می‌شود تا واکنش هیدرولیز نشاسته به قند ( liquefaction ) به‌طور کامل انجام شود و به مقدار دقیق معادل دکستروز (DE) مورد نیاز برسد.
مزایای عملیاتی استفاده از این معماری تخصصی مایع‌سازی جت برای یک تولیدکننده بیولوژیکی B2B بسیار قابل توجه است. اولاً، این سیستم پروفایل مایع‌سازی بسیار یکنواختی ارائه می‌دهد و کاملاً از تولید هسته‌های نامحلول نشاسته یا فرآورده‌های جانبی سوخته و کاراملی شده جلوگیری می‌کند. ثانیاً، اثر حرارتی سریع (فلش حرارتی) باعث انعقاد عالی ناخالصی‌های پروتئینی طبیعی می‌شود که به‌طور چشمگیری خواص فیلتراسیون فرآیند بعدی را در محلول نهایی ساکاریفیکاسیون بهبود می‌بخشد. و در نهایت، این سیستم بهینه‌شده و سبک‌وزن، حجم تجهیزات مورد نیاز در کارخانه را به حداقل می‌رساند و کاملاً برای مقیاس‌بندی صنعتی خودکار و پیوسته بهینه‌سازی شده است.
نتیجه‌گیری: پیشبرد نوآوری‌های آینده در فرآوری عمیق نشاسته
با تشدید رقابت جهانی و گسترش ظرفیت‌های فرآوری در سراسر بخش بیوتکنولوژی بین‌المللی، اتکا صرف به تجهیزات قدیمی یا الگوهای فرآوری متوقف‌شده دیگر مسیری قابل‌اجرا برای پیش‌رو نیست. منظره‌های بازار، نوآوری فناورانهٔ مستمر و پرتلاش و مهندسی تولید انعطاف‌پذیر را می‌طلبد. با بهینه‌سازی فرآیند مایع‌سازی نشاسته، شرکت هوان‌فا بیولوژی پایه‌ای محکم و استوار برای عملیات ایجاد کرده که رشد صنعتی بلندمدت و کیفیت عالی خروجی را تضمین می‌کند. قرار گرفتن محکم در لبهٔ تیز فناوری‌های مدرن شکر، این امکان را برای شرکت هوان‌فا بیولوژی فراهم می‌کند تا سهم خود در بازار را به‌طور مداوم تقویت کند و راه‌حل‌های شکر نشاسته‌ای را به شرکای تجاری جهانی ارائه دهد که به‌راحتی قابل‌دسترس، بسیار پایدار و با بالاترین کیفیت فرآوری شده‌اند.