乳糖结晶是一种通过控制结晶从乳清溶液中分离乳糖的工业做法。乳糖是牛奶和乳清的主要成分，可用于食品、乳制品和医药产品。乳制品行业生产大量乳糖，但其中很大一部分没有从加工过程中回收，被浪费掉了。乳糖的浪费造成了经济损失，并对环境造成了威胁。为了回收这种源自牛奶乳清的奶酪工业副产品，大规模工业秤冷却结晶是一种时髦的做法。然而，结晶过程远未优化。
什么是乳糖结晶？
乳糖结晶面临的挑战
产品质量和产量在很大程度上取决于颗粒大小，而乳糖结晶过程又因牛奶质量的季节性变化、矿物质杂质的存在和缓慢的晶体生长动力学而变得复杂--这在历史上需要较长的批式结晶时间。 大多数工业结晶过程产生的结晶相对较小，导致下游分离效率低、回收率低。
乳糖结晶的机理
乳糖结晶过程需要确定影响结晶结果的机制：
- 成核（和二次成核）
- 生长
- 出油
- 结块
- 破碎
- 多晶性化学
了解乳糖结晶过程
了解基本的结晶过程是优化乳糖结晶过程的第一步。重要的步骤，如溶解度曲线测量和元稳定区宽度研究，可提供对结晶热力学的基本了解。
乳糖结晶技术
全面的颗粒工程工具箱包括一个可模仿较大秤座条件的反应器，以及可直接插入过程中的探针式工具，以便即时了解过程参数对乳糖结晶过程的影响。
工艺参数和颗粒机制会被自动记录和监控，并可与离线粒度分析结果联系起来。软件将所有这些信息无缝连接在一起，使科学家能够专注于使用高质量的数据来做出基于证据的出色决策。
- EasyViewer是一款基于探针的成像工具，具有图像分析功能，可捕捉高分辨率图像，并计算结晶过程中自然存在的晶体、粒度和液滴粒度分布。
- ParticleTrack 可原位跟踪结晶尺寸和数量的变化。通过实时了解颗粒的变化，科学家可以快速检测出想要的和不想要的结晶机制，确保批式结晶的一致性，并优化下游吞吐量和产品质量。
- 自动化化学反应器取代了传统的圆底烧瓶和夹套实验室反应釜。这些工具可对范围更广的过程条件进行精确的自动控制，并记录参数，以便进行分析、重复实验和满足监管要求。
出版物中的乳糖结晶
以下是近期发表的有关乳糖结晶的论文样本。
- Pandalaneni, K., & Amamcharla, J. (2016)。聚焦光束反射测量作为原位监测乳糖结晶过程的工具。 《乳品科学杂志》，99（7），5244-5253。https://doi.org/10.3168/jds.2015-10643
- Siddique, H., Brown, C. J., Houson, I., & Florence, A. J. (2015).在振荡褶皱结晶器中建立乳糖的连续声波结晶过程》。《有机过程研究与发展》，19(12), 1871-1881. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.5b00127
- Li, H., Kawajiri, Y., Grover, M. A., & Rousseau, R. W. (2014).应用经验 FBRM 模型估算批式结晶中的晶体尺寸分布。Crystal Growth & Design,14(2), 607-616. https://doi.org/10.1021/cg401484d
- Wong, S. Y., & Hartel, R. W. (2014).食品科学杂志》，79（3），R257-R272。 https://doi.org/10.1111/1750-3841.12349
- Chollangi, A., & Hossain, M. M. (2007).化学工程与加工》：化学工程与加工：过程强化》，46（5），398-404。 https://doi.org/10.1016/j.cep.2006.05.022
- Gänzle, M. G., Haase, G., & Jelen, P. (2008).乳糖：结晶、水解和增值衍生物。《国际乳品杂志》，18（7），685-694。 https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2008.03.003
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