Visualizzazioni: 809 Autore: Editor del sito Orario di pubblicazione: 2024-04-07 Origine: Sito
Molti oggetti che utilizziamo nella nostra vita quotidiana sono disponibili sotto forma di polvere priva di polvere. Molti prodotti, dal latte in polvere ad alcuni farmaci, non possono resistere al processo di disidratazione standard e richiedono procedure speciali per essere convertiti in polvere. Questa procedura specializzata si chiama essiccazione a spruzzo.
Il processo prevede la dispersione di un liquido o di un impasto liquido in un gas caldo e secco per ottenere una polvere con una distribuzione granulometrica coerente. In questo processo è possibile utilizzare aria normale o gas inerti. Ad esempio, l’etanolo e altri prodotti che reagiscono con l’ossigeno possono essere lavorati con azoto caldo invece che con aria.
Nelle apparecchiature di essiccazione a spruzzo, vengono utilizzati vari atomizzatori o ugelli per frantumare liquidi o fanghi in goccioline atomizzate con dimensioni delle particelle estremamente piccole.
Gli ugelli a turbolenza ad alta pressione a fluido singolo e gli ugelli a disco rotante sono i tipi di ugelli più comunemente utilizzati. Con la ruota atomizzatore è possibile ottenere una distribuzione granulometrica più ampia, ma indipendentemente da ciò è possibile ottenere una dimensione particellare coerente con entrambi i metodi.
Le dimensioni delle goccioline comprese tra 10 e 500 μm possono essere ottenute utilizzando ugelli specifici in processi specifici. Una gamma di diametri compresa tra 100 e 200 μm è la dimensione delle particelle più comunemente utilizzata.
La temperatura della camera di essiccazione a spruzzo si riferisce solitamente alla temperatura dell'aria calda che entra nella torre. La temperatura di essiccazione è il fattore più importante che influenza le proprietà fisiche e chimiche della polvere atomizzata.
La temperatura di essiccazione a spruzzo determina il contenuto di umidità della polvere stampata. Aumentando la temperatura di essiccazione a spruzzo da 120°C a 200°C è possibile ridurre l'acqua nella polvere essiccata dal 5,29% al 3,88%.
La dimensione delle particelle dei prodotti atomizzati dipende anche dalla temperatura dell'aria calda in ingresso. Un aumento della temperatura di essiccazione determina un’evaporazione più rapida dell’acqua, che fa sì che le microsfere si formino più velocemente senza abbastanza tempo per restringersi, con conseguente dimensione delle particelle più grandi.
Quando la temperatura di essiccazione in ingresso è aumentata da 138°C a 202°C, la dimensione delle particelle della polvere di bacche di acai è aumentata da 13,38 μm a 20,11 μm. Allo stesso modo, la dimensione delle particelle della polvere di succo di guava è aumentata in modo significativo con l’aumento della temperatura di ingresso.
La densità apparente della polvere atomizzata diminuisce con l'aumentare della temperatura. Le particelle più grandi possono essere cave all'interno o avere una struttura porosa o rotta a causa dei tassi di evaporazione dell'acqua più elevati. Tipicamente, le particelle porose o frammentate presentano densità di impaccamento inferiori.
Inoltre, poiché l’umidità delle particelle è inversamente proporzionale alla temperatura di essiccazione e l’acqua è più densa della maggior parte dei solidi alimentari secchi, le polveri prodotte a temperature più elevate hanno una densità apparente inferiore rispetto alle polveri prodotte a temperature più basse.
La fluidità della polvere atomizzata è influenzata in una certa misura anche dalla temperatura di essiccazione. All’aumentare della temperatura la fluidità diminuirà.
Ciò potrebbe essere dovuto alla maggiore variazione nella morfologia delle particelle causata dal maggiore tasso di evaporazione dell'acqua, al minore angolo di contatto superficiale causato dalla porosità o dalla struttura rotta, che aumenta l'attrito tra la polvere e la superficie e la resistenza interna tra le particelle. consistente, con conseguente riduzione della liquidità.
La solubilità è anche un'importante caratteristica di qualità dei prodotti in polvere e può influenzare direttamente il comportamento di ricostituzione degli alimenti atomizzati. Quando la temperatura di essiccazione a spruzzo aumenta da 120°C a 160°C, la solubilità della polvere aumenta.
Le sostanze ricche di zucchero, come succhi e succhi di verdura, sono difficili da essiccare direttamente a spruzzo senza agenti incorporanti. I materiali per pareti sono polimeri che incorporano ingredienti attivi durante il processo di essiccazione a spruzzo e sono i più importanti nell'essiccazione a spruzzo. Uno dei fattori.
I materiali delle pareti possono aumentare la temperatura di transizione vetrosa e la resa durante l'essiccazione a spruzzo e ridurre la viscosità e l'igroscopicità dei prodotti in polvere. I materiali comuni per le pareti includono gomma arabica, maltodestrina, gelatina, amido, pectina, metilcellulosa, alginato, fosfato tricalcico e loro combinazioni.
La scelta del materiale della parete dipende principalmente dallo scopo dell'essiccazione a spruzzo e dalle proprietà fisiche e chimiche del materiale lavorato. I materiali delle pareti dovrebbero essere altamente solubili nei solventi di processo e avere una capacità filmogena sufficiente per produrre soluzioni a bassa viscosità anche ad alte concentrazioni.
Per l'essiccazione a spruzzo, devono avere un peso molecolare elevato e un'elevata temperatura di transizione vetrosa per migliorare le proprietà antiaderenti del prodotto finale. Devono essere in grado di proteggere i composti sensibili dagli effetti del calore, dell'ossigeno, della luce, ecc.
L'amido e i suoi derivati hanno buone proprietà di essiccazione a spruzzo, come un elevato peso molecolare e un'elevata temperatura di transizione vetrosa, un'elevata solubilità in acqua fredda con bassa viscosità, proprietà antiaderenti e la capacità di produrre polveri relativamente dense.
Tuttavia, l’amido non ha la capacità di formare film, il che è molto dannoso per l’efficienza dell’essiccazione, in particolare per la conservazione dei composti sensibili.
Gomma. Rispetto all'amido, la gomma ha una migliore capacità filmogena, ma la sua temperatura di transizione vetrosa è relativamente bassa.
La cellulosa e i suoi derivati hanno buone proprietà filmogene e attività superficiale, ma non sono facilmente digeribili.
La combinazione di amido o derivati dell'amido e gomma può migliorare le prestazioni dell'essiccazione a spruzzo, ma il contenuto di gomma deve essere inferiore a quello dell'amido o dei derivati dell'amido.
È stato riportato che le proteine, in particolare le proteine del siero di latte, hanno un'eccellente capacità di formare film e capacità di ritenzione dei nutrienti e sono spesso utilizzate insieme all'amido o ai derivati dell'amido.
Nel processo di essiccazione a spruzzo, la velocità di avanzamento è uno dei fattori importanti. La velocità di alimentazione determina il tempo di permanenza del materiale nella camera di essiccazione, nel separatore e nel trasportatore e influisce anche sull'atomizzazione del materiale e sulla dimensione delle goccioline.
La velocità di avanzamento dipende fondamentalmente dalla velocità dell'atomizzatore, maggiore è la velocità della pompa, maggiore è la velocità di avanzamento. Tuttavia, una velocità di alimentazione più elevata rallenterà il trasferimento di calore, rendendo difficile l'asciugatura completa delle goccioline e provocandone facilmente l'adesione alla parete.
Inoltre, una velocità di alimentazione troppo elevata farà cadere le goccioline direttamente nella camera di essiccazione. Questo perché l'aria calda è stata saturata e le goccioline ad alta velocità non possono essere completamente atomizzate, con conseguente riduzione della resa della polvere.
Velocità di alimentazione più elevate comportano un tempo di interazione insufficiente tra le goccioline e l'aria calda, aumentando il contenuto di umidità della polvere atomizzata.
Una velocità di avanzamento eccessivamente elevata è un'operazione impropria che deve essere evitata durante il processo di essiccazione a spruzzo. Una velocità di alimentazione troppo elevata è spesso un fattore importante per l'adesione della polvere alle pareti, l'assorbimento dell'umidità e l'ostruzione dei tubi. Oltre a ridurre la resa della polvere, comporta anche ulteriori problemi per la pulizia in loco.
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