خفض لزوجة معلقات البروتين بالموجات فوق الصوتية قبل التجفيف بالرذاذ
- تمثل الموجات فوق الصوتية الحل لتعزيز الكفاءة وخفض تكاليف عملية التجفيف بالرذاذ للمعلقات الكثيفة لمصل اللبن، مثل WPC.
- تخفض قوى القص الناتجة عن الموجات فوق الصوتية لزوجة محلول مصل اللبن، مما يتيح زيادة تركيز البروتين.
- تقدم Hielscher Ultrasonics خيارات متنوعة لاستخدام الموجات فوق الصوتية عالية القدرة لخفض لزوجة محاليل البروتين.
خفض اللزوجة بالموجات فوق الصوتية
تُحدث قوى الموجات فوق الصوتية القوية التجويف وقوى قص عالية وتذبذبًا في السوائل. تستخدم Hielscher Ultrasonics هذه القوى فوق الصوتية الشديدة لتعديل ديناميكا الموائع في المعلقات الكثيفة التي تنخفض لزوجتها بفعل القص، مثل مركزات البروتين أو WPC أو المعلقات الكثيفة للبوليمرات. تخضع العديد من المعلقات الكثيفة لعملية تجفيف بالرذاذ للحصول على المنتج النهائي في صورة مسحوق. والتجفيف بالرذاذ عملية كثيفة الاستهلاك للطاقة، وغالبًا ما تشكل أيضًا عنق زجاجة في خط الإنتاج. يتيح خفض اللزوجة بالموجات فوق الصوتية زيادة محتوى المحلول من الجسيمات، مما يقلل حجم السائل الذي يجب تبخيره. ويترتب على ذلك توفير كبير في الطاقة. وفي الوقت نفسه، تزداد قدرة المجفف بالرذاذ نتيجة معالجة كمية أكبر من المنتج على أساس الوزن الجاف. وتتيح المعالجة بالموجات فوق الصوتية ضمن خط تدفق التغذية للمجفف بالرذاذ إدخال مواد ذات تركيز أعلى ونسبة أكبر من المواد الصلبة الجافة إلى المجفف.
تأثيرات المعالجة بالموجات فوق الصوتية:
- التجانس وتقليل حجم الجسيمات
- إزالة الهواء المحتبس وفقاعات الأكسجين
- فتح الطبقات المتراصة للبروتينات
- خفض اللزوجة مؤقتًا
- إحداث تغير مؤقت في اصطفاف جزيئات البروتين
لماذا تُستخدم الموجات فوق الصوتية قبل التجفيف بالرذاذ؟
يؤدي خفض اللزوجة بالموجات فوق الصوتية إلى تقليل استهلاك الطاقة و زيادة معدل الإنتاج.
وتشمل الفوائد الإضافية:
- زيادة الإنتاج بنسبة 10% أو أكثر
- خفض إجمالي التكاليف الثابتة والمتغيرة
- تقليل متطلبات التبريد
- انخفاض الاستثمار وزيادة الأرباح
- استرداد الاستثمار في أقل من سنة واحدة
معدات الموجات فوق الصوتية
تتمتع Hielscher Ultrasonics بمعرفة متعمقة بتهيئة نظام الموجات فوق الصوتية المناسب وتركيبه لتحسين كفاءة مجففك بالرذاذ وإنتاجه. ووفقًا لخط الإنتاج، تقدم Hielscher خيارات متنوعة لاستخدام الموجات فوق الصوتية عالية القدرة لخفض لزوجة محاليل البروتين. صُممت جميع أنظمتنا الصناعية للموجات فوق الصوتية للتطبيقات الشاقة في ظروف تشغيل صعبة، ويمكنها العمل 24/7. وبفضل صغر المساحة التي تشغلها، يمكن دمجها بسهولة في خطوط الإنتاج القائمة. كما تتميز بقلة احتياجات الصيانة وسهولة التشغيل.
اتصل بنا اليوم للحصول على مزيد من المعلومات حول كيفية تحسين المعالجة بالموجات فوق الصوتية لعملية التجفيف بالرذاذ لديك!
المصادر والمراجع
- M. Ashokkumar, J. Lee, B. Zisu, R. Bhaskarcharya, M. Palmer، وS. Kentish (2009): موضوع ساخن: المعالجة بالموجات فوق الصوتية تزيد الثبات الحراري لبروتينات مصل اللبن. J. Dairy Sci. 92:5353–5356.
- Mladen Brncic (2014): تأثير الموجات فوق الصوتية على كفاءة العمليات في صناعة الأغذية. قُدّم في «اتجاهات صناعة الأغذية» – Koprivnica، كرواتيا، 5 سبتمبر 2014.
حول عمليات التجفيف بالرذاذ
التجفيف بالرذاذ تقنية إنتاج لتحويل محلول سائل أو معلق كثيف إلى مسحوق جاف عن طريق التجفيف السريع باستخدام غاز ساخن. ويُستخدم التجفيف بالرذاذ غالبًا لمعالجة المواد الحساسة للحرارة، ولا سيما في قطاعي الأغذية والأدوية.
والتجفيف بالرذاذ تقنية شائعة الاستخدام في صناعات الأغذية والأدوية لتغليف المركبات الفعالة بكبسولات دقيقة (التغليف الدقيق).
تتكون عملية التجفيف بالرذاذ من الخطوات التالية:
- تيار التغذية: يُحضّر تيار التغذية في صورة محلول أو معلق أو معلق كثيف متجانس وقابل للضخ وخالٍ من الشوائب. وغالبًا ما تُركّز مادة التغذية قبل إدخالها إلى المجفف بالرذاذ.
- التذرية: يتحول المعلق الكثيف أثناء التذرية إلى قطيرات صغيرة. وهذه هي الخطوة الأكثر أهمية في العملية، لأن درجة التذرية تتحكم في معدل التجفيف، ومن ثم في حجم المجفف. وأكثر تقنيات التذرية شيوعًا هي التذرية بفوهة ضغط، والتذرية بفوهة ذات مائعين، والتذرية بالطرد المركزي. وأثناء التذرية، يتبخر 95%+ من الماء الموجود في القطيرات خلال بضع ثوانٍ.
- التجفيف: تتبخر الرطوبة بسرعة من سطح الجسيم في تيار من الهواء الساخن أو الغاز الساخن.
- الفصل: تُفصل جسيمات المسحوق عن الهواء الرطب أو الغاز الرطب باستخدام الفواصل الإعصارية أو المرشحات الكيسية أو الترسيب الكهروستاتيكي.
المنتجات المجففة بالرذاذ
الأغذية: مسحوق الحليب، والقهوة، والشاي، والبيض، والحبوب، والتوابل، والمنكهات، والنشا ومشتقاته، والفيتامينات، والإنزيمات، وستيفيا، والمستحضرات الغذائية الدوائية، والملونات، والمستخلصات النباتية، وغيرها.
الأدوية: المضادات الحيوية، والمكونات الطبية، والمواد المضافة
المنتجات الصناعية: المحفزات، والمنتجات الكيميائية، وأصباغ الطلاء، والمواد الخزفية، والبوليمرات، والطحالب الدقيقة، وغيرها.