کاهش فراصوتی ویسکوزیتهٔ سوسپانسیون‌های پروتئینی پیش از خشک‌کردن پاششی
- فراصوت راهکاری برای افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌های فرایند خشک‌کردن پاششی دوغاب‌های آب‌پنیر، مانند WPC، است.
- نیروهای برشی فراصوتی ویسکوزیتهٔ محلول آب‌پنیر را کاهش می‌دهند و از این طریق امکان افزایش غلظت پروتئین را فراهم می‌کنند.
- Hielscher Ultrasonics گزینه‌های گوناگونی برای به‌کارگیری فراصوت پرتوان به‌منظور کاهش ویسکوزیتهٔ محلول‌های پروتئینی ارائه می‌دهد.
کاهش فراصوتی ویسکوزیته
نیروهای فراصوتی قدرتمند در مایعات کاویتاسیون، نیروهای برشی بالا و نوسان ایجاد می‌کنند. Hielscher Ultrasonics از این نیروهای فراصوتی شدید برای تغییر دینامیک سیالات در دوغاب‌های رقیق‌شونده با برش، مانند کنسانتره‌های پروتئینی، WPC یا دوغاب‌های پلیمری، استفاده می‌کند. بسیاری از دوغاب‌ها برای دستیابی به محصول پودری نهایی، فرایند خشک‌کردن پاششی را طی می‌کنند. خشک‌کردن پاششی فرایندی با مصرف انرژی بالاست که اغلب گلوگاه خط تولید نیز محسوب می‌شود. کاهش فراصوتی ویسکوزیته امکان افزایش بارگذاری ذرات در محلول را فراهم می‌کند و در نتیجه حجم مایعی را که باید تبخیر شود کاهش می‌دهد. این امر با صرفه‌جویی قابل‌توجه در انرژی همراه است. هم‌زمان، ظرفیت خشک‌کن پاششی افزایش می‌یابد، زیرا محصول بیشتری بر مبنای وزن خشک پردازش می‌شود. تیمار فراصوتی درون‌خطی جریان خوراک خشک‌کن پاششی، ورود خوراک با غلظت و درصد مواد جامد خشک بالاتر به خشک‌کن را امکان‌پذیر می‌کند.
اثرات تیمار فراصوتی:
- همگن‌سازی و کاهش اندازهٔ ذرات
- حذف هوای محبوس و حباب‌های اکسیژن
- باز کردن لایه‌های متراکم پروتئین‌ها
- کاهش موقت ویسکوزیته
- ایجاد تغییر موقت در آرایش مولکول‌های پروتئین
چرا پیش از خشک‌کردن پاششی از فراصوت استفاده کنیم؟
کاهش فراصوتی ویسکوزیته این نتایج را به همراه دارد: کاهش مصرف انرژی و افزایش ظرفیت پردازش.
مزایای دیگر عبارت‌اند از:
- افزایش میزان تولید به‌اندازهٔ 10% یا بیشتر
- کاهش مجموع هزینه‌های ثابت و متغیر
- کاهش نیاز به سرمایش
- سرمایه‌گذاری کم و افزایش سود
- بازگشت سرمایه در کمتر از یک سال
تجهیزات فراصوتی
Hielscher Ultrasonics دانش عمیقی در پیکربندی و نصب سامانهٔ فراصوتی مناسب برای بهینه‌سازی بهره‌وری و میزان تولید خشک‌کن پاششی شما دارد. Hielscher متناسب با خط تولید، گزینه‌های گوناگونی برای به‌کارگیری فراصوت پرتوان به‌منظور کاهش ویسکوزیتهٔ محلول‌های پروتئینی ارائه می‌دهد. همهٔ سامانه‌های فراصوتی صنعتی ما برای کاربردهای سنگین در شرایط دشوار ساخته شده‌اند و می‌توانند به‌صورت 24/7 کار کنند. به‌دلیل فضای کمی که اشغال می‌کنند، می‌توان آن‌ها را به‌آسانی در خطوط تولید موجود نصب و ادغام کرد. نیاز کم به نگهداری و کاربری آسان از دیگر مزایای آن‌هاست.
همین امروز با ما تماس بگیرید تا دربارهٔ چگونگی بهبود فرایند خشک‌کردن پاششی شما با فراصوت‌دهی اطلاعات بیشتری دریافت کنید!
منابع و مراجع
- M. Ashokkumar, J. لی, B. Zisu, R. Bhaskarcharya, M. پالمر, و S. Kentish (2009): موضوع داغ: فراصوت ثبات حرارتی پروتئین آب پنیر را افزایش می دهد. J. Dairy Sci. 92: 5353–5356.
- Mladen Brncic (2014): Impact of Ultrasound on Process Efficiency in Food Industry. ارائه‌شده در «TRENDS IN FOOD INDUSTRY» – Koprivnica, Croatia, September 5th, 2014.
دربارهٔ فرایندهای خشک‌کردن پاششی
خشک‌کردن پاششی روشی تولیدی برای تبدیل محلول مایع یا دوغاب به پودر خشک از طریق خشک‌کردن سریع با گاز داغ است. به‌ویژه در بخش‌های غذایی و دارویی، خشک‌کردن پاششی اغلب برای فرآوری مواد حساس به حرارت به کار می‌رود.
خشک‌کردن پاششی روشی پرکاربرد در صنایع غذایی و دارویی برای کپسوله‌سازی ترکیبات فعال (ریزکپسوله‌سازی) است.
فرایند خشک‌کردن پاششی شامل مراحل زیر است:
- جریان خوراک: جریان خوراک به‌صورت محلول، سوسپانسیون یا دوغابی همگن، قابل پمپاژ و عاری از ناخالصی آماده می‌شود. اغلب، مادهٔ اولیه پیش از ورود به خشک‌کن پاششی تغلیظ می‌شود.
- اتمیزه‌سازی: در جریان اتمیزه‌سازی، دوغاب به قطرات کوچک تبدیل می‌شود. این حساس‌ترین مرحلهٔ فرایند است، زیرا میزان اتمیزه‌شدن، سرعت خشک‌شدن و در نتیجه اندازهٔ خشک‌کن را تعیین می‌کند. رایج‌ترین روش‌های اتمیزه‌سازی عبارت‌اند از اتمیزه‌سازی با نازل فشاری، اتمیزه‌سازی با نازل دوسیاله و اتمیزه‌سازی گریز از مرکز. در جریان اتمیزه‌سازی، 95%+ از آب موجود در قطرات ظرف چند ثانیه تبخیر می‌شود.
- خشک‌کردن: در جریان هوای داغ یا گاز داغ، رطوبت به‌سرعت از سطح ذره تبخیر می‌شود.
- جداسازی: ذرات پودر با استفاده از سیکلون‌ها، فیلترهای کیسه‌ای یا رسوب‌دهی الکترواستاتیکی از هوا یا گاز مرطوب جدا می‌شوند.
محصولات خشک‌شده به روش پاششی
غذایی: شیر خشک، قهوه، چای، تخم‌مرغ، غلات، ادویه‌ها، طعم‌دهنده‌ها، نشاسته و مشتقات نشاسته، ویتامین‌ها، آنزیم‌ها، استویا، فرآورده‌های تغذیه‌ای‌دارویی، رنگ‌های خوراکی، عصاره‌های گیاهی و غیره.
دارویی: آنتی‌بیوتیک‌ها، مواد دارویی، افزودنی‌ها
صنعتی: کاتالیزورها، محصولات شیمیایی، رنگدانه‌های رنگ، مواد سرامیکی، پلیمرها، ریزجلبک‌ها و غیره.