Viskositetsreduktion af proteinsuspensioner med ultralyd før spraytørring
- Ultralyd er løsningen til at øge effektiviteten og reducere omkostningerne ved spraytørring af valleopslæmninger, f.eks. WPC.
- Ultralydens forskydningskræfter sænker valleopløsningens viskositet og muliggør dermed en højere proteinkoncentration.
- Hielscher Ultrasonics tilbyder forskellige muligheder for at anvende ultralyd med høj effekt til at reducere viskositeten af proteinopløsninger.
Viskositetsreduktion med ultralyd
Kraftige ultralydskræfter skaber kavitation, høje forskydningskræfter og svingninger i væsker. Hielscher Ultrasonics bruger disse intense ultralydskræfter til at ændre strømningsdynamikken i forskydningsfortyndende opslæmninger såsom proteinkoncentrater, WPC eller polymeropslæmninger. Mange opslæmninger gennemgår en spraytørringsproces for at opnå det endelige pulverprodukt. Spraytørring er en energikrævende proces, som ofte også er en flaskehals i produktionslinjen. Viskositetsreduktion med ultralyd muliggør et højere partikelindhold i opløsningen, hvilket reducerer den væskemængde, der skal fordampes. Dette medfører betydelige energibesparelser. Samtidig øges spraytørrerens kapacitet, da der forarbejdes mere produkt (tørvægt). Inlinebehandling med ultralyd af tilførselsstrømmen til spraytørreren muliggør en højere koncentration og tørstofprocent i det materiale, der tilføres tørreren.
Ultralydsbehandlingens virkninger:
- Homogenisering og reduktion af partikelstørrelsen
- Fjernelse af medrevet luft og iltbobler
- Åbning af proteinernes komprimerede lag
- Midlertidig reduktion af viskositeten
- Midlertidig ændring af proteinmolekylernes orientering
Hvorfor bruge ultralyd før spraytørring?
Viskositetsreduktion med ultralyd medfører reduceret energiforbrug og højere gennemløb.
Yderligere fordele er:
- øger produktionen med 10% eller mere
- reduktion af de samlede faste og variable omkostninger
- reduceret kølebehov
- lav investering og øget overskud
- tilbagebetaling på mindre end ét år
Ultralydsudstyr
Hielscher Ultrasonics har indgående viden om konfiguration og installation af det passende ultralydssystem til at optimere effektiviteten og produktionen i din spraytørrer. Afhængigt af produktionslinjen tilbyder Hielscher forskellige muligheder for at anvende ultralyd med høj effekt til at reducere viskositeten af proteinopløsninger. Alle vores industrielle ultralydssystemer er bygget til krævende anvendelser under barske forhold og kan køre 24/7. Da de optager lidt plads, kan de nemt eftermonteres i eksisterende produktionslinjer. Et lavt vedligeholdelsesbehov og brugervenlig betjening er yderligere fordele.
Kontakt os i dag for at få mere information om, hvordan sonikering forbedrer din spraytørringsproces!
Litteratur/referencer
- M. Ashokkumar, J. Lee, B. Zisu, R. Bhaskarcharya, M. Palmer og S. Kentish (2009): Aktuelt emne: Sonikering øger valleproteiners varmestabilitet. J. Dairy Sci. 92:5353–5356.
- Mladen Brncic (2014): Ultralydens indvirkning på proceseffektiviteten i fødevareindustrien. Præsenteret ved “TENDENSER I FØDEVAREINDUSTRIEN” – Koprivnica, Kroatien, 5. september 2014.
Om spraytørringsprocesser
Spraytørring er en produktionsteknik, der omdanner en flydende opløsning eller opslæmning til et tørt pulver ved hurtig tørring med en varm gas. Især i fødevare- og lægemiddelsektoren bruges spraytørring ofte til at behandle varmefølsomme materialer.
Spraytørring er en hyppigt anvendt teknik i fødevare- og lægemiddelindustrien til at indkapsle aktive forbindelser (mikroindkapsling).
Spraytørringsprocessen består af følgende trin:
- Tilførselsstrøm: Tilførselsstrømmen klargøres som en homogen, pumpbar opløsning, suspension eller opslæmning uden urenheder. Ofte koncentreres råmaterialet, før det tilføres spraytørreren.
- Forstøvning: Under forstøvningen omdannes opslæmningen til små dråber. Dette er det mest kritiske procestrin, da forstøvningsgraden styrer tørringshastigheden og dermed tørrerens størrelse. De mest almindelige forstøvningsteknikker er forstøvning med trykdyser, forstøvning med tostofdyser og centrifugalforstøvning. Under forstøvningen fordampes 95%+ af vandet i dråberne inden for få sekunder.
- Tørring: I en varm luft- eller gasstrøm fordamper fugten hurtigt fra partiklens overflade.
- Separation: Pulverpartiklerne adskilles fra den fugtige luft eller gas ved hjælp af cykloner, posefiltre eller elektrostatisk udfældning.
Spraytørrede produkter
Fødevarer: mælkepulver, kaffe, te, æg, korn, krydderier, aromastoffer, stivelse og stivelsesderivater, vitaminer, enzymer, stevia, nutraceutika, farvestoffer, planteekstrakter osv.
Lægemidler: antibiotika, medicinske indholdsstoffer, tilsætningsstoffer
Industriprodukter: katalysatorer, kemiske produkter, malingspigmenter, keramiske materialer, polymerer, mikroalger osv.