Reducción ultrasónica de la viscosidad de suspensiones de proteínas antes del secado por atomización
- Los ultrasonidos son la solución para mejorar la eficiencia y reducir los costes del proceso de secado por atomización de suspensiones espesas de suero lácteo, como los concentrados de proteínas de suero (WPC).
- Las fuerzas de cizallamiento ultrasónico reducen la viscosidad de la solución de suero lácteo y permiten así una mayor concentración de proteínas.
- Hielscher Ultrasonics ofrece diversas opciones para aplicar ultrasonidos de alta potencia a la reducción de la viscosidad de soluciones de proteínas.
Reducción ultrasónica de la viscosidad
Las potentes fuerzas ultrasónicas generan cavitación, intensas fuerzas de cizallamiento y oscilaciones en los líquidos. Hielscher Ultrasonics utiliza estas intensas fuerzas ultrasónicas para modificar la dinámica de fluidos de suspensiones espesas cuya viscosidad disminuye con el cizallamiento, como los concentrados de proteínas, los WPC o las suspensiones espesas de polímeros. Muchas suspensiones espesas se someten a un proceso de secado por atomización para obtener el producto final en polvo. El secado por atomización es un proceso de elevado consumo energético que, además, suele constituir un cuello de botella en la línea de producción. La reducción ultrasónica de la viscosidad permite aumentar la carga de partículas en la solución, lo que reduce el volumen de líquido que debe evaporarse. Esto supone un ahorro energético considerable. Al mismo tiempo, aumenta la capacidad del secador por atomización, ya que se procesa una mayor cantidad de producto (en peso seco). El tratamiento ultrasónico en línea de la corriente de alimentación del secador por atomización permite introducir en el secador una alimentación con mayor concentración y porcentaje de sólidos secos.
Efectos del tratamiento ultrasónico:
- Homogeneización y reducción del tamaño de las partículas
- Eliminación del aire arrastrado y de las burbujas de oxígeno
- Apertura de las capas compactadas de las proteínas
- Reducción temporal de la viscosidad
- Cambio temporal en la alineación de las moléculas de proteínas
¿Por qué utilizar ultrasonidos antes del secado por atomización?
La reducción ultrasónica de la viscosidad se traduce en un menor consumo energético y una mayor capacidad de procesamiento.
Otras ventajas son:
- aumento de la producción del 10% o más
- reducción de los costes fijos y variables totales
- menores necesidades de refrigeración
- baja inversión y mayores beneficios
- recuperación de la inversión en menos de un año
Equipos ultrasónicos
Hielscher Ultrasonics cuenta con amplios conocimientos sobre la configuración e instalación del sistema ultrasónico adecuado para optimizar la eficiencia y la producción de su secador por atomización. En función de la línea de producción, Hielscher ofrece diversas opciones para aplicar ultrasonidos de alta potencia a la reducción de la viscosidad de soluciones de proteínas. Todos nuestros sistemas ultrasónicos industriales están diseñados para aplicaciones de uso intensivo en condiciones exigentes y pueden funcionar 24/7. Gracias al reducido espacio que ocupan, pueden integrarse fácilmente en líneas de producción existentes. Otras ventajas son sus bajas necesidades de mantenimiento y su facilidad de manejo.
¡Póngase en contacto con nosotros hoy mismo para obtener más información sobre cómo la sonicación mejora su proceso de secado por atomización!
Bibliografía y referencias
- M. Ashokkumar, J. Lee, B. Zisu, R. Bhaskarcharya, M. Palmer y S. Kentish (2009): Hot topic: La sonicación aumenta la estabilidad térmica de las proteínas del lactosuero. J. Dairy Sci. 92:5353-5356.
- Mladen Brncic (2014): Impact of Ultrasound on Process Efficiency in Food Industry. presentado en «TRENDS IN FOOD INDUSTRY» – Koprivnica, Croatia, September 5th, 2014.
Acerca de los procesos de secado por atomización
El secado por atomización es una técnica de producción que convierte una solución líquida o una suspensión espesa en un polvo seco mediante un secado rápido con un gas caliente. Especialmente en los sectores alimentario y farmacéutico, el secado por atomización se utiliza con frecuencia para tratar materiales sensibles al calor.
El secado por atomización es una técnica de uso frecuente en las industrias alimentaria y farmacéutica para encapsular compuestos activos (microencapsulación).
El proceso de secado por atomización consta de las siguientes etapas:
- Corriente de alimentación: La corriente de alimentación se prepara en forma de solución, suspensión o suspensión espesa homogénea, bombeable y libre de impurezas. A menudo, la materia prima se concentra antes de introducirla en el secador por atomización.
- Atomización: Durante la atomización, la suspensión espesa se transforma en pequeñas gotas. Esta es la etapa más crítica del proceso, ya que el grado de atomización determina la velocidad de secado y, por tanto, el tamaño del secador. Las técnicas de atomización más habituales son la atomización mediante boquilla a presión, la atomización mediante boquilla de dos fluidos y la atomización centrífuga. Durante la atomización, el 95%+ del agua contenida en las gotas se evapora en unos pocos segundos.
- Secado: En una corriente de aire o gas caliente, la humedad se evapora rápidamente de la superficie de la partícula.
- Separación: Las partículas de polvo se separan del aire o gas húmedo mediante ciclones, filtros de mangas o precipitación electrostática.
Productos secados por atomización
Alimentarios: leche en polvo, café, té, huevos, cereales, especias, aromatizantes, almidón y derivados del almidón, vitaminas, enzimas, estevia, nutracéuticos, colorantes, extractos vegetales, etc.
Farmacéuticos: antibióticos, ingredientes medicinales, aditivos
Industriales: catalizadores, productos químicos, pigmentos para pinturas, materiales cerámicos, polímeros, microalgas, etc.