رزین تبادل یونی در صنایع غذایی

امروزه استفاده از رزین تبادل یونی در صنایع غذایی و نوشیدنی برای فراوری مواد غذایی یک امر ضروری می باشد. استفاده از رزین ها نقش تعیین کننده‌ای درخلوص، ماندگاری، طعم و ظاهر خوب محصولات حاصل از فرایندهای جداسازی و پاکسازی دارد.

یکی از کاربردهای مهم رزین تبادل یونی در صنایع غذایی استفاده از آنها در صنعت تصفیه شکر به عنوان رنگزدا می باشد. تولید انواع شکر کریستال و مایع که به طور گسترده در صنایع مختلف استفاده میشود بدون وجود رزین تبادل یونی به سختی امکان پذیر است. رزین‌ها در تصفیه شکر خام بنا به کاربردی که خواهند داشت با کیفیتها متفاوتی استفاده می‌شوند. رزین تبادل یونی در فرایند تصفیه شکر خام علاوه بر یون های نمک، رنگ قهوه‌ای مایل به زرد را نیز از بلورهای شکر حذف می کنند.

یکی دیگر از زمینه‌های مهم کاربرد رزین سختی گیر در صنعت تولید نشاسته می باشد که موجب تولید شربتها و پلی الکل های با کیفیت بالا به دلیل هیدرولیز نشاسته می‌شود. نشاسته در تولید شربت ها و پلی الکل ها به عنوان شیرین کننده کاربرد دارد. در ادامه با مجموعه هوبارت شیمی همراه باشید تا با انواع کاربردهای رزین تبادل یونی در صنایع غذایی آشنا شویم.

استفاده از رزین کاتیونی در تولید شکر

در تولید شکر بسته به منشا آب مورد استفاده ممکن است آب دارای مقادیر متفاوتی از مواد غیر قندی باشد. به همین دلیل در فرآیند تبخیر امکان تشکیل رسوب وجود دارد. برای جلوگیری از ایجاد رسوب در ایستگاه های تبخیر و همچنین برای تولید ملاس نرم (محصول جانبی در روند تهیه شکر) و برای جلوگیری از رسوب آب غلیظ می توان یون های قلیایی خاکی موجود را با رزین تبادل کاتیونی با قدرت اسیدی متفاوت حذف کرد و در نتیجه از ایجاد رسوب و… جلوگیری نمود.

کاربرد رزین رنگبری در تولید شکر

رنگ آب قند چغندر و نیشکر در طول فرایند تولید شکر افزایش می یابد و مواد رنگی مانند اجسامی به رنگ کاراملی، ملانوئیدین ها و کمپلکس های ملانین-پلی فنل-آهن تشکیل می شوند. در فرایند تولید شکر تصفیه شده می توان از رزین های رنگبری برای رنگ زدایی شربت های شکر استفاده کرد.

استفاده از رزین تبادل یونی در استخراج اینولین

امروزه از اینولین به عنوان یک ماده در تولید مواد غذایی استفاده می گردد. به عنوان مثال در تولید ماست به عنوان جایگزینی برای چربی و همچنین برای بهبود طعم، بافت  محصولات کاربرد دارد. اینولین را از آب سبزیجاتی چون چغندر کاسنی و کنگر فرنگی استخراج و تولید می کنند. در این فرایند استخراج آب سبزیجات رقیق خام غنی از نمک باید توسط رزین تبادیل یونی تصفیه شود.

کاربرد رزین تبدل یونی در کروماتوگرافی

کروماتوگرافی (روشی است در علم شیمی برای جداسازی اجزای یک مخلوط با عبور دادن یک فاز متحرک از روی یک فاز ساکن.) رزین ها به طور کلی در فرایند های جداسازی کروماتوگرافی به عنوان بستر ساکن استفاده می شوند. به عنوان مثال در فرایند هایی کروماتوگرافی چون بازیابی قند از ملاس، جداسازی گلوکز و فروکتوز، جداسازی اندازه مولکول های قند، جداسازی اسید آلی، و جداسازی اسیدهای آمینه ازانواع رزین ها استفاده می شوند.

استفاده از رزین تبادل یونی در هیدرولیز نشاسته

نشاسته از مواد اولیه مانند ذرت، گندم، سیب زمینی، برنج، تاپیوکا و غیره تولید می شود. در صنعت از نشاسته برای تولید انواع شیرین کننده ها استفاده می شود. پس از هیدرولیز نشاسته، از رزین ها برای پردازش آن استفاده می کنند. به عنوان مثال، گلوکز و مالتوز، بعد از دمینرالیزاسیون و رنگ زدایی برای تولید شربت استفاده می شوند.

اسیدهای غذایی

اسیدهای غذایی مانند اسید سیتریک و لاکتیک در فرایند تولید باید پس از تخمیر، عمدتاً برای از بین بردن یونهای اسید سولفوریک و سولفات، توسط رزین تبادل یونی غیر معدنی شوند.

اسید سیتریک و لاکتیک جزو مهم ترین اسیدهای آلی می باشند که به طور گسترده در صنایع غذایی و دارویی کاربرد دارند. اسید سیتریک از طریق تخمیر از منابع مختلف کربوهیدرات‌ ها مانند ملاس و محیط‌های مبتنی بر نشاسته تولید می گردد.

استفاده از رزین تبادل یونی در پکتین

پکتین به طور معمول از پوست مرکبات به وسیله اسید نیتریک استخراج می گردد. آب اسیدی استخراج گشته حاوی تقریباً 1٪ پکتین، 2٪ اسید نیتریک و 300-400ppm یون کلسیم است. یون های کلسیم موجود کیفیت پکتین را کاهش می دهند. بنابراین غلظت این یونها باید به وسیله تبادل یونی کاهش یابد. یونهای کلسیم را به راحتی میتوان به وسیله رزین تبادل یونی حذف کرد.

آب پنیر

آب پنبر علاوه بر مقادیر زیادی نمک حاوی پروتئین و لاکتوز می باشد که ارزش بازیافت و فراروی دارند. بازیافت این مواد باید توسط فرآیند مناسبی انجام گیرد تا پروتئن و لاکتوز استخراج و مصرف گردد. امروزه با پیشرفت تکنولوژی می توان برای بازیافت پروتئین و لاکتوز آب پنیر، از رزین های اسید قوی ترکیب شده با رزین های آنیون پایه ضعیف استفاده نمود.

استفاده از رزین تبادل یونی در تولید آب میوه

در تولید آب میوه های مختلف از رزین ها کمک گرفته می شود با ما همراه باشید تا در ادامه دلیل استفاده از رزین ها در فرایند تولید آمیوه آشنا شویم .

استفاده در تولید آب سیب و گلابی

آب میوه ها به طور معمول حاوی تقریباً 12 درصد قند به صورت دی یا مونو ساکارید هستند. آب سیب و گلابی همچنین حاوی ترکیبات رنگی پلی فنلی است که در حین استخراج به صورت آنزیمی تشکیل می شوند. این ترکیبات را می توان با رزین های جاذب حذف کرده و سپس آب شفاف شده با رزین تبادل یونی غیر معدنی می شود. این آب میوه ها به دلیل اسیدیته بالا از یک رزین آنیونی ضعیف عبور داده می شوند تا برای تولید آماده شوند.

استفاده از رزین تبادل یونی در آب آناناس

آب آناناس استخراج شده از ضایعات آناناس به طور کلی حاوی تقریباً 10٪ قند و مقادیر بسیار بالایی اسید سیتریک و اجزای نیتروژن دار است. به همین دلیل برای اجازه دادن به استفاده به عنوان شربت کنسرو، دمینرالیزاسیون و رنگ زدایی توسط رزین ها جزئی ضروری تولید آب آناناس می باشد.

استفاده از رزین آنیونی در استخراج آب پرتقال

آب پرتقال چه به صورت تازه استخراج شود و چه از طریق مصنوعی تولید گردد باید توسط رزین های آنیونی خنثی شود. رزین، اسید سیتریک آزاد و و همچنین اسیدهای ضعیف تری مانند اسید اسکوربیک و اسید فولیک را کاهش می دهد. یکی دیگر از کاربردهای رزین ها در تولید آب پرتقال گرفتن تلخی آن است. آب پرتقال حاوی 20 تا 30ppm اجزای تلخ مانند لیمونین یا هسپریدین است. اگر این مواد حذف نگردند نمی توان آن را حتی چشید.