טכנולוגיית ייבוש ריסוס וגורמים משפיעים

ייבוש ריסוס: טכנולוגיית האבקה מאחורי מוצרים יומיומיים

פריטים רבים שאנו משתמשים בחיי היומיום שלנו זמינים בצורת אבקה ללא אבק. מוצרים רבים, מאבקת חלב לתרופות מסוימות, אינם יכולים לעמוד בתהליך ההתייבשות הסטנדרטי ומחייבים להמיר נהלים מיוחדים לצורת אבקה. נוהל מיוחד זה נקרא ייבוש ריסוס.

התהליך כולל פיזור נוזל או slurry בגז חם ויבש כדי להשיג אבקה עם חלוקת גודל חלקיקים עקבית. ניתן להשתמש בתהליך זה אוויר רגיל או גזים אינרטיים. לדוגמה, אתנול ומוצרים אחרים המגיבים עם חמצן ניתן לעבד באמצעות חנקן חם במקום אוויר.

בציוד ייבוש ריסוס, מרססים או חרירים שונים משמשים כדי לשבור נוזלים או סלידות לטיפות אטומיות עם גדלי חלקיקים קטנים במיוחד.

נוזלים בודדים בלחץ גבוה חרירי מערבולת וחרירי דיסק מסתובבים הם סוגי הזרבוביות הנפוצים ביותר. ניתן להשיג חלוקת גודל חלקיקים רחבה יותר עם גלגל המרסס, אך ללא קשר, ניתן להשיג גודל חלקיקים עקבי בשתי השיטות.

ניתן להשיג גדלי טיפה בין 10 ל 500 מיקרומטר על ידי שימוש בחרירים ספציפיים בתהליכים ספציפיים. טווח קוטר של 100 עד 200 מיקרומטר הוא גודל החלקיקים הנפוץ ביותר.

גורמים עיקריים המשפיעים על ייבוש ריסוס

טמפרטורת כניסה ושקע

הטמפרטורה של תא ייבוש הריסוס מתייחסת בדרך כלל לטמפרטורת האוויר החם הנכנס למגדל. טמפרטורת הייבוש היא הגורם החשוב ביותר המשפיע על התכונות הפיזיקליות והכימיות של אבקה מיובשת ריסוס.

טמפרטורת ייבוש הריסוס קובעת את תכולת הלחות של האבקה המעוצבת. העלאת טמפרטורת ייבוש הריסוס מ- 120 מעלות צלזיוס ל- 200 מעלות צלזיוס יכולה להפחית את המים באבקה המיובשת מ- 5.29% ל- 3.88%.

גודל החלקיקים של מוצרים מיובשים ריסוס תלוי גם בטמפרטורת כניסת האוויר החם. עלייה בטמפרטורת הייבוש גורמת לאידוי מים מהיר יותר, הגורם למיקרוספרות להיווצר מהר יותר ללא מספיק זמן להתכווץ, וכתוצאה מכך גדלי חלקיקים גדולים יותר.

כאשר טמפרטורת ייבוש הכניסה עלתה מ- 138 מעלות צלזיוס ל 202 מעלות צלזיוס, גודל החלקיקים של אבקת פירות יער עלה מ 13.38 מיקרומטר ל 20.11 מיקרומטר. באופן דומה, גודל החלקיקים של אבקת מיץ הגויאבה עלה משמעותית עם עליית טמפרטורת הכניסה.

צפיפות התפזורת של אבקה מיובשת ריסוס יורדת עם עליית הטמפרטורה. חלקיקים גדולים יותר עשויים להיות חלולים בפנים או שיש להם מבנה נקבובי או שבור בגלל שיעורי אידוי מים גבוהים יותר. בדרך כלל, חלקיקים נקבוביים או מקוטעים מראים צפיפות אריזה נמוכה יותר.

בנוסף, מכיוון שהלחות של החלקיקים קשורה באופן הפוך לטמפרטורת הייבוש והמים צפופים יותר מרוב מוצקי המזון היבשים, אבקות המיוצרות בטמפרטורות גבוהות יותר יש צפיפות בתפזורת נמוכה יותר מאשר אבקות המיוצרות בטמפרטורות נמוכות יותר.

הנזילות של אבקה מיובשת ריסוס מושפעת גם מטמפרטורת הייבוש במידה מסוימת. ככל שהטמפרטורה עולה, הנזילות תקטן.

זה יכול לנבוע מהשונות הגדולה יותר במורפולוגיה של החלקיקים הנגרמת על ידי קצב אידוי המים הגבוה יותר, זווית המגע הקטנה יותר של פני השטח הנגרמת על ידי הנקבוביות או המבנה השבור, מה שמגדיל את החיכוך בין האבקה למשטח והתנגדות הפנימית בין החלקיקים. גדול, וכתוצאה מכך מופחת נזילות.

מסיסות היא גם מאפיין איכותי חשוב של מוצרי אבקה ויכול להשפיע ישירות על התנהגות השחזור של מזונות מיובשים בריסוס. כאשר טמפרטורת ייבוש הריסוס עולה מ- 120 מעלות צלזיוס ל 160 מעלות צלזיוס, המסיסות של האבקה עולה.

חומר קיר

חומרים עשירים בסוכר, כמו מיצים ומיצים צמחיים, קשה לייבוש ישירות ללא חומרי הטמעה. חומרי קיר הם פולימרים שמטמיעים חומרים פעילים במהלך תהליך ייבוש הריסוס והם החשובים ביותר בייבוש ריסוס. אחד הגורמים.

חומרי קיר יכולים להגדיל את טמפרטורת המעבר לזכוכית ולתפוקה במהלך ייבוש ריסוס, ולהפחית את הצמיגות וההיגרוסקופיות של מוצרי אבקה. חומרי קיר נפוצים כוללים חניכיים ערבית, מלטודקסטרין, ג'לטין, עמילן, פקטין, מתיל -סלולוזה, אלגינט, טריקסיום פוספט ושילוביהם.

הבחירה בחומר הקיר תלויה בעיקר במטרה של ייבוש ריסוס ובתכונות הפיזיקליות והכימיות של החומר המעובד. חומרי קיר צריכים להיות מסיסים מאוד בממיסים בתהליכים ויש להם יכולת יוצרת סרטים מספקת לייצר פתרונות בעלי צמיגות נמוכה אפילו בריכוזים גבוהים.

לצורך ייבוש ריסוס, עליהם להיות בעלי משקל מולקולרי גבוה וטמפרטורת מעבר זכוכית גבוהה כדי לשפר את התכונות האנטי-מקל של המוצר הסופי. עליהם להיות מסוגלים להגן על תרכובות רגישות מפני השפעות של חום, חמצן, אור וכו '.

חומרי קיר נפוצים לייבוש ריסוס הם פחמימות.

• עמילן ונגזרותיו (עמילן, מלטודקסטרין, דקסטרין וציקלודקסטרין)

לעמילן ולנגזרותיו יש תכונות ייבוש ריסוס טובות, כמו משקל מולקולרי גבוה וטמפרטורת מעבר זכוכית גבוהה, מסיסות גבוהה במים קרים עם צמיגות נמוכה, תכונות אנטי-מקל והיכולת לייצר אבקות צפופות יחסית.

עם זאת, עמילן חסר יכולת יוצרת סרטים, וזה מאוד מזיק ליעילות הייבוש, במיוחד שימור תרכובות רגישות.

• מסטיק (מסטיק ערבי או תערובת של אקשיה וקראיה)

מַסטִיק. בהשוואה לעמילן, ל- GUM יש יכולת טובה יותר ליצירת סרטים, אך טמפרטורת המעבר לזכוכית שלה נמוכה יחסית.

• תאית ונגזרותיו (תאית, קרבוקסימתיל -סלולוזה, הידרוקסיפרופיל -מתיל -סלולוזה וכו ')

לתלולוזה ולנגזרותיו יש תכונות טובות ליצירת סרטים ופעילות פני השטח, אך אינם ניתנים לעיכול בקלות.

השילוב של נגזרות עמילן או עמילן וחניכיים יכול לשפר את הביצועים של ייבוש ריסוס, אך תוכן המסטיק צריך להיות נמוך יותר מזה של נגזרות עמילן או עמילן.

דווח כי לחלבונים, בעיקר חלבון מי גבינה, יש יכולת מעולה ליצירת סרטים ויכולת שמירה על תזונה, ולעתים קרובות משתמשים בהם יחד עם נגזרות עמילן או עמילן.

מהירות הזנה

בתהליך ייבוש הריסוס, מהירות ההזנה היא אחד הגורמים החשובים. מהירות ההזנה קובעת את זמן המגורים של החומר בתא הייבוש, המפריד והמסוע, ומשפיעה גם על מיסורי החומר וגודל הטיפות.

קצב ההזנה תלוי בעצם במהירות המרסס, ככל שמהירות המשאבה גבוהה יותר, כך קצב ההזנה גבוה יותר. עם זאת, קצב הזנה גבוה יותר יאט את העברת החום, מה שמקשה על הטיפות לייבוש לחלוטין ומוביל בקלות להדבקות קיר.

בנוסף, מהירות הזנה גבוהה מדי תגרום לטיפות לרדת ישירות לתא הייבוש. הסיבה לכך היא שהאוויר החם היה רווי ולא ניתן לאתר את טיפות המהירות הגבוהה במלואן, ובסופו של דבר מובילות להפחתה בתפוקת האבקה.

שיעורי הזנה גבוהים יותר גורמים לזמן אינטראקציה מספיק בין טיפות לאוויר חם, מה שמגדיל את תכולת הלחות של האבקה המיובשת בספריי.

קצב הזנה גבוה מדי הוא פעולה לא תקינה שיש להימנע ממנה במהלך תהליך ייבוש הריסוס. מהירות הזנה גבוהה מדי היא לרוב גורם חשוב באבקה הדבקת בקירות, סופגת לחות וצינורות סתימה. בנוסף להפחתת תפוקת האבקה, זה גם מביא צרות נוספות לניקוי באתר.