Proteiinisuspensioiden viskositeetin pienentäminen ultraäänellä ennen sumutuskuivausta
- Ultraääni on ratkaisu heralietteiden, esimerkiksi WPC:n, sumutuskuivauksen tehostamiseen ja kustannusten vähentämiseen.
- Ultraäänen leikkausvoimat pienentävät heraliuoksen viskositeettia ja mahdollistavat siten suuremman proteiinipitoisuuden.
- Hielscher Ultrasonics tarjoaa erilaisia vaihtoehtoja suuritehoisen ultraäänen käyttöön proteiiniliuosten viskositeetin pienentämiseksi.
Viskositeetin pienentäminen ultraäänellä
Voimakkaat ultraäänivoimat synnyttävät nesteissä kavitaatiota, suuria leikkausvoimia ja värähtelyä. Hielscher Ultrasonics käyttää näitä voimakkaita ultraäänivoimia leikkausohenevien lietteiden, kuten proteiinikonsentraattien, WPC:n tai polymeerilietteiden, virtausdynamiikan muuttamiseen. Monet lietteet sumutuskuivataan lopullisen jauhemaisen tuotteen saamiseksi. Sumutuskuivaus on paljon energiaa kuluttava prosessi, joka on usein myös tuotantolinjan pullonkaula. Viskositeetin pienentäminen ultraäänellä mahdollistaa liuoksen suuremman hiukkaspitoisuuden, mikä vähentää haihdutettavan nesteen tilavuutta. Tämä tuo merkittäviä energiansäästöjä. Samalla sumutuskuivaimen kapasiteetti kasvaa, koska tuotetta voidaan käsitellä enemmän kuivapainon perusteella mitattuna. Sumutuskuivaimen syöttövirran jatkuvatoiminen ultraäänikäsittely mahdollistaa kuivaimeen syötettävän aineksen suuremman pitoisuuden ja kuiva-aineprosentin.
Ultraäänikäsittelyn vaikutukset:
- Homogenisointi ja hiukkaskoon pienentäminen
- Mukana kulkeutuneen ilman ja happikuplien poistaminen
- Proteiinien tiivistymiskerrosten avaaminen
- Viskositeetin tilapäinen pienentäminen
- Proteiinimolekyylien suuntautumisen tilapäinen muuttaminen
Miksi käyttää ultraääntä ennen sumutuskuivausta?
Viskositeetin pienentäminen ultraäänellä johtaa energiankulutuksen vähenemiseen ja läpimenon kasvuun.
Muita hyötyjä ovat:
- tuotantomäärän kasvu vähintään 10 %
- kiinteiden ja muuttuvien kokonaiskustannusten väheneminen
- jäähdytystarpeen väheneminen
- pieni investointi ja suuremmat voitot
- takaisinmaksuaika alle vuosi
Ultraäänilaitteet
Hielscher Ultrasonicsilla on perusteellinen asiantuntemus sopivan ultraäänijärjestelmän kokoonpanon määrittämisestä ja asentamisesta sumutuskuivaimenne tehokkuuden ja tuotantomäärän optimoimiseksi. Hielscher tarjoaa tuotantolinjan mukaan erilaisia vaihtoehtoja suuritehoisen ultraäänen käyttöön proteiiniliuosten viskositeetin pienentämiseksi. Kaikki teolliset ultraäänijärjestelmämme on rakennettu raskaaseen käyttöön vaativissa olosuhteissa, ja ne voivat toimia 24/7. Pienen tilantarpeensa ansiosta ne voidaan helposti jälkiasentaa olemassa oleviin tuotantolinjoihin. Vähäinen huoltotarve ja helppokäyttöisyys ovat lisäetuja.
Ottakaa meihin yhteyttä jo tänään saadaksenne lisätietoa siitä, miten ultraäänikäsittely parantaa sumutuskuivausprosessianne!
Kirjallisuus ja lähteet
- M. Ashokkumar, J. Lee, B. Zisu, R. Bhaskarcharya, M. Palmer ja S. Kentish (2009): Ajankohtainen aihe: Ultraäänikäsittely lisää heraproteiinien lämpöstabiilisuutta. J. Dairy Sci. 92:5353–5356.
- Mladen Brncic (2014): Ultraäänen vaikutus prosessien tehokkuuteen elintarviketeollisuudessa. Esitetty tilaisuudessa ”ELINTARVIKETEOLLISUUDEN SUUNTAUKSET” – Koprivnica, Kroatia, September 5th, 2014.
Tietoa sumutuskuivausprosesseista
Sumutuskuivaus on tuotantotekniikka, jossa nestemäinen liuos tai liete muutetaan kuivaksi jauheeksi kuivaamalla se nopeasti kuumalla kaasulla. Erityisesti elintarvike- ja lääkealalla sumutuskuivausta käytetään usein lämpöherkkien materiaalien käsittelyyn.
Sumutuskuivaus on elintarvike- ja lääketeollisuudessa usein käytetty tekniikka aktiivisten yhdisteiden kapselointiin (mikrokapselointi).
Sumutuskuivausprosessi koostuu seuraavista vaiheista:
- Syöttövirta: Syöttövirta valmistellaan homogeeniseksi, pumpattavaksi ja epäpuhtaudettomaksi liuokseksi, suspensioksi tai lietteeksi. Usein syöttöaine väkevöidään ennen sen syöttämistä sumutuskuivaimeen.
- Sumutus: Sumutuksen aikana liete muutetaan pieniksi pisaroiksi. Tämä on kriittisin prosessivaihe, sillä sumutusaste määrää kuivumisnopeuden ja siten kuivaimen koon. Yleisimmät sumutustekniikat ovat painesuuttimella tapahtuva sumutus, kaksifaasissuuttimella tapahtuva sumutus ja keskipakosumutus. Sumutuksen aikana 95 %+ pisaroiden sisältämästä vedestä haihtuu muutamassa sekunnissa.
- Kuivaus: Kuumassa ilma- tai kaasuvirrassa kosteus haihtuu nopeasti hiukkasen pinnalta.
- Erotus: Jauhehiukkaset erotetaan kosteasta ilmasta tai kaasusta syklonien, pussisuodattimien tai sähköstaattisen erotuksen avulla.
Sumutuskuivatut tuotteet
Elintarvikkeet: maitojauhe, kahvi, tee, kananmunat, vilja, mausteet, aromiaineet, tärkkelys ja tärkkelysjohdannaiset, vitamiinit, entsyymit, stevia, nutraseuttiset valmisteet, väriaineet, kasviuutteet jne.
Lääketeollisuuden tuotteet: antibiootit, lääkeaineet, lisäaineet
Teollisuuden tuotteet: katalyytit, kemialliset tuotteet, maalipigmentit, keraamiset materiaalit, polymeerit, mikrolevät jne.