Teknologi Pengeringan Sembur Dan Faktor Yang Mempengaruhi

Pengeringan semburan: teknologi serbuk di sebalik produk harian

Banyak barangan yang kita gunakan dalam kehidupan seharian kita boleh didapati dalam bentuk serbuk bebas habuk. Banyak produk, daripada susu tepung hingga ubat-ubatan tertentu, tidak dapat menahan proses dehidrasi standard dan memerlukan prosedur khas untuk ditukarkan kepada bentuk serbuk. Prosedur khusus ini dipanggil pengeringan semburan.

Proses ini melibatkan penyebaran cecair atau buburan dalam gas panas dan kering untuk mendapatkan serbuk dengan taburan saiz zarah yang konsisten. Udara biasa atau gas lengai boleh digunakan dalam proses ini. Contohnya, etanol dan produk lain yang bertindak balas dengan oksigen boleh diproses dengan nitrogen panas dan bukannya udara.

Dalam peralatan pengeringan semburan, pelbagai pengabus atau muncung digunakan untuk memecahkan cecair atau buburan menjadi titisan pengabusan dengan saiz zarah yang sangat kecil.

Muncung pusaran tekanan tinggi cecair tunggal dan muncung cakera berputar ialah jenis muncung yang paling biasa digunakan. Pengagihan saiz zarah yang lebih luas boleh dicapai dengan roda pengabut, tetapi tidak kira, saiz zarah yang konsisten boleh dicapai dalam kedua-dua kaedah.

Saiz titisan antara 10 dan 500 μm boleh diperoleh dengan menggunakan muncung tertentu dalam proses tertentu. Julat diameter 100 hingga 200 μm ialah saiz zarah yang paling biasa digunakan.

Faktor utama yang mempengaruhi pengeringan semburan

Suhu masuk dan keluar

Suhu ruang pengeringan semburan biasanya merujuk kepada suhu udara panas yang memasuki menara. Suhu pengeringan adalah faktor terpenting yang mempengaruhi sifat fizikal dan kimia serbuk kering semburan.

Suhu pengeringan semburan menentukan kandungan lembapan serbuk acuan. Meningkatkan suhu pengeringan semburan daripada 120°C kepada 200°C boleh mengurangkan air dalam serbuk kering daripada 5.29% kepada 3.88%.

Saiz zarah produk semburan kering juga bergantung pada suhu masuk udara panas. Peningkatan suhu pengeringan menyebabkan penyejatan air lebih cepat, yang menyebabkan mikrosfera terbentuk lebih cepat tanpa cukup masa untuk mengecut, menghasilkan saiz zarah yang lebih besar.

Apabila suhu pengeringan masuk meningkat daripada 138°C kepada 202°C, saiz zarah serbuk beri acai meningkat daripada 13.38 μm kepada 20.11 μm. Begitu juga, saiz zarah serbuk jus jambu batu meningkat dengan ketara dengan peningkatan suhu masuk.

Ketumpatan pukal serbuk kering semburan berkurangan dengan peningkatan suhu. Zarah yang lebih besar mungkin berongga di dalam atau mempunyai struktur berliang atau pecah disebabkan oleh kadar penyejatan air yang lebih tinggi. Biasanya, zarah berliang atau berpecah mempamerkan ketumpatan pembungkusan yang lebih rendah.

Selain itu, kerana kelembapan zarah berkait songsang dengan suhu pengeringan dan air lebih tumpat daripada kebanyakan pepejal makanan kering, serbuk yang dihasilkan pada suhu yang lebih tinggi mempunyai ketumpatan pukal yang lebih rendah daripada serbuk yang dihasilkan pada suhu yang lebih rendah.

Kecairan serbuk semburan kering juga dipengaruhi oleh suhu pengeringan pada tahap tertentu. Apabila suhu meningkat, kecairan akan berkurangan.

Ini mungkin disebabkan oleh variasi yang lebih besar dalam morfologi zarah yang disebabkan oleh kadar penyejatan air yang lebih tinggi, sudut sentuhan permukaan yang lebih kecil disebabkan oleh keliangan atau struktur pecah, yang meningkatkan geseran antara serbuk dan permukaan dan rintangan dalaman antara zarah. besar, mengakibatkan kecairan berkurangan.

Keterlarutan juga merupakan ciri kualiti penting produk serbuk dan secara langsung boleh mempengaruhi tingkah laku penyusunan semula makanan kering semburan. Apabila suhu pengeringan semburan meningkat daripada 120°C kepada 160°C, keterlarutan serbuk bertambah.

Bahan dinding

Bahan yang kaya dengan gula, seperti jus dan jus sayur-sayuran, sukar untuk disembur-kering secara langsung tanpa agen pemasukan. Bahan dinding adalah polimer yang membenamkan bahan aktif semasa proses pengeringan semburan dan merupakan yang paling penting dalam pengeringan semburan. Salah satu faktor.

Bahan dinding boleh meningkatkan suhu peralihan kaca dan hasil semasa pengeringan semburan, dan mengurangkan kelikatan dan hygroscopicity produk serbuk. Bahan dinding biasa termasuk gam arab, maltodekstrin, gelatin, kanji, pektin, metilselulosa, alginat, trikalsium fosfat dan gabungannya.

Pilihan bahan dinding terutamanya bergantung pada tujuan pengeringan semburan dan sifat fizikal dan kimia bahan yang diproses. Bahan dinding hendaklah sangat larut dalam pelarut proses dan mempunyai keupayaan membentuk filem yang mencukupi untuk menghasilkan larutan kelikatan rendah walaupun pada kepekatan tinggi.

Untuk pengeringan semburan, mereka mesti mempunyai berat molekul yang tinggi dan suhu peralihan kaca yang tinggi untuk meningkatkan sifat anti-stick produk akhir. Mereka mesti dapat melindungi sebatian sensitif daripada kesan haba, oksigen, cahaya, dll.

Bahan dinding yang biasa digunakan untuk pengeringan semburan ialah karbohidrat.

• Kanji dan derivatifnya (kanji, maltodekstrin, dekstrin dan siklodekstrin)

Kanji dan derivatifnya mempunyai sifat pengeringan semburan yang baik, seperti berat molekul tinggi dan suhu peralihan kaca yang tinggi, keterlarutan tinggi dalam air sejuk dengan kelikatan rendah, sifat anti-melekat dan keupayaan untuk menghasilkan serbuk yang agak padat.

Walau bagaimanapun, kanji tidak mempunyai keupayaan membentuk filem, yang sangat memudaratkan kecekapan pengeringan, terutamanya pemeliharaan sebatian sensitif.

• Gum (gum arab atau campuran akasia dan karaya)

Gum. Berbanding dengan kanji, gusi mempunyai keupayaan membentuk filem yang lebih baik, tetapi suhu peralihan kacanya agak rendah.

• Selulosa dan derivatifnya (selulosa, karboksimetilselulosa, hidroksipropilmetilselulosa, dsb.)

Selulosa dan derivatifnya mempunyai sifat membentuk filem dan aktiviti permukaan yang baik, tetapi tidak mudah dihadam.

Gabungan derivatif kanji atau kanji dan gusi boleh meningkatkan prestasi pengeringan semburan, tetapi kandungan gula-gula getah harus lebih rendah daripada derivatif kanji atau kanji.

Telah dilaporkan bahawa protein, terutamanya protein whey, mempunyai keupayaan membentuk filem yang sangat baik dan keupayaan pengekalan nutrien, dan sering digunakan bersama-sama dengan kanji atau derivatif kanji.

Kelajuan suapan

Dalam proses pengeringan semburan, kelajuan suapan adalah salah satu faktor penting. Kelajuan suapan menentukan masa tinggal bahan dalam ruang pengeringan, pemisah dan penghantar, dan juga mempengaruhi pengatoman bahan dan saiz titisan.

Kadar suapan pada asasnya bergantung pada kelajuan pengabut, semakin tinggi kelajuan pam, semakin cepat kadar suapan. Walau bagaimanapun, kadar suapan yang lebih tinggi akan melambatkan pemindahan haba, menyukarkan titisan untuk kering sepenuhnya dan mudah menyebabkan melekat pada dinding.

Selain itu, kelajuan suapan yang terlalu tinggi akan menyebabkan titisan jatuh terus ke dalam ruang pengeringan. Ini kerana udara panas telah tepu dan titisan berkelajuan tinggi tidak dapat diatomkan sepenuhnya, akhirnya membawa kepada pengurangan hasil serbuk.

Kadar suapan yang lebih tinggi mengakibatkan masa interaksi yang tidak mencukupi antara titisan dan udara panas, meningkatkan kandungan lembapan serbuk kering semburan.

Kadar suapan yang terlalu tinggi adalah operasi yang tidak betul yang perlu dielakkan semasa proses pengeringan semburan. Kelajuan suapan yang terlalu tinggi selalunya merupakan faktor penting dalam serbuk melekat pada dinding, menyerap lembapan dan menyumbat paip. Selain mengurangkan hasil serbuk, ia juga membawa masalah tambahan kepada pembersihan di tapak.