Smidzināšanas žāvēšanas tehnoloģija un ietekmējošie faktori

Žāvēšana ar smidzināšanu: pulvera tehnoloģija aiz ikdienas izstrādājumiem

Daudzi priekšmeti, kurus mēs izmantojam mūsu ikdienas dzīvē, ir pieejami pulvera formā, kas nesatur putekļus. Daudzi produkti, sākot no piena pulvera līdz noteiktiem medikamentiem, nevar izturēt standarta dehidratācijas procesu un prasīt īpašas procedūras, kas pārveidotas pulvera formā. Šo specializēto procedūru sauc žāvēšana ar izsmidzināšanu.

Process ietver šķidruma vai vircas izkliedi karstā, sausā gāzē, lai iegūtu pulveri ar konsekventu daļiņu lieluma sadalījumu. Šajā procesā var izmantot parasto gaisu vai inertu gāzi. Piemēram, etanolu un citus produktus, kas reaģē ar skābekli, gaisa vietā var pārstrādāt ar karstu slāpekli.

Smidzināšanas žāvēšanas aprīkojumā šķidrumu vai šķidrumu sadalīšanai vai šķidrumiem tiek izmantoti dažādi atomizatori vai sprauslas atomizētos pilienos ar īpaši maziem daļiņu izmēriem.

Viena šķidruma augstspiediena virpuļo sprauslas un rotējošas disku sprauslas ir visbiežāk izmantotie sprauslu veidi. Plašāku daļiņu lieluma sadalījumu var sasniegt ar atomizatora riteni, taču neatkarīgi no tā, vai abās metodēs var sasniegt konsekventu daļiņu lielumu.

Pilienu izmērus no 10 līdz 500 μm var iegūt, izmantojot īpašus sprauslas īpašos procesos. Diametra diapazons no 100 līdz 200 μm ir visbiežāk izmantotais daļiņu izmērs.

Galvenie faktori, kas ietekmē aerosola žāvēšanu

Ieplūdes un izejas temperatūra

Smidzināšanas kameras temperatūra parasti attiecas uz karstā gaisa temperatūru, kas nonāk tornī. Žāvēšanas temperatūra ir vissvarīgākais faktors, kas ietekmē izsmidzināta pulvera fizikālās un ķīmiskās īpašības.

Smidzināšanas temperatūra nosaka veidotā pulvera mitruma saturu. Palielinot smidzināšanas žāvēšanas temperatūru no 120 ° C līdz 200 ° C, ūdens var samazināt ūdeni žāvētā pulverī no 5,29% līdz 3,88%.

Daļiņu žāvētu produktu daļiņu izmērs ir atkarīgs arī no karstā gaisa ieplūdes temperatūras. Žāvēšanas temperatūras paaugstināšanās izraisa ātrāku ūdens iztvaikošanu, kas izraisa mikrosfēru veidošanos ātrāk bez pietiekami daudz laika sarukt, kā rezultātā rodas lielāki daļiņu izmēri.

Tā kā ieplūdes žāvēšanas temperatūra palielinājās no 138 ° C līdz 202 ° C, Acai ogu pulvera daļiņu lielums palielinājās no 13,38 μm līdz 20,11 μm. Līdzīgi, gvajaves sulas pulvera daļiņu lielums ievērojami palielinājās, paaugstinoties ieplūdes temperatūrai.

Smidzinātā pulvera lielapjoma blīvums samazinās, paaugstinoties temperatūrai. Lielākas daļiņas var būt dobas iekšpusē, vai arī tās ir porainas vai salauztas struktūras augstāka ūdens iztvaikošanas ātruma dēļ. Parasti porainām vai sadrumstalotām daļiņām ir zemāks iepakojuma blīvums.

Turklāt, tā kā daļiņu mitrums ir apgriezti saistīts ar žāvēšanas temperatūru un ūdens ir blīvāks nekā lielākajai daļai sauso pārtikas cieto vielu, pulveriem, kas ražoti augstākā temperatūrā, ir zemāks tilpuma blīvums nekā pulveriem, kas ražoti zemākā temperatūrā.

Žāvēšanas temperatūra zināmā mērā ietekmē arī izsmidzināta pulvera plūstamību. Palielinoties temperatūrai, plūstamība samazināsies.

Tas var būt saistīts ar lielākām daļiņu morfoloģijas izmaiņām, ko izraisa augstāks ūdens iztvaikošanas ātrums, mazāks virsmas kontakta leņķis, ko izraisa porainība vai salauzta struktūra, kas palielina berzi starp pulveri un virsmu un iekšējo pretestību starp daļiņām. liels, kā rezultātā samazinās likviditāte.

Šķīdība ir arī svarīga pulvera produktu kvalitātes īpašība, un tā var tieši ietekmēt izsmidzinātu žāvētu pārtikas produktu atjaunošanas izturēšanos. Tā kā smidzināšanas žāvēšanas temperatūra palielinās no 120 ° C līdz 160 ° C, pulvera šķīdība palielinās.

Sienas materiāls

Ar cukuru bagātas vielas, piemēram, sulas un dārzeņu sulas, ir grūti izžūt tieši, neiesniedzot līdzekļus. Sienas materiāli ir polimēri, kas iegulda aktīvās sastāvdaļas smidzināšanas žāvēšanas procesā un ir vissvarīgākie smidzināšanas žāvēšanā. Viens no faktoriem.

Sienas materiāli var paaugstināt stikla pārejas temperatūru un ražu aerosola žāvēšanas laikā un samazināt pulvera produktu viskozitāti un higroskopiskumu. Parastie sienas materiāli ietver arābu arābu, maltodekstrīnu, želatīnu, cieti, pektīnu, metilcelulozi, alginātu, trikalcium fosfātu un to kombinācijas.

Sienas materiāla izvēle galvenokārt ir atkarīga no žāvēšanas izsmidzināšanas mērķa un apstrādātā materiāla fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām. Sienas materiāliem jābūt ļoti šķīstošiem procesa šķīdinātājos, un tiem ir pietiekama plēvju veidošanās spēja, lai radītu zemas viskozitātes šķīdumus pat augstā koncentrācijā.

Žāvēšanai ar izsmidzināšanu viņiem jābūt ar augstu molekulmasu un augstu stikla pārejas temperatūru, lai uzlabotu galaprodukta pretstatu īpašības. Viņiem jāspēj aizsargāt jutīgus savienojumus no siltuma, skābekļa, gaismas utt. Ietekmes

Parasti izmantoti sienas materiāli aerosola žāvēšanai ir ogļhidrāti.

• cieti un tās atvasinājumus (cieti, maltodekstrīns, dekstrīns un ciklodekstrīns)

Cieti un tās atvasinājumiem ir labas aerosola žāvēšanas īpašības, piemēram, augsta molekulmasa un augsta stikla pārejas temperatūra, augsta šķīdība aukstā ūdenī ar zemu viskozitāti, pretstatu īpašības un spēja radīt samērā blīvus pulverus.

Tomēr cietei trūkst plēvju veidošanas spēju, kas ļoti kaitē žāvēšanas efektivitātei, īpaši jutīgu savienojumu saglabāšanai.

• GUMA (GUM ARABIKA VAI ACACIA UN KARAYA MAKSTS)

Gumija. Salīdzinot ar cieti, gumijai ir labāka plēvju veidošanas spēja, bet tās stikla pārejas temperatūra ir salīdzinoši zema.

• Celuloze un tā atvasinājumi (celuloze, karboksimetilceluloze, hidroksipropilmetilcelluloze utt.)

Celulozei un tās atvasinājumiem ir labas plēvju veidojošas īpašības un virsmas aktivitāte, bet tie nav viegli sagremojami.

Cietes vai cietes atvasinājumu un smaganu kombinācija var uzlabot smidzināšanas žāvēšanas veiktspēju, bet smaganu saturam jābūt zemākam nekā cietes vai cietes atvasinājumiem.

Ir ziņots, ka olbaltumvielām, īpaši sūkalu olbaltumvielām, ir lieliskas plēvju veidošanas spējas un barības vielu aiztures spējas, un tos bieži izmanto kopā ar cietes vai cietes atvasinājumiem.

Barības ātrums

Smidzināšanas žāvēšanas procesā padeves ātrums ir viens no svarīgākajiem faktoriem. Barības ātrums nosaka materiāla uzturēšanās laiku žāvēšanas kamerā, separatorā un konveijerā, kā arī ietekmē materiāla atomizāciju un pilienu lielumu.

Padeves ātrums būtībā ir atkarīgs no atomizatora ātruma, jo lielāks ir sūkņa ātrums, jo ātrāks padeves ātrums. Tomēr lielāks padeves ātrums palēninās siltuma pārnesi, padarot pilienus pilnībā nožūt un viegli izraisot sienas pielipšanu.

Turklāt pārāk liels barības ātrums izraisīs pilienu kritumu tieši žāvēšanas kamerā. Tas notiek tāpēc, ka karstais gaiss ir piesātināts un ātrgaitas pilienus nevar pilnībā atomizēt, galu galā izraisot pulvera ražas samazināšanos.

Augstāki padeves ātrumi rada nepietiekamu mijiedarbības laiku starp pilieniem un karsto gaisu, palielinot mitruma saturu smidzināšanai žāvētā pulverī.

Pārmērīgi augsts padeves ātrums ir nepareiza darbība, no kuras jāizvairās no aerosola žāvēšanas procesa laikā. Pārāk liels barības ātrums bieži ir svarīgs faktors pulvera pielipšanai pie sienām, absorbējot mitrumu un aizsērējot caurules. Papildus pulvera ražas samazināšanai tas rada arī papildu nepatikšanas uz vietas tīrīšanai uz vietas.