Lactose crystallization assisted by Static Electric Field

Il lattosio ha varie applicazioni nell’industria alimentare grazie alle sue proprietà funzionali. È recuperato dal siero, il principale sottoprodotto della caseificazione. Il processo di produzione è ancora lontano dall’essere ottimizzato, anche a causa della mancanza di comprensione del processo di cristallizzazione. Per migliorarlo sono utilizzati nuovi design degli impianti e tecniche come l’inseminazione di germi cristallini. Negli ultimi anni è stato studiato l’utilizzo di sistemi innovativi, come campi elettrici e/o magnetici, ultrasuoni e alte pressioni per controllare la cristallizzazione. L’obiettivo del progetto è stato quello di investigare la cristallizzazione del lattosio e di valutare l’effetto del SEF sul processo. A tale scopo sono stati utilizzati due dispositivi sviluppati presso ONIRIS-GEPEA (Nantes, FR). Il principio del “SET-UP 1” era di rilevare l’aumento di temperatura che si verifica con la cristallizzazione. Dal confronto dei grafici tempo-temperatura delle soluzioni controllo e trattate con SEF non sono state riscontrate differenze, tranne che con l’applicazione di 8 kV-SEF, in cui il segnale è stato interpretato come un continuo innesco della cristallizzazione della soluzione nella zona di supersaturazione. I cristalli sono stati analizzati tramite SEM e XRD. La microstruttura dei cristalli formati durante l’applicazione del SEF è apparsa più liscia e lineare. Gli spettri XRD consentono di studiare i polimorfi del lattosio (Lα∙H2O, Lβ, LαS, LαH); la forma LαH è più igroscopica e meno ricercata e non è stata trovata nei cristalli derivanti da cristallizzazione assistita da SEF. Attraverso il “SET-UP 2” è stato possibile monitorare la cristallizzazione durante l’applicazione del SEF, che ha permesso una riduzione significativa del tempo di nucleazione. Il SEF è risultato un mezzo rilevante per innescare la cristallizzazione del lattosio e per cambiare il comportamento stocastico della nucleazione rendendolo più ripetibile e prevedibile.