فناوری خشک کردن اسپری و عوامل تأثیرگذار

خشک کردن اسپری: فناوری پودرینگ پشت محصولات روزمره

بسیاری از مواردی که در زندگی روزمره خود استفاده می کنیم به صورت پودر بدون گرد و غبار موجود است. بسیاری از محصولات ، از پودر شیر گرفته تا داروهای خاص ، نمی توانند در برابر فرآیند استاندارد کم آبی مقاومت کنند و نیاز به روشهای ویژه ای دارند که به شکل پودر تبدیل می شوند. این روش تخصصی نامیده می شود خشک کردن اسپری.

این فرایند شامل پراکندگی مایع یا دوغاب در گاز گرم و خشک برای به دست آوردن پودر با توزیع اندازه ذرات ثابت است. در این فرآیند ممکن است از گازهای معمولی یا گازهای بی اثر استفاده شود. به عنوان مثال ، اتانول و سایر محصولاتی که با اکسیژن واکنش نشان می دهند می توانند به جای هوا با نیتروژن داغ پردازش شوند.

در تجهیزات خشک کردن اسپری ، از اتمیزرهای مختلف یا نازل برای شکستن مایعات یا دوغاب ها به قطرات اتمی با اندازه ذرات بسیار کوچک استفاده می شود.

نازل های چرخان فشار بالا با فشار بالا و نازل های چرخشی دیسک متداول ترین انواع نازل هستند. توزیع اندازه ذرات وسیع تر با چرخ اتمیزر قابل دستیابی است ، اما بدون در نظر گرفتن ، اندازه ذرات سازگار در هر دو روش قابل دستیابی است.

اندازه قطرات بین 10 تا 500 میکرومتر را می توان با استفاده از نازل های خاص در فرآیندهای خاص بدست آورد. دامنه قطر 100 تا 200 میکرومتر رایج ترین اندازه ذرات است.

عوامل اصلی مؤثر بر خشک کردن اسپری

دمای ورودی و خروجی

دمای محفظه خشک کردن اسپری معمولاً به دمای هوای گرم وارد برج اشاره دارد. دمای خشک کردن مهمترین عامل مؤثر بر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی پودر خشک اسپری است.

دمای خشک کردن اسپری میزان رطوبت پودر قالب را تعیین می کند. افزایش دمای خشک کردن اسپری از 120 درجه سانتیگراد به 200 درجه سانتیگراد می تواند آب موجود در پودر خشک شده را از 5.29 ٪ به 3.88 ٪ کاهش دهد.

اندازه ذرات محصولات خشک شده با اسپری نیز به دمای ورودی هوای گرم بستگی دارد. افزایش دمای خشک کردن منجر به تبخیر سریعتر آب می شود ، که باعث می شود میکروسفرها سریعتر بدون زمان کافی برای کوچک شدن شکل بگیرند و در نتیجه اندازه ذرات بزرگتر ایجاد شود.

از آنجا که دمای خشک شدن ورودی از 138 درجه سانتیگراد به 202 درجه سانتیگراد افزایش یافته است ، اندازه ذرات پودر توت Acai از 38.38 میکرومتر به 20.11 میکرومتر افزایش یافته است. به طور مشابه ، با افزایش دمای ورودی ، اندازه ذرات پودر آب گواوا به طور قابل توجهی افزایش یافته است.

چگالی فله پودر خشک شده با اسپری با افزایش درجه حرارت کاهش می یابد. ذرات بزرگتر ممکن است در داخل توخالی باشند یا به دلیل بالاتر بودن تبخیر آب ، دارای ساختار متخلخل یا شکسته باشند. به طور معمول ، ذرات متخلخل یا تکه تکه شده تراکم بسته بندی کمتری را نشان می دهند.

علاوه بر این ، از آنجا که رطوبت ذرات به طور معکوس با دمای خشک کردن مرتبط است و آب نسبت به بیشتر مواد جامد مواد غذایی خشک تر است ، پودرهای تولید شده در دماهای بالاتر از چگالی فله ای پایین تر از پودرهای تولید شده در دماهای پایین تر برخوردار هستند.

سیالیت پودر خشک شده با اسپری نیز تحت تأثیر دمای خشک کردن تا حدی است. با افزایش دما ، سیالیت کاهش می یابد.

این ممکن است به دلیل تغییر بیشتر در مورفولوژی ذرات ناشی از میزان تبخیر آب بالاتر باشد ، زاویه تماس سطح کوچکتر ناشی از تخلخل یا ساختار شکسته ، که باعث افزایش اصطکاک بین پودر و سطح و مقاومت داخلی بین ذرات می شود. بزرگ و در نتیجه کاهش نقدینگی.

حلالیت همچنین ویژگی مهم کیفیت محصولات پودر است و می تواند مستقیماً بر رفتار بازسازی غذاهای خشک شده با اسپری تأثیر بگذارد. از آنجا که دمای خشک کردن اسپری از 120 درجه سانتیگراد به دمای 160 درجه سانتیگراد افزایش می یابد ، حلالیت پودر افزایش می یابد.

ماده دیواری

مواد غنی از قند ، مانند آب میوه ها و آب میوه های سبزیجات ، اسپری مستقیم بدون مواد تعبیه شده دشوار است. مواد دیواری پلیمیانی هستند که در طی فرآیند خشک کردن اسپری مواد فعال را جاسازی می کنند و مهمترین آنها در خشک کردن اسپری هستند. یکی از عوامل

مواد دیواری می توانند دمای انتقال شیشه و عملکرد را در هنگام خشک شدن اسپری افزایش داده و ویسکوزیته و حساسیت به محصولات پودر را کاهش دهند. مواد دیواری رایج شامل لثه عربی ، مالتودکسترین ، ژلاتین ، نشاسته ، پکتین ، متیل سلولز ، آلژینات ، فسفات تریکیوم و ترکیبات آنها است.

انتخاب مواد دیواری عمدتاً به هدف خشک شدن اسپری و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مواد فرآوری شده بستگی دارد. مواد دیواری باید در حلال های فرآیند بسیار محلول باشند و از توانایی تشکیل فیلم کافی برای تولید محلول های کم ویسکوزیته حتی در غلظت های بالا برخوردار باشند.

برای خشک کردن اسپری ، آنها باید از وزن مولکولی بالا و دمای انتقال شیشه بالا برخوردار باشند تا خصوصیات ضد چسبنده محصول نهایی را بهبود بخشند. آنها باید بتوانند از ترکیبات حساس در برابر اثرات گرما ، اکسیژن ، نور و غیره محافظت کنند.

مواد دیواری معمولاً برای خشک کردن اسپری کربوهیدرات ها هستند.

• نشاسته و مشتقات آن (نشاسته ، مالتودکسترین ، دکسترین و سیکلودکسترین)

نشاسته و مشتقات آن از خاصیت خشک کردن اسپری خوبی برخوردار هستند ، مانند وزن مولکولی بالا و دمای انتقال شیشه بالا ، حلالیت زیاد در آب سرد با ویسکوزیته کم ، خاصیت ضد بچسب و توانایی تولید پودرهای نسبتاً متراکم.

با این حال ، نشاسته فاقد توانایی تشکیل فیلم است ، که برای خشک کردن کارایی ، به ویژه حفظ ترکیبات حساس بسیار مضر است.

• آدامس (آدامس عربی یا مخلوطی از اقاقیا و کارایا)

صمغ در مقایسه با نشاسته ، آدامس توانایی فیلم سازی بهتری دارد ، اما دمای انتقال شیشه آن نسبتاً کم است.

• سلولز و مشتقات آن (سلولز ، کربوکسی متیل سلولز ، هیدروکسی پروپیل متیل سلولز و غیره)

سلولز و مشتقات آن دارای خواص تشکیل دهنده فیلم و فعالیت سطحی خوبی هستند ، اما به راحتی قابل هضم نیستند.

ترکیبی از مشتقات نشاسته یا نشاسته و آدامس می تواند عملکرد خشک کردن اسپری را بهبود بخشد ، اما محتوای آدامس باید پایین تر از مشتقات نشاسته یا نشاسته باشد.

گزارش شده است که پروتئین ها ، به ویژه پروتئین آب پنیر ، از توانایی شکل گیری فیلم و توانایی احتباس مواد مغذی عالی برخوردار هستند و اغلب همراه با مشتقات نشاسته یا نشاسته مورد استفاده قرار می گیرند.

سرعت خوراک

در فرآیند خشک کردن اسپری ، سرعت خوراک یکی از عوامل مهم است. سرعت خوراک زمان اقامت مواد موجود در محفظه خشک کن ، جداکننده و نقاله را تعیین می کند و همچنین بر اتمی شدن مواد و اندازه قطرات تأثیر می گذارد.

نرخ خوراک اساساً به سرعت اتمیزر بستگی دارد ، هرچه سرعت پمپ بیشتر باشد ، سرعت خوراک سریعتر می شود. با این حال ، سرعت خوراک بالاتر باعث کاهش سرعت انتقال حرارت می شود و باعث می شود که قطرات کاملاً خشک و به راحتی منجر به چسبیدن به دیوار شود.

علاوه بر این ، سرعت خوراک بسیار زیاد باعث می شود قطرات به طور مستقیم به داخل محفظه خشک می شوند. این امر به این دلیل است که هوای گرم اشباع شده است و قطرات پر سرعت نمی توانند به طور کامل اتمی شوند و در نهایت منجر به کاهش عملکرد پودر می شوند.

نرخ خوراک بالاتر منجر به تعامل کافی بین قطرات و هوای گرم می شود و باعث افزایش رطوبت پودر خشک شده اسپری می شود.

نرخ خوراک بیش از حد زیاد یک عمل نادرست است که باید در طی فرآیند خشک کردن اسپری از آن جلوگیری شود. سرعت خوراک بسیار زیاد اغلب عامل مهمی در چسبیدن پودر به دیوارها ، جذب رطوبت و لوله های گرفتگی است. علاوه بر کاهش عملکرد پودر ، همچنین برای پاکسازی در محل مشکل بیشتری به همراه دارد.