Suszenie w suszarce rozpyłowej w oryginale, co prowadzi do lepkości… Jak kontrolować

Suszenie w suszarce rozpyłowej w oryginale, co prowadzi do lepkości… Jak kontrolować

Żywność suszona rozpyłowo dzieli się na dwie kategorie: nieklejącą i lepką. Składniki nieklejące są łatwe do suszenia rozpyłowego dzięki prostym konstrukcjom suszarek i sypkim proszkom końcowym. Przykładami materiałów nielepkich są sproszkowane jaja, mleko w proszku, maltodekstryny, takie jak roztwory, gumy i białka. W przypadku żywności kleistej występują problemy z suszeniem w normalnych warunkach suszenia rozpyłowego. Kleista żywność zazwyczaj przykleja się do ścianek suszarki lub staje się bezużyteczna w komorach suszarniczych i systemach transportowych, co powoduje problemy operacyjne i niską wydajność produktu. Typowymi przykładami są produkty zawierające cukier i kwasy.

Lepkość to zjawisko występujące podczas suszenia często rozpylanych materiałów spożywczych bogatych w cukier i kwas. Przylepność proszku to właściwość adhezji kohezyjnej. Można ją wyjaśnić adhezją cząstka-cząstka (kohezja) i adhezją cząstka-ściana (adhezja). Miarą siły, z jaką wiążą się cząstki proszku, są jego wewnętrzne właściwości, znane jako kohezja, tworzące grudki w złożu proszku. Dlatego siła wymagana do przebicia aglomeratów proszku powinna być większa niż siła kohezji. Adhezja to właściwość międzyfazowa, czyli tendencja cząstek proszku do przylegania do ścianek urządzeń do suszenia rozpyłowego. Kohezja i adhezja to kluczowe parametry w projektowaniu warunków suszenia. Skład powierzchni cząstek proszku jest głównie odpowiedzialny za problem z adhezją. Tendencje do kohezji i adhezji materiałów powierzchniowych cząstek proszku są różne. Ponieważ suszenie wymaga przeniesienia dużej ilości substancji rozpuszczonej na powierzchnię cząstki, jest ona objętościowa. Te dwie cechy lepkościowe (kohezja i adhezja) mogą współwystępować w suszonych rozpyłowo materiałach spożywczych bogatych w cukier. Adhezja między cząsteczkami to kohezja, czyli tworzenie stałych mostków cieczy, ruchomych mostków cieczy, mechanicznego łączenia się cząsteczek oraz grawitacji elektrostatycznej i mostków stałych. Cząsteczki proszku przylegają do ścianek komory suszenia głównie z powodu strat materiału podczas suszenia rozpyłowego żywności bogatej w cukier i kwasy. Substancje proszkowe pozostające dłużej w ściankach powodują straty podczas suszenia.

Przyczyny przywierania:

Suszenie rozpyłowe cukru i żywności bogatej w kwasy Odzyskiwanie proszku Wykorzystując technologię suszenia rozpyłowego, cukry o niskiej masie cząsteczkowej (glukoza, fruktoza) i kwasy organiczne (cytrynowy, jabłkowy, winowy) są bardzo trudne. Wysoka absorpcja wody, termoplastyczność i niska temperatura zeszklenia (Tg) te małe cząsteczki przyczyniają się do problemu lepkości. Temperatury suszenia rozpyłowego powyżej Tg 20°C, te składniki tworzą głównie miękkie cząstki na lepkich powierzchniach, powodując przyklejanie się proszku i uzyskanie struktury przypominającej pastę zamiast proszku. Wysoka ruchliwość cząsteczkowa takich cząsteczek wynika z ich niższej temperatury zeszklenia (Tg), co prowadzi do problemów z lepkością w temperaturach zwykle popularnych w suszarkach rozpyłowych. Temperatura zeszklenia jest główną cechą temperatury przejścia fazy amorficznej. Zjawisko zeszklenia występuje, gdy twarde ciało stałe, amorficzny cukier, ulega przekształceniu w miękką, gumowatą fazę ciekłą. Energia powierzchniowa, szkło stałe ma niską energię powierzchniową i nie przylega do niskoenergetycznych powierzchni ciał stałych. W wyniku przejścia ze stanu szklistego do stanu gumowatego (lub ciekłego) powierzchnia materiału może się unieść, co prowadzi do interakcji między cząsteczkami a powierzchnią stałą. Podczas suszenia żywności produkt znajduje się w stanie ciekłym lub związanym, a po usunięciu plastyfikatora (wody) płynny/związany produkt spożywczy przechodzi w stan szklisty. Materiał spożywczy pozostanie lepki o wysokiej energii, jeśli produkt spożywczy nie ulegnie zmianie z wysokiej temperatury suszenia na zmianę temperatury zeszklenia. Jeśli produkt spożywczy zetknie się z powierzchnią stałą o wysokiej energii, przyklei się do niej.

Kontrola lepkości:

Istnieje wiele metod materiałoznawstwa i procesów do redukcji lepkości. Metody oparte na materiałoznawstwie obejmują materiały o dużej masie cząsteczkowej, dodatki do suszenia cieczy, które podnoszą temperaturę powyżej temperatury zeszklenia, a metody oparte na procesach obejmują ściany, dna itp. komór mechanicznych.