Công nghệ sấy phun và các yếu tố ảnh hưởng

Sấy khô: Công nghệ bột đằng sau các sản phẩm hàng ngày

Nhiều mặt hàng chúng tôi sử dụng trong cuộc sống hàng ngày của chúng tôi có sẵn ở dạng bột không có bụi. Nhiều sản phẩm, từ sữa bột đến một số loại thuốc, không thể chịu được quá trình mất nước tiêu chuẩn và yêu cầu các quy trình đặc biệt được chuyển đổi thành dạng bột. Thủ tục chuyên ngành này được gọi là Xịt sấy khô.

Quá trình này liên quan đến việc phân tán chất lỏng hoặc bùn trong khí khô, nóng để thu được một loại bột có phân bố kích thước hạt nhất quán. Không khí thông thường hoặc khí trơ có thể được sử dụng trong quá trình này. Ví dụ, ethanol và các sản phẩm khác phản ứng với oxy có thể được xử lý bằng nitơ nóng thay vì không khí.

Trong thiết bị sấy phun, các nguyên tử hoặc vòi phun khác nhau được sử dụng để phá vỡ chất lỏng hoặc bùn thành các giọt nguyên tử với kích thước hạt cực nhỏ.

Vòi phun áp suất cao chất lỏng và vòi phun đĩa quay là loại vòi phun được sử dụng phổ biến nhất. Một phân bố kích thước hạt rộng hơn có thể đạt được với bánh xe nguyên tử, nhưng bất kể, kích thước hạt nhất quán có thể đạt được trong cả hai phương pháp.

Kích thước giọt trong khoảng từ 10 đến 500 μM có thể thu được bằng cách sử dụng các vòi phun cụ thể trong các quy trình cụ thể. Phạm vi đường kính từ 100 đến 200 μm là kích thước hạt được sử dụng phổ biến nhất.

Các yếu tố chính ảnh hưởng đến sấy phun

Nhiệt độ đầu vào và đầu ra

Nhiệt độ của buồng sấy phun thường đề cập đến nhiệt độ của không khí nóng xâm nhập vào tháp. Nhiệt độ sấy là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến tính chất vật lý và hóa học của bột sấy khô.

Nhiệt độ sấy phun xác định độ ẩm của bột đúc. Tăng nhiệt độ sấy phun từ 120 ° C lên 200 ° C có thể làm giảm nước trong bột khô từ 5,29% xuống 3,88%.

Kích thước hạt của các sản phẩm sấy khô cũng phụ thuộc vào nhiệt độ đầu vào không khí nóng. Sự gia tăng nhiệt độ sấy dẫn đến sự bay hơi nước nhanh hơn, khiến các kính hiển vi hình thành nhanh hơn mà không có đủ thời gian để co lại, dẫn đến kích thước hạt lớn hơn.

Khi nhiệt độ sấy đầu vào tăng từ 138 ° C lên 202 ° C, kích thước hạt của bột berry acai tăng từ 13,38 m đến 20,11 μm. Tương tự, kích thước hạt của bột nước ép ổi tăng đáng kể khi tăng nhiệt độ đầu vào.

Mật độ hàng loạt của bột sấy khô giảm khi nhiệt độ tăng. Các hạt lớn hơn có thể bị rỗng bên trong hoặc có cấu trúc xốp hoặc bị hỏng do tốc độ bay hơi nước cao hơn. Thông thường, các hạt xốp hoặc phân mảnh thể hiện mật độ đóng gói thấp hơn.

Ngoài ra, do độ ẩm của hạt có liên quan nghịch đảo đến nhiệt độ sấy và nước dày hơn hầu hết các chất rắn thực phẩm khô, bột được sản xuất ở nhiệt độ cao hơn có mật độ khối thấp hơn so với bột được sản xuất ở nhiệt độ thấp hơn.

Tính lưu động của bột sấy khô cũng bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ sấy ở một mức độ nhất định. Khi nhiệt độ tăng, tính lưu động sẽ giảm.

Điều này có thể là do sự thay đổi lớn hơn về hình thái hạt gây ra bởi tốc độ bay hơi nước cao hơn, góc tiếp xúc bề mặt nhỏ hơn gây ra bởi độ xốp hoặc cấu trúc bị hỏng, làm tăng ma sát giữa bột và bề mặt và điện trở bên trong giữa các hạt. lớn, dẫn đến giảm thanh khoản.

Độ hòa tan cũng là một đặc tính chất lượng quan trọng của các sản phẩm bột và có thể ảnh hưởng trực tiếp đến hành vi phục hồi của thực phẩm sấy khô. Khi nhiệt độ sấy phun tăng từ 120 ° C lên 160 ° C, độ hòa tan của bột tăng.

Vật liệu tường

Các chất giàu đường, chẳng hạn như nước ép và nước ép rau, rất khó phun trực tiếp mà không cần các tác nhân nhúng. Vật liệu treo tường là các polyme nhúng các thành phần hoạt động trong quá trình sấy phun và là quan trọng nhất trong việc sấy khô. Một trong những yếu tố.

Vật liệu tường có thể làm tăng nhiệt độ và năng suất chuyển tiếp thủy tinh trong quá trình sấy phun, và giảm độ nhớt và hút ẩm của các sản phẩm bột. Các vật liệu tường phổ biến bao gồm kẹo cao su arabic, maltodextrin, gelatin, tinh bột, pectin, methylcellulose, alginate, tricalcium phosphate và sự kết hợp của chúng.

Sự lựa chọn của vật liệu tường chủ yếu phụ thuộc vào mục đích làm khô phun và tính chất vật lý và hóa học của vật liệu được xử lý. Vật liệu treo tường nên hòa tan cao trong các dung môi quá trình và có đủ khả năng hình thành màng để tạo ra các giải pháp độ nhớt thấp ngay cả ở nồng độ cao.

Để sấy phun, chúng phải có trọng lượng phân tử cao và nhiệt độ chuyển đổi thủy tinh cao để cải thiện các đặc tính chống dính của sản phẩm cuối cùng. Chúng phải có khả năng bảo vệ các hợp chất nhạy cảm khỏi tác động của nhiệt, oxy, ánh sáng, v.v.

Vật liệu tường thường được sử dụng để sấy phun là carbohydrate.

• Tinh bột và các dẫn xuất của nó (tinh bột, maltodextrin, dextrin và cyclodextrin)

Tinh bột và các dẫn xuất của nó có đặc tính sấy phun tốt, chẳng hạn như trọng lượng phân tử cao và nhiệt độ chuyển đổi thủy tinh cao, độ hòa tan cao trong nước lạnh với độ nhớt thấp, tính chất chống dính và khả năng sản xuất bột tương đối dày đặc.

Tuy nhiên, tinh bột thiếu khả năng hình thành phim, rất bất lợi cho hiệu quả làm khô, đặc biệt là bảo quản các hợp chất nhạy cảm.

• Gum (Gum arabic hoặc hỗn hợp keo và karaya)

Kẹo cao su. So với tinh bột, kẹo cao su có khả năng hình thành phim tốt hơn, nhưng nhiệt độ chuyển đổi thủy tinh của nó tương đối thấp.

• Cellulose và các dẫn xuất của nó (cellulose, carboxymethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, v.v.)

Cellulose và các dẫn xuất của nó có đặc tính hình thành phim tốt và hoạt động bề mặt, nhưng không dễ tiêu hóa.

Sự kết hợp của các dẫn xuất tinh bột hoặc tinh bột và kẹo cao su có thể cải thiện hiệu suất của việc sấy phun, nhưng hàm lượng của kẹo cao su nên thấp hơn so với các dẫn xuất tinh bột hoặc tinh bột.

Nó đã được báo cáo rằng các protein, đặc biệt là protein whey, có khả năng hình thành phim và khả năng giữ chất dinh dưỡng tuyệt vời, và thường được sử dụng cùng với các dẫn xuất tinh bột hoặc tinh bột.

Tốc độ thức ăn

Trong quá trình sấy phun, tốc độ thức ăn là một trong những yếu tố quan trọng. Tốc độ thức ăn xác định thời gian cư trú của vật liệu trong buồng sấy, thiết bị tách và băng tải, và cũng ảnh hưởng đến việc nguyên tử hóa vật liệu và kích thước của các giọt.

Tốc độ thức ăn về cơ bản phụ thuộc vào tốc độ của bộ sản phẩm, tốc độ bơm càng cao, tốc độ thức ăn càng nhanh. Tuy nhiên, tốc độ thức ăn cao hơn sẽ làm chậm quá trình truyền nhiệt, khiến các giọt nước khô hoàn toàn khô ráo và dễ dàng dẫn đến dính tường.

Ngoài ra, tốc độ thức ăn quá cao sẽ khiến các giọt rơi trực tiếp vào buồng sấy. Điều này là do không khí nóng đã được bão hòa và các giọt tốc độ cao không thể được nguyên tử hóa hoàn toàn, cuối cùng dẫn đến giảm năng suất bột.

Tỷ lệ thức ăn cao hơn dẫn đến thời gian tương tác không đủ giữa các giọt và không khí nóng, làm tăng độ ẩm của bột sấy khô.

Tốc độ thức ăn quá cao là một hoạt động không phù hợp cần tránh trong quá trình sấy phun. Tốc độ thức ăn quá cao thường là một yếu tố quan trọng trong bột dính vào tường, hấp thụ độ ẩm và ống tắc nghẽn. Ngoài việc giảm năng suất bột, nó cũng mang lại thêm rắc rối cho việc dọn dẹp tại chỗ.