رش تكنولوجيا تجفيف العوامل المؤثرة

تجفيف الرش: تقنية المسحوق وراء المنتجات اليومية

تتوفر العديد من العناصر التي نستخدمها في حياتنا اليومية في شكل مسحوق خالٍ من الغبار. لا يمكن للعديد من المنتجات ، من مسحوق الحليب إلى بعض الأدوية ، تحمل عملية الجفاف القياسية وتتطلب تحويل إجراءات خاصة إلى شكل مسحوق. هذا الإجراء المتخصص يسمى تجفيف الرش.

تتضمن هذه العملية تشتيت سائل أو ملاط ​​في غاز جاف ساخن للحصول على مسحوق مع توزيع ثابت حجم الجسيمات. يمكن استخدام الهواء العادي أو الغازات الخاملة في هذه العملية. على سبيل المثال ، يمكن معالجة الإيثانول وغيرها من المنتجات التي تتفاعل مع الأكسجين مع النيتروجين الساخن بدلاً من الهواء.

في معدات تجفيف الرش ، تُستخدم العديد من المخلفات أو الفوهات الكريهة لكسر السوائل أو الملاط إلى قطرات ذرية بأحجام جسيمات صغيرة للغاية.

تعتبر فوهات الدوامة ذات الضغط العالي المفرد وفوهات القرص الدوارة هي أنواع الفوهة الأكثر شيوعًا. يمكن تحقيق توزيع أوسع لحجم الجسيمات مع عجلة Atomizer ، ولكن بغض النظر ، يمكن تحقيق حجم جسيم ثابت في كلتا الطريقتين.

يمكن الحصول على أحجام القطرات بين 10 و 500 ميكرون باستخدام فوهات محددة في عمليات محددة. نطاق قطر من 100 إلى 200 ميكرون هو حجم الجسيمات الأكثر استخدامًا.

العوامل الرئيسية التي تؤثر على تجفيف الرش

درجة حرارة المدخل والمخرج

تشير درجة حرارة غرفة تجفيف الرش عادة إلى درجة حرارة الهواء الساخن الذي يدخل البرج. درجة حرارة التجفيف هي العامل الأكثر أهمية الذي يؤثر على الخواص الفيزيائية والكيميائية للمسحوق المجفف بالرش.

تحدد درجة حرارة تجفيف الرش محتوى الرطوبة للمسحوق المصبوب. زيادة درجة حرارة تجفيف الرش من 120 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية يمكن أن تقلل الماء في المسحوق المجفف من 5.29 ٪ إلى 3.88 ٪.

يعتمد حجم الجسيمات للمنتجات المجففة بالرش أيضًا على درجة حرارة مدخل الهواء الساخن. تؤدي الزيادة في درجة حرارة التجفيف إلى تبخر الماء بشكل أسرع ، مما يؤدي إلى تشكيل المجهرية بشكل أسرع دون وقت كافٍ للتقلص ، مما يؤدي إلى أحجام الجسيمات الأكبر.

مع زيادة درجة حرارة تجفيف المدخل من 138 درجة مئوية إلى 202 درجة مئوية ، زاد حجم الجسيمات من مسحوق التوت Acai من 13.38 ميكرون إلى 20.11 ميكرون. وبالمثل ، زاد حجم الجسيمات من مسحوق عصير الجوافة بشكل كبير مع زيادة درجة حرارة المدخل.

تتناقص كثافة المسحوق المجفف بالجملة مع زيادة درجة الحرارة. قد تكون الجسيمات الكبيرة مجوفة داخل أو لها بنية مسامية أو مكسورة بسبب ارتفاع معدلات تبخر الماء. عادةً ما تظهر الجزيئات المسامية أو المجزأة كثافة تعبئة أقل.

بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن رطوبة الجسيمات ترتبط عكسيا بدرجة حرارة التجفيف والماء أكثر كثافة من معظم المواد الصلبة الغذائية الجافة ، فإن المساحيق المنتجة في درجات حرارة أعلى لها كثافة كبيرة من المساحيق المنتجة في درجات حرارة منخفضة.

تتأثر سيولة المسحوق المجفف بالرش أيضًا بدرجة حرارة التجفيف إلى حد ما. مع زيادة درجة الحرارة ، ستنخفض السيولة.

قد يكون هذا بسبب التباين الأكبر في مورفولوجيا الجسيمات الناتجة عن ارتفاع معدل تبخر الماء ، وزاوية التلامس السطحية الأصغر الناتجة عن المسامية أو الهيكل المكسور ، مما يزيد من الاحتكاك بين المسحوق والسطح والمقاومة الداخلية بين الجسيمات. كبير ، مما أدى إلى انخفاض السيولة.

يعد الذوبان أيضًا خاصية ذات جودة مهمة لمنتجات المسحوق ويمكن أن تؤثر بشكل مباشر على سلوك إعادة البناء للأطعمة المجففة. مع زيادة درجة حرارة تجفيف الرش من 120 درجة مئوية إلى 160 درجة مئوية ، تزداد قابلية ذوبان المسحوق.

مادة الجدار

من الصعب رش المواد الغنية بالسكر ، مثل العصائر وعصائر الخضار ، مباشرة دون تضمين عوامل. مواد الحائط هي البوليمرات التي تدمج المكونات النشطة أثناء عملية تجفيف الرش وهي الأكثر أهمية في تجفيف الرش. أحد العوامل.

يمكن أن تزيد مواد الجدار من درجة حرارة الانتقال الزجاجي والعائد أثناء تجفيف الرش ، وتقليل اللزوجة والرطوبة لمنتجات المسحوق. تشمل مواد الجدران الشائعة اللثة العربية ، المالتوديكسترين ، الجيلاتين ، النشا ، البكتين ، الميثيل سيلولوز ، الجينات ، فوسفات التريطسيوم ومجموعاتها.

يعتمد اختيار مادة الجدار بشكل أساسي على الغرض من تجفيف الرش والخصائص الفيزيائية والكيميائية للمادة المصنعة. يجب أن تكون مواد الجدار قابلة للذوبان للغاية في المذيبات العملية ولديها قدرة كافية لتشكيل الأفلام لإنتاج حلول للسلات المنخفضة حتى بتركيزات عالية.

لتجفيف الرش ، يجب أن يكون لديهم وزن جزيئي مرتفع ودرجة حرارة انتقال زجاجية عالية لتحسين خصائص مكافحة القصص للمنتج النهائي. يجب أن يكونوا قادرين على حماية المركبات الحساسة من آثار الحرارة ، والأكسجين ، والضوء ، إلخ.

مواد الجدار شائعة الاستخدام لتجفيف الرش هي الكربوهيدرات.

• النشا ومشتقاته (النشا ، مالتوديكسترين ، ديكسترين و cyclodextrin)

النشا ومشتقاته لها خصائص تجفيف رذاذ جيدة ، مثل الوزن الجزيئي العالي ودرجة حرارة انتقال الزجاج العالية ، والذوبان العالي في الماء البارد مع انخفاض اللزوجة ، وخصائص مضادة للوسائد والقدرة على إنتاج مساحيق كثيفة نسبيا.

ومع ذلك ، فإن النشا يفتقر إلى قدرة تشكيل الأفلام ، وهو أمر ضار للغاية لكفاءة التجفيف ، وخاصة الحفاظ على المركبات الحساسة.

• اللثة (العلكة العربية أو مزيج من الأكاسيا وكارايا)

اللثة. بالمقارنة مع النشا ، تتمتع اللثة بقدرة أفضل على تشكيل الأفلام ، لكن درجة حرارة انتقال الزجاج منخفضة نسبيًا.

• السليلوز ومشتقاته (السليلوز ، الكربوكسيمي ميثيل سيلولوز ، هيدروكسي بروبيل ميثيل سيلولوز ، إلخ)

السليلوز ومشتقاتها لها خصائص جيدة تشكيل الأفلام والنشاط السطحي ، ولكنها ليست سهلة الهضم بسهولة.

يمكن أن يحسن مزيج من مشتقات النشا أو النشا واللثة من أداء تجفيف الرش ، ولكن يجب أن يكون محتوى اللثة أقل من مشتقات النشا أو النشا.

تم الإبلاغ عن أن البروتينات ، وخاصة بروتين مصل اللبن ، لديها قدرة ممتازة على تشكيل الأفلام وقدرة الاحتفاظ بالمغذيات ، وغالبًا ما تستخدم مع مشتقات النشا أو النشا.

سرعة التغذية

في عملية تجفيف الرش ، تعد سرعة التغذية واحدة من العوامل المهمة. تحدد سرعة التغذية وقت الإقامة للمادة في غرفة التجفيف ، والفاصل والناقل ، كما يؤثر أيضًا على تنقل المادة وحجم القطرات.

يعتمد معدل التغذية بشكل أساسي على سرعة الذرة ، وكلما زادت سرعة المضخة ، زاد معدل التغذية بشكل أسرع. ومع ذلك ، فإن معدل التغذية الأعلى سوف يبطئ نقل الحرارة ، مما يجعل من الصعب على القطرات أن تجف بالكامل ويمكن أن تؤدي بسهولة إلى الجدار.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن سرعة التغذية المرتفعة للغاية سوف تتسبب في انخفاض قطرات مباشرة في غرفة التجفيف. وذلك لأن الهواء الساخن قد تم تشبعه ولا يمكن أن تكون القطرات عالية السرعة ذرية بالكامل ، مما يؤدي في النهاية إلى انخفاض في محصول المسحوق.

تؤدي معدلات التغذية المرتفعة إلى عدم كفاية وقت التفاعل بين القطرات والهواء الساخن ، مما يزيد من محتوى الرطوبة للمسحوق المجفف بالرش.

معدل التغذية المرتفع بشكل مفرط هو عملية غير لائقة يجب تجنبها أثناء عملية تجفيف الرش. غالبًا ما تكون سرعة التغذية عالية العامل في البودرة التي تلتصق بالجدران ، وامتصاص الرطوبة ، وأنابيب انسداد. بالإضافة إلى تقليل محصول المسحوق ، فإنه يسبب أيضًا مشكلة إضافية في الموقع.