Ultrazvukové snížení viskozity proteinových suspenzí před sušením rozprašováním
- Ultrazvuk je řešením pro zvýšení účinnosti a snížení nákladů při sušení syrovátkových suspenzí rozprašováním, např. WPC.
- Ultrazvukové smykové síly snižují viskozitu syrovátkového roztoku, a umožňují tak vyšší koncentraci proteinů.
- Hielscher Ultrasonics nabízí různé možnosti využití vysoce výkonného ultrazvuku ke snížení viskozity proteinových roztoků.
Ultrazvukové snížení viskozity
Silné ultrazvukové síly vytvářejí v kapalinách kavitaci, vysoké smykové síly a oscilace. Hielscher Ultrasonics využívá tyto intenzivní ultrazvukové síly ke změně dynamiky proudění pseudoplastických (smykem ředěných) suspenzí, jako jsou proteinové koncentráty, WPC nebo polymerní suspenze. Mnoho suspenzí prochází procesem sušení rozprašováním, jehož výsledkem je konečný práškový produkt. Sušení rozprašováním je energeticky náročný proces, který je navíc často úzkým hrdlem výrobní linky. Ultrazvukové snížení viskozity umožňuje vyšší obsah částic v roztoku, což vede ke zmenšení objemu kapaliny, kterou je nutné odpařit. To přináší významné úspory energie. Současně se zvyšuje kapacita rozprašovací sušárny, protože se zpracuje více produktu (v sušině). Ultrazvukové inline ošetření přiváděného proudu rozprašovací sušárny umožňuje přivádět do sušárny vyšší koncentraci a vyšší procentuální podíl sušiny.
Účinky ultrazvukového ošetření:
- Homogenizace a zmenšení velikosti částic
- Odstranění strženého vzduchu a kyslíkových bublin
- Otevření zhutněných vrstev proteinů
- Dočasné snížení viskozity
- Dočasná změna uspořádání molekul proteinů
Proč ultrazvuk před sušením rozprašováním?
Ultrazvukové snížení viskozity přináší nižší spotřebu energie a vyšší propustnost.
Další výhody:
- zvýšení výkonu o 10% nebo více
- snížení celkových fixních a variabilních nákladů
- snížené nároky na chlazení
- nízké investice a vyšší zisky
- návratnost za méně než jeden rok
Ultrazvuková zařízení
Hielscher Ultrasonics má hluboké znalosti v oblasti konfigurace a instalace vhodného ultrazvukového systému pro optimalizaci účinnosti a výkonu Vaší rozprašovací sušárny. Podle výrobní linky nabízí Hielscher různé možnosti využití vysoce výkonného ultrazvuku ke snížení viskozity proteinových roztoků. Všechny naše průmyslové ultrazvukové systémy jsou konstruovány pro náročné aplikace v obtížných podmínkách a mohou pracovat v nepřetržitém provozu 24/7. Díky malým zastavěným rozměrům je lze snadno dodatečně instalovat do stávajících výrobních linek. Dalšími výhodami jsou nízké nároky na údržbu a uživatelsky přívětivá obsluha.
Kontaktujte nás ještě dnes a získejte více informací o tom, jak sonikace zlepšuje Váš proces sušení rozprašováním!
Literatura a reference
- M. Ashokkumar, J. Lee, B. Zisu, R. Bhaskarcharya, M. Palmer, a S. Kentish (2009): Hot topic: Sonication increases the heat stability of whey proteins. J. Dairy Sci. 92:5353–5356.
- Mladen Brncic (2014): Impact of Ultrasound on Process Efficiency in Food Industry. Prezentováno na konferenci „TRENDS IN FOOD INDUSTRY“ – Koprivnica, Chorvatsko, September 5th, 2014.
O procesech sušení rozprašováním
Sušení rozprašováním je výrobní technika, při níž se kapalný roztok nebo suspenze přeměňuje na suchý prášek rychlým sušením horkým plynem. Zejména v potravinářském a farmaceutickém sektoru se sušení rozprašováním často používá ke zpracování tepelně citlivých materiálů.
Sušení rozprašováním je v potravinářském a farmaceutickém průmyslu často používanou technikou k zapouzdření účinných látek (mikroenkapsulace).
Proces sušení rozprašováním se skládá z následujících kroků:
- Přiváděný proud: Přiváděný proud se připraví jako homogenní, čerpatelný roztok, suspenze nebo kaše bez nečistot. Vstupní surovina se často před přivedením do rozprašovací sušárny zakoncentruje.
- Atomizace: Během atomizace se suspenze přeměňuje na malé kapičky. Jde o nejkritičtější krok procesu, protože stupeň atomizace určuje rychlost sušení, a tím i velikost sušárny. Nejběžnějšími technikami atomizace jsou atomizace tlakovou tryskou, atomizace dvoulátkovou tryskou a odstředivá atomizace. Během atomizace se během několika sekund odpaří 95%+ vody obsažené v kapičkách.
- Sušení: V proudu horkého vzduchu nebo plynu se vlhkost rychle odpařuje z povrchu částice.
- Separace: Práškové částice se od vlhkého vzduchu nebo plynu oddělují pomocí cyklonů, rukávových filtrů nebo elektrostatického odlučování.
Produkty sušené rozprašováním
Potraviny: sušené mléko, káva, čaj, vejce, obiloviny, koření, aromata, škrob a škrobové deriváty, vitaminy, enzymy, stévie, nutraceutika, barviva, rostlinné extrakty atd.
Farmaceutika: antibiotika, léčivé složky, přísady
Průmysl: katalyzátory, chemické produkty, pigmenty barev, keramické materiály, polymery, mikrořasy atd.