Visningar: 809 Författare: Webbplatsredaktör Publiceringstid: 2024-04-07 Ursprung: Plats
Många föremål vi använder i vårt dagliga liv finns i dammfri pulverform. Många produkter, från mjölkpulver till vissa mediciner, tål inte den vanliga uttorkningsprocessen och kräver speciella procedurer för att omvandlas till pulverform. Denna specialiserade procedur kallas spraytorkning.
Processen involverar dispergering av en vätska eller slurry i en het, torr gas för att erhålla ett pulver med en konsekvent partikelstorleksfördelning. Vanlig luft eller inerta gaser kan användas i denna process. Exempelvis kan etanol och andra produkter som reagerar med syre bearbetas med varmt kväve istället för luft.
I spraytorkningsutrustning används olika finfördelare eller munstycken för att bryta vätskor eller slam till finfördelade droppar med extremt små partikelstorlekar.
Envätske högtrycksvirvelmunstycken och roterande skivmunstycken är de mest använda munstyckstyperna. En bredare partikelstorleksfördelning kan uppnås med finfördelningshjulet, men oavsett kan en konsekvent partikelstorlek uppnås i båda metoderna.
Droppstorlekar mellan 10 och 500 μm kan erhållas genom att använda specifika munstycken i specifika processer. Ett diameterintervall på 100 till 200 μm är den vanligaste partikelstorleken.
Temperaturen i spraytorkkammaren hänvisar vanligtvis till temperaturen på den varma luften som kommer in i tornet. Torktemperaturen är den viktigaste faktorn som påverkar de fysikaliska och kemiska egenskaperna hos spraytorkat pulver.
Spraytorkningstemperaturen bestämmer fukthalten i det formade pulvret. En ökning av spraytorkningstemperaturen från 120°C till 200°C kan minska vattnet i det torkade pulvret från 5,29 % till 3,88 %.
Partikelstorleken hos spraytorkade produkter beror också på varmluftens inloppstemperatur. En ökning av torkningstemperaturen resulterar i snabbare vattenavdunstning, vilket gör att mikrosfärer bildas snabbare utan tillräckligt med tid att krympa, vilket resulterar i större partikelstorlekar.
När torkningstemperaturen vid inloppet ökade från 138°C till 202°C, ökade partikelstorleken för acaibärspulver från 13,38 μm till 20,11 μm. På liknande sätt ökade partikelstorleken för guavajuicepulver avsevärt med ökande inloppstemperatur.
Bulkdensiteten hos spraytorkat pulver minskar med ökande temperatur. Större partiklar kan vara ihåliga inuti eller ha en porös eller trasig struktur på grund av högre vattenavdunstning. Typiskt uppvisar porösa eller fragmenterade partiklar lägre packningsdensiteter.
Dessutom, eftersom partikelfuktighet är omvänt relaterad till torkningstemperaturen och vatten är tätare än de flesta torra livsmedelsfastämnen, har pulver som produceras vid högre temperaturer en lägre bulkdensitet än pulver som produceras vid lägre temperaturer.
Fluiditeten hos spraytorkat pulver påverkas också i viss utsträckning av torkningstemperaturen. När temperaturen ökar, kommer flytbarheten att minska.
Detta kan bero på den större variationen i partikelmorfologi som orsakas av den högre vattenavdunstningshastigheten, den mindre ytkontaktvinkeln som orsakas av porositeten eller bruten struktur, vilket ökar friktionen mellan pulvret och ytan och det inre motståndet mellan partiklarna. stora, vilket resulterar i minskad likviditet.
Löslighet är också en viktig kvalitetsegenskap för pulverprodukter och kan direkt påverka rekonstitutionsbeteendet hos spraytorkade livsmedel. När spraytorkningstemperaturen ökar från 120°C till 160°C ökar pulvrets löslighet.
Sockerrika ämnen, som juice och grönsaksjuice, är svåra att spraytorka direkt utan inbäddningsmedel. Väggmaterial är polymerer som bäddar in aktiva ingredienser under spraytorkningsprocessen och är de viktigaste vid spraytorkning. En av faktorerna.
Väggmaterial kan öka glasövergångstemperaturen och utbytet under spraytorkning och minska pulverprodukternas viskositet och hygroskopicitet. Vanliga väggmaterial inkluderar gummi arabicum, maltodextrin, gelatin, stärkelse, pektin, metylcellulosa, alginat, trikalciumfosfat och deras kombinationer.
Valet av väggmaterial beror främst på syftet med spraytorkning och det bearbetade materialets fysikaliska och kemiska egenskaper. Väggmaterial bör vara mycket lösliga i processlösningsmedel och ha tillräcklig filmbildande förmåga för att producera lågviskösa lösningar även vid höga koncentrationer.
För spraytorkning måste de ha hög molekylvikt och hög glastemperatur för att förbättra den slutliga produktens anti-stick egenskaper. De måste kunna skydda känsliga föreningar från inverkan av värme, syre, ljus etc.
Stärkelse och dess derivat har goda spraytorkande egenskaper, såsom hög molekylvikt och hög glastemperatur, hög löslighet i kallt vatten med låg viskositet, anti-stick egenskaper och förmåga att producera relativt täta pulver.
Emellertid saknar stärkelse filmbildande förmåga, vilket är mycket skadligt för torkningseffektiviteten, särskilt bevarandet av känsliga föreningar.
Gummi. Jämfört med stärkelse har gummi bättre filmbildande förmåga, men dess glastemperatur är relativt låg.
Cellulosa och dess derivat har goda filmbildande egenskaper och ytaktivitet, men är inte lättsmälta.
Kombinationen av stärkelse eller stärkelsederivat och gummi kan förbättra prestandan för spraytorkning, men innehållet av gummi bör vara lägre än innehållet av stärkelse eller stärkelsederivat.
Det har rapporterats att proteiner, speciellt vassleprotein, har utmärkt filmbildande förmåga och näringsretentionsförmåga och används ofta tillsammans med stärkelse eller stärkelsederivat.
I spraytorkningsprocessen är matningshastigheten en av de viktiga faktorerna. Matningshastigheten bestämmer materialets uppehållstid i torkkammaren, separatorn och transportören, och påverkar även atomiseringen av materialet och storleken på dropparna.
Matningshastigheten beror i grunden på finfördelarens hastighet, ju högre pumphastighet, desto snabbare matningshastighet. En högre matningshastighet kommer dock att sakta ner värmeöverföringen, vilket gör det svårt för dropparna att torka helt och det leder lätt till att väggen fastnar.
Dessutom kommer för hög matningshastighet att få droppar att falla direkt in i torkkammaren. Detta beror på att den varma luften har mättats och de höghastighetsdropparna inte kan finfördelas helt, vilket i slutändan leder till en minskning av pulverutbytet.
Högre matningshastigheter resulterar i otillräcklig interaktionstid mellan droppar och varmluft, vilket ökar fukthalten i det spraytorkade pulvret.
Alltför hög matningshastighet är en felaktig operation som måste undvikas under spraytorkningsprocessen. För hög matningshastighet är ofta en viktig faktor för att pulver fastnar på väggar, absorberar fukt och täpper till rör. Förutom att minska pulverutbytet ger det också extra problem med städning på plats.
简体中文
