Tehnologija sušenja razpršila in vplivni dejavniki

Sušenje razpršila: Tehnologija prahu za vsakodnevnimi izdelki

Številni predmeti, ki jih uporabljamo v vsakdanjem življenju, so na voljo v obliki brez prahu. Številni izdelki, od mlečnega prahu do določenih zdravil, ne morejo prenesti standardnega postopka dehidracije in zahtevajo, da se posebne postopke pretvorijo v prašno obliko. Ta specializiran postopek se imenuje sušenje razpršila.

Postopek vključuje razprševanje tekočine ali kaše v vročem in suhem plinu, da dobite prah z konsistentno porazdelitvijo velikosti delcev. V tem postopku se lahko uporabljajo navadni zračni ali inertni plini. Na primer, etanol in drugi izdelki, ki reagirajo s kisikom, lahko namesto z zrakom predelamo z vročim dušikom.

V opremi za sušenje razpršila se za razbijanje tekočin ali gnojevke v atomizirane kapljice uporabljajo različni atomizatorji ali šobe z izjemno majhnimi velikostmi delcev.

Enojne tekočine z visokim tlakom vrtinčenja in vrtljive diske so najpogosteje uporabljene vrste šobe. Širšo porazdelitev velikosti delcev je mogoče doseči s kolesom Atomizer, vendar ne glede na to, da lahko v obeh metodah dosežemo dosledno velikost delcev.

Velikosti kapljic med 10 in 500 μm lahko dobite z uporabo določenih šob v določenih procesih. Premer območja od 100 do 200 μm je najpogosteje uporabljena velikost delcev.

Glavni dejavniki, ki vplivajo na sušenje razpršila

Temperatura dovoda in odtoka

Temperatura sušilne komore razpršila se običajno nanaša na temperaturo vročega zraka, ki vstopa v stolp. Temperatura sušenja je najpomembnejši dejavnik, ki vpliva na fizikalne in kemijske lastnosti praška, posušenega v razpršilu.

Temperatura sušenja razpršila določa vsebnost vlage v oblikovanem prahu. Povečanje temperature sušenja razpršila z 120 ° C na 200 ° C lahko zmanjša vodo v posušenem prahu s 5,29% na 3,88%.

Velikost delcev, posušenih izdelkov, je odvisna tudi od temperature dovodalnega zraka. Povišanje temperature sušenja povzroči hitrejše izhlapevanje vode, kar povzroči, da se mikrosfere tvorijo hitreje brez dovolj časa, da se skrči, kar ima za posledico večje velikosti delcev.

Ko se je temperatura vhodnega sušenja zvišala s 138 ° C na 202 ° C, se je velikost delcev acai jagod v prahu povečala s 13,38 μm na 20,11 μm. Podobno se je velikost delcev v prahu Guava soka znatno povečala s povečanjem temperature dovoda.

Gostota v razsutem stanju prahu, posušenega s škropljenjem, se z naraščajočo temperaturo zmanjša. Večji delci so lahko votli v notranjosti ali imajo porozno ali zlomljeno strukturo zaradi višjih hitrosti izhlapevanja vode. Običajno imajo porozni ali razdrobljeni delci nižje gostote pakiranja.

Poleg tega, ker je vlaga delcev obratno povezana s temperaturo sušenja in je voda gostejša od večine suhih trdnih snovi, imajo praški, proizvedeni pri višjih temperaturah, nižjo gostoto v razsutem stanju kot praški, proizvedeni pri nižjih temperaturah.

Na pretočnost prahu, posušenega s pršilom, do določene mere vpliva tudi temperatura sušenja. Ko se temperatura zvišuje, se bo tekočnost zmanjšala.

To je lahko posledica večje nihanja morfologije delcev, ki jo povzroča višja hitrost izhlapevanja vode, manjši kotni kontaktni površinski stik, ki ga povzroča poroznost ali zlomljena struktura, kar poveča trenje med prahom in površino ter notranjo upornostjo med delci. velika, kar ima za posledico zmanjšano likvidnost.

Topnost je tudi pomembna kakovost, ki je značilna za praškaste izdelke in lahko neposredno vpliva na obnašanje vedenja hrane, posušene z razpršilom. Ko se temperatura sušenja razpršila zviša z 120 ° C na 160 ° C, se topnost praška poveča.

Stenski material

Sladke, bogate s sladkorjem, kot so sokovi in ​​zelenjavni sokovi, je težko razpršiti neposredno brez vdelave sredstev. Stenski materiali so polimeri, ki vgrajujejo aktivne sestavine med postopkom sušenja razpršila in so najpomembnejši pri sušenju z brizganjem. Eden od dejavnikov.

Stenski materiali lahko med sušenjem razprševanja povečajo temperaturo in donos stekla ter zmanjšajo viskoznost in higroskopičnost prašnih izdelkov. Običajni stenski materiali vključujejo arabščino, maltodekstrin, želatino, škrob, pektin, metilcelulozo, alginat, trikalni fosfat in njihove kombinacije.

Izbira stenskega materiala je predvsem odvisna od namena sušenja razpršila in fizikalnih in kemijskih lastnosti predelanega materiala. Stenski materiali bi morali biti v procesnih topilih zelo topni in imajo dovolj sposobnosti oblikovanja filma, da ustvarijo rešitve z nizko viskoznostjo tudi pri visokih koncentracijah.

Za sušenje razpršila morajo imeti visoko molekulsko maso in visoko temperaturo stekla za izboljšanje lastnosti končnega izdelka proti stiku. Morajo biti sposobni zaščititi občutljive spojine pred učinki toplote, kisika, svetlobe itd.

Običajno uporabljeni stenski materiali za sušenje razpršila so ogljikovi hidrati.

• Škrob in njegovi derivati ​​(škrob, maltodekstrin, dekstrin in ciklodekstrin)

Škrob in njegovi derivati ​​imajo dobre lastnosti sušenja razpršil, kot so visoka molekulska masa in visoka temperatura stekla, visoka topnost v hladni vodi z nizko viskoznostjo, lastnosti protilepke in sposobnost proizvodnje relativno gostih praškov.

Vendar škrob nima sposobnosti oblikovanja filmov, kar je zelo škodljivo za učinkovitost sušenja, zlasti ohranjanje občutljivih spojin.

• Gumi (gumi arabščina ali mešanica Acacia in Karaya)

Gumi. V primerjavi s škrobom ima dlesni boljše sposobnosti oblikovanja filma, vendar je njegova temperatura stekla sorazmerno nizka.

• Celuloza in njeni derivati ​​(celuloza, karboksimetilceluloza, hidroksipropilmetilceluloza itd.)

Celuloza in njeni derivati ​​imajo dobre lastnosti, ki tvorijo film in površinsko aktivnost, vendar jih ni mogoče prebavljivo.

Kombinacija škroba ali škroba in dlesni lahko izboljša zmogljivost sušenja razpršila, vendar mora biti vsebnost dlesni nižja od vsebine škroba ali škroba.

Poročalo se je, da imajo beljakovine, zlasti sirotkine beljakovine, odlične sposobnosti oblikovanja filmov in zadrževanje hranil in se pogosto uporabljajo skupaj z derivati ​​škroba ali škroba.

Hitrost hranjenja

V postopku sušenja razpršila je hitrost dovajanja eden od pomembnih dejavnikov. Hitrost dovajanja določa čas bivanja materiala v sušilni komori, separatorju in transporterju ter vpliva tudi na atomizacijo materiala in velikost kapljic.

Hitrost dovajanja je v bistvu odvisna od hitrosti atomizatorja, večja je hitrost črpalke, hitrejša je hitrost dovajanja. Vendar pa bo višja hitrost dovajanja upočasnila prenos toplote, zaradi česar se kapljice težko posušijo in zlahka vodijo do stene.

Poleg tega bo previsoka hitrost krme povzročila, da se kapljice spustijo neposredno v sušilno komoro. To je zato, ker je bil vroč zrak nasičen in kapljic za visoke hitrosti ni mogoče v celoti atomizirati, kar bi na koncu privedlo do zmanjšanja donosa v prahu.

Višja stopnja dovoda povzroči nezadostni čas interakcije med kapljicami in vročim zrakom, kar povečuje vsebnost vlage v prahu, posušenem z razpršilom.

Prekomerno visoka hitrost dovajanja je nepravilna operacija, ki se ji je treba izogniti med postopkom sušenja razpršila. Previsoka hitrost krme je pogosto pomemben dejavnik, da se prah drži na stenah, absorbira vlago in zamaši cevi. Poleg zmanjšanja donosa v prahu prinaša tudi dodatne težave pri čiščenju na kraju samem.