Suszenie rozpyłowe w oryginale, co prowadzi do lepkości… Jak kontrolować

Suszenie rozpyłowe w oryginale, co prowadzi do lepkości… Jak kontrolować

Produkty spożywcze suszone rozpyłowo dzielą się na dwie kategorie: nieklejące i lepkie. Składniki nieklejące są łatwe do suszenia rozpyłowego za pomocą prostych konstrukcji suszarek i sypkich końcowych proszków. Przykłady materiałów nielepkich obejmują sproszkowane jaja, mleko w proszku, maltodekstryny, takie jak roztwór, gumy i białka. W przypadku produktów spożywczych kleistych występują problemy z suszeniem w normalnych warunkach suszenia rozpyłowego. Produkty spożywcze kleiste zazwyczaj przyklejają się do ścianek suszarki lub stają się bezużytecznymi produktami spożywczymi w komorach suszenia i systemach transportowych z problemami operacyjnymi i niską wydajnością produktu. Typowymi przykładami są produkty spożywcze zawierające cukier i kwas.

Lepkość to zjawisko występujące podczas suszenia często rozpylanych materiałów spożywczych bogatych w cukier i kwas. Przyczepność proszku to właściwość kohezyjnej adhezji. Można ją wyjaśnić w kategoriach adhezji cząstka-cząstka (kohezja) i adhezji 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 się przez aglomeraty proszku powinna być większa niż siła kohezji. Adhezja to właściwość międzyfazowa, tendencja cząstek proszku do przylegania do ścianek urządzenia do suszenia rozpyłowego. Kohezja i przyczepność to kluczowe parametry w projektowaniu warunków suszenia i suszenia. Skład powierzchni cząstek proszku jest głównie odpowiedzialny za problem przyczepności. Tendencje kohezji i przyczepności materiałów powierzchniowych cząstek proszku są różne. Ponieważ suszenie wymaga przeniesienia dużej ilości substancji rozpuszczonej na powierzchnię cząstki, jest ona objętościowa. Dwie lepkie cechy (kohezja i przyczepność) mogą współistnieć w rozpylanych materiałach spożywczych bogatych w cukier. Adhezja między cząsteczkami to kohezja, czyli tworzenie stałych mostków cieczy, ruchomych mostków cieczy, mechanicznego blokowania między cząsteczkami oraz grawitacji elektrostatycznej i mostków stałych. Z komorą suszenia ściany cząstki proszku przywierają głównie z powodu utraty materiału podczas suszenia rozpyłowego żywności bogatej w cukier i kwas. Substancje proszkowe, gdy są dłużej zatrzymywane w ścianie, powodują utratę suszenia.

Przyczyny przywierania:

Suszenie natryskowe cukru i żywności bogatej w kwasy Odzyskiwanie proszku Wykorzystując technologię suszenia natryskowego, 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 natryskowego powyżej Tg 20°C sprawiają, że składniki te 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 przejścia zeszklenia występuje, gdy twardy stały, amorficzny cukier, ulega przekształceniu w miękką, gumowatą fazę ciekłą. Energia powierzchniowa, szkło stałe ma niską energię powierzchniową i nie przylega do powierzchni stałych o niskiej energii. W wyniku przejścia ze stanu szklanego do stanu gumowatego (lub ciekłego) powierzchnia materiału może się unieść, a interakcje powierzchni cząsteczkowej i stałej mogą się rozpocząć. W procesie suszenia żywności produkt znajduje się w stanie ciekłym lub związanym, a ze względu na usunięcie plastyfikatora (wody) ciekły/związany produkt spożywczy staje się szklisty. Materiał spożywczy pozostanie lepki o wysokiej energii, jeśli produkt spożywczy nie przejdzie przejścia z wysokiej temperatury suszenia do zmiany temperatury zeszklenia. Jeśli ten produkt spożywczy będzie w kontakcie z powierzchnią stałą o wysokiej energii, przyklei się do niej lub będzie się do niej przywierał.

Kontrola lepkości:

Istnieje wiele podejść opartych na nauce o materiałach i procesach do redukcji lepkości. Metody oparte na nauce o materiałach obejmują materiały o dużej masie cząsteczkowej, dodatki do suszenia cieczy w celu podniesienia temperatury poza zeszklenie, a metody oparte na procesach obejmują ściany, dna itp. komór mechanicznych.