Réduction de la viscosité des suspensions de protéines par ultrasons avant le séchage par atomisation
- Les ultrasons constituent la solution pour améliorer l’efficacité et réduire les coûts du séchage par atomisation des suspensions de lactosérum, par exemple les WPC.
- Les forces de cisaillement ultrasonores réduisent la viscosité de la solution de lactosérum et permettent ainsi une concentration en protéines plus élevée.
- Hielscher Ultrasonics propose différentes options pour appliquer des ultrasons de forte puissance afin de réduire la viscosité des solutions de protéines.
Réduction de la viscosité par ultrasons
De puissantes forces ultrasonores créent de la cavitation, des forces de cisaillement élevées et des oscillations dans les liquides. Hielscher Ultrasonics utilise ces forces ultrasonores intenses pour modifier la dynamique des fluides dans les suspensions rhéofluidifiantes, telles que les concentrés de protéines, les WPC ou les suspensions de polymères. De nombreuses suspensions passent par un procédé de séchage par atomisation pour obtenir le produit final en poudre. Le séchage par atomisation est un procédé énergivore qui constitue également souvent un goulet d’étranglement dans la ligne de production. La réduction de la viscosité par ultrasons permet d’augmenter la teneur en particules de la solution, ce qui réduit le volume de liquide à évaporer. Cela se traduit par d’importantes économies d’énergie. Parallèlement, la capacité du sécheur par atomisation augmente, car davantage de produit, en masse sèche, peut être traité. Le traitement ultrasonore en ligne du flux d’alimentation du sécheur par atomisation permet d’introduire dans le sécheur une suspension présentant une concentration et un pourcentage de matière sèche plus élevés.
Les effets du traitement ultrasonore :
- Homogénéisation et réduction de la taille des particules
- Éliminer l’air entraîné et les bulles d’oxygène
- Ouvrir les couches de compactage des protéines
- Réduire temporairement la viscosité
- Modifier temporairement l’alignement des molécules de protéines
Pourquoi utiliser les ultrasons avant le séchage par atomisation ?
La réduction de la viscosité par ultrasons entraîne une réduction de la consommation d’énergie et une augmentation de la capacité de traitement.
Les autres avantages sont :
- augmentation de la production de 10% ou plus
- réduction de l’ensemble des coûts fixes et variables
- réduction des besoins en refroidissement
- faible investissement et augmentation des bénéfices
- retour sur investissement en moins d’un an
Équipements ultrasonores
Hielscher Ultrasonics possède une expertise approfondie dans la configuration et l’installation du système ultrasonore adapté pour optimiser l’efficacité et la production de votre sécheur par atomisation. En fonction de la ligne de production, Hielscher propose différentes options pour appliquer des ultrasons de forte puissance afin de réduire la viscosité des solutions de protéines. Tous nos systèmes ultrasonores industriels sont conçus pour des applications intensives dans des conditions exigeantes et peuvent fonctionner 24/7. Grâce à leur faible encombrement, ils peuvent être facilement intégrés aux lignes de production existantes. Leur maintenance réduite et leur simplicité d’utilisation constituent des avantages supplémentaires.
Contactez-nous dès aujourd’hui pour en savoir plus sur la manière dont la sonication améliore votre procédé de séchage par atomisation !
Bibliographie et références
- M. Ashokkumar, J. Lee, B. Zisu, R. Bhaskarcharya, M. Palmer et 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. Présenté lors de « TRENDS IN FOOD INDUSTRY » – Koprivnica, Croatie, le 5 septembre 2014.
À propos des procédés de séchage par atomisation
Le séchage par atomisation est une technique de production qui permet de transformer une solution liquide ou une suspension en poudre sèche par un séchage rapide au moyen d’un gaz chaud. Le séchage par atomisation est souvent utilisé pour traiter des matières thermosensibles, en particulier dans les secteurs alimentaire et pharmaceutique.
Le séchage par atomisation est une technique fréquemment utilisée dans les industries alimentaire et pharmaceutique pour encapsuler des composés actifs (microencapsulation).
Le procédé de séchage par atomisation comprend les étapes suivantes :
- Flux d’alimentation : le flux d’alimentation est préparé sous la forme d’une solution ou d’une suspension homogène, pompable et exempte d’impuretés. Souvent, la matière à traiter est concentrée avant d’être introduite dans le sécheur par atomisation.
- Atomisation : lors de l’atomisation, la suspension est transformée en petites gouttelettes. Il s’agit de l’étape la plus critique du procédé, car le degré d’atomisation détermine la vitesse de séchage et donc la taille du sécheur. Les techniques d’atomisation les plus courantes sont l’atomisation par buse sous pression, l’atomisation par buse à deux fluides et l’atomisation centrifuge. Lors de l’atomisation, 95%+ de l’eau contenue dans les gouttelettes s’évapore en quelques secondes.
- Séchage : dans un flux d’air ou de gaz chaud, l’humidité s’évapore rapidement de la surface de la particule.
- Séparation : les particules de poudre sont séparées de l’air ou du gaz humide au moyen de cyclones, de filtres à manches ou par précipitation électrostatique.
Produits séchés par atomisation
Alimentaire: lait en poudre, café, thé, œufs, céréales, épices, arômes, amidon et dérivés d’amidon, vitamines, enzymes, stévia, produits nutraceutiques, colorants, extraits végétaux, etc.
Pharmaceutique: antibiotiques, ingrédients médicaux, additifs
Industriel: catalyseurs, produits chimiques, pigments pour peintures, matériaux céramiques, polymères, microalgues, etc.