Aufrufe: 16 Autor: Site-Editor Veröffentlichungszeit: 07.04.2024 Herkunft: Website
Viele Dinge, die wir in unserem täglichen Leben verwenden, sind in staubfreier Pulverform erhältlich.Viele Produkte, von Milchpulver bis hin zu bestimmten Medikamenten, können dem standardmäßigen Dehydrierungsprozess nicht standhalten und erfordern spezielle Verfahren, um in Pulverform umgewandelt zu werden.Dieses spezielle Verfahren heißt Sprühtrocknung.
Bei diesem Verfahren wird eine Flüssigkeit oder Aufschlämmung in einem heißen, trockenen Gas dispergiert, um ein Pulver mit einer gleichmäßigen Partikelgrößenverteilung zu erhalten.Bei diesem Verfahren können gewöhnliche Luft oder Inertgase verwendet werden.Beispielsweise können Ethanol und andere mit Sauerstoff reagierende Produkte mit heißem Stickstoff statt mit Luft verarbeitet werden.
In Sprühtrocknungsanlagen werden verschiedene Zerstäuber oder Düsen verwendet, um Flüssigkeiten oder Aufschlämmungen in zerstäubte Tröpfchen mit extrem kleinen Partikelgrößen aufzubrechen.
Einstoff-Hochdruck-Dralldüsen und rotierende Scheibendüsen sind die am häufigsten verwendeten Düsentypen.Mit dem Zerstäuberrad kann eine breitere Partikelgrößenverteilung erreicht werden, aber unabhängig davon kann bei beiden Methoden eine einheitliche Partikelgröße erreicht werden.
Durch den Einsatz spezieller Düsen in bestimmten Prozessen können Tröpfchengrößen zwischen 10 und 500 μm erreicht werden.Ein Durchmesserbereich von 100 bis 200 μm ist die am häufigsten verwendete Partikelgröße.
Die Temperatur der Sprühtrocknungskammer bezieht sich normalerweise auf die Temperatur der in den Turm eintretenden Heißluft.Die Trocknungstemperatur ist der wichtigste Faktor, der die physikalischen und chemischen Eigenschaften des sprühgetrockneten Pulvers beeinflusst.
Die Sprühtrocknungstemperatur bestimmt den Feuchtigkeitsgehalt des geformten Pulvers.Durch Erhöhen der Sprühtrocknungstemperatur von 120 °C auf 200 °C kann der Wassergehalt im getrockneten Pulver von 5,29 % auf 3,88 % reduziert werden.
Die Partikelgröße sprühgetrockneter Produkte hängt auch von der Heißlufteintrittstemperatur ab.Eine Erhöhung der Trocknungstemperatur führt zu einer schnelleren Wasserverdunstung, wodurch sich Mikrokügelchen schneller bilden, ohne dass genügend Zeit zum Schrumpfen bleibt, was zu größeren Partikelgrößen führt.
Als die Einlasstrocknungstemperatur von 138 °C auf 202 °C anstieg, erhöhte sich die Partikelgröße des Acai-Beerenpulvers von 13,38 μm auf 20,11 μm.Ebenso nahm die Partikelgröße des Guavensaftpulvers mit steigender Einlasstemperatur deutlich zu.
Die Schüttdichte von sprühgetrocknetem Pulver nimmt mit steigender Temperatur ab.Größere Partikel können aufgrund der höheren Wasserverdunstung innen hohl sein oder eine poröse oder gebrochene Struktur aufweisen.Typischerweise weisen poröse oder fragmentierte Partikel eine geringere Packungsdichte auf.
Da die Partikelfeuchtigkeit umgekehrt proportional zur Trocknungstemperatur ist und Wasser dichter ist als die meisten trockenen Lebensmittelfeststoffe, weisen bei höheren Temperaturen hergestellte Pulver außerdem eine geringere Schüttdichte auf als bei niedrigeren Temperaturen hergestellte Pulver.
Die Fließfähigkeit von sprühgetrocknetem Pulver wird in gewissem Maße auch von der Trocknungstemperatur beeinflusst.Mit zunehmender Temperatur nimmt die Fließfähigkeit ab.
Dies kann auf die größere Variation in der Partikelmorphologie zurückzuführen sein, die durch die höhere Wasserverdampfungsrate verursacht wird, auf den kleineren Oberflächenkontaktwinkel, der durch die Porosität oder gebrochene Struktur verursacht wird, was die Reibung zwischen dem Pulver und der Oberfläche und den inneren Widerstand zwischen den Partikeln erhöht.groß, was zu einer geringeren Liquidität führt.
Auch die Löslichkeit ist ein wichtiges Qualitätsmerkmal von Pulverprodukten und kann das Rekonstitutionsverhalten sprühgetrockneter Lebensmittel direkt beeinflussen.Wenn die Sprühtrocknungstemperatur von 120 °C auf 160 °C steigt, erhöht sich die Löslichkeit des Pulvers.
Zuckerreiche Substanzen wie Säfte und Gemüsesäfte lassen sich ohne Einbettmittel nur schwer direkt sprühtrocknen.Wandmaterialien sind Polymere, die während des Sprühtrocknungsprozesses Wirkstoffe einbetten und bei der Sprühtrocknung am wichtigsten sind.Einer der Faktoren.
Wandmaterialien können die Glasübergangstemperatur und die Ausbeute beim Sprühtrocknen erhöhen und die Viskosität und Hygroskopizität von Pulverprodukten verringern.Zu den gängigen Wandmaterialien gehören Gummi arabicum, Maltodextrin, Gelatine, Stärke, Pektin, Methylcellulose, Alginat, Tricalciumphosphat und deren Kombinationen.
Die Wahl des Wandmaterials hängt hauptsächlich vom Zweck der Sprühtrocknung sowie den physikalischen und chemischen Eigenschaften des verarbeiteten Materials ab.Wandmaterialien sollten in Prozesslösungsmitteln gut löslich sein und über eine ausreichende Filmbildungsfähigkeit verfügen, um selbst bei hohen Konzentrationen niedrigviskose Lösungen zu erzeugen.
Für die Sprühtrocknung müssen sie ein hohes Molekulargewicht und eine hohe Glasübergangstemperatur aufweisen, um die Antihafteigenschaften des Endprodukts zu verbessern.Sie müssen in der Lage sein, empfindliche Verbindungen vor der Einwirkung von Hitze, Sauerstoff, Licht usw. zu schützen.
Stärke und ihre Derivate verfügen über gute Sprühtrocknungseigenschaften, wie z. B. ein hohes Molekulargewicht und eine hohe Glasübergangstemperatur, eine hohe Löslichkeit in kaltem Wasser mit niedriger Viskosität, Antihafteigenschaften und die Fähigkeit, relativ dichte Pulver herzustellen.
Allerdings fehlt der Stärke die Fähigkeit zur Filmbildung, was der Trocknungseffizienz, insbesondere der Konservierung empfindlicher Verbindungen, sehr abträglich ist.
Gummi.Im Vergleich zu Stärke hat Gummi eine bessere Filmbildungsfähigkeit, seine Glasübergangstemperatur ist jedoch relativ niedrig.
Cellulose und ihre Derivate haben gute Filmbildungseigenschaften und Oberflächenaktivität, sind jedoch nicht leicht verdaulich.
Die Kombination von Stärke oder Stärkederivaten und Gummi kann die Leistung der Sprühtrocknung verbessern, der Gehalt an Gummi sollte jedoch niedriger sein als der von Stärke oder Stärkederivaten.
Es wurde berichtet, dass Proteine, insbesondere Molkenprotein, eine ausgezeichnete Fähigkeit zur Filmbildung und Nährstoffspeicherung besitzen und häufig zusammen mit Stärke oder Stärkederivaten verwendet werden.
Beim Sprühtrocknungsprozess ist die Vorschubgeschwindigkeit einer der wichtigen Faktoren.Die Vorschubgeschwindigkeit bestimmt die Verweilzeit des Materials in der Trockenkammer, im Abscheider und im Förderband und beeinflusst außerdem die Zerstäubung des Materials und die Größe der Tröpfchen.
Die Fördergeschwindigkeit hängt grundsätzlich von der Drehzahl des Zerstäubers ab, je höher die Pumpengeschwindigkeit, desto schneller die Fördergeschwindigkeit.Eine höhere Zufuhrgeschwindigkeit verlangsamt jedoch die Wärmeübertragung, was ein vollständiges Trocknen der Tröpfchen erschwert und leicht zum Anhaften an der Wand führt.
Darüber hinaus führt eine zu hohe Vorschubgeschwindigkeit dazu, dass die Tröpfchen direkt in die Trockenkammer fallen.Dies liegt daran, dass die Heißluft gesättigt ist und die Hochgeschwindigkeitströpfchen nicht vollständig zerstäubt werden können, was letztendlich zu einer Verringerung der Pulverausbeute führt.
Höhere Zufuhrgeschwindigkeiten führen zu einer unzureichenden Wechselwirkungszeit zwischen Tröpfchen und heißer Luft, wodurch der Feuchtigkeitsgehalt des sprühgetrockneten Pulvers steigt.
Eine zu hohe Zufuhrgeschwindigkeit ist ein unsachgemäßer Vorgang, der während des Sprühtrocknungsprozesses vermieden werden muss.Eine zu hohe Vorschubgeschwindigkeit ist oft ein wichtiger Faktor dafür, dass Pulver an Wänden haften bleibt, Feuchtigkeit aufnimmt und Rohre verstopft.Dies verringert nicht nur die Pulverausbeute, sondern bringt auch zusätzliche Probleme bei der Reinigung vor Ort mit sich.
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