Ultrazvučno smanjenje viskoznosti proteinskih suspenzija prije sušenja raspršivanjem
- Ultrazvuk je rješenje za povećanje učinkovitosti i smanjenje troškova postupka sušenja suspenzija sirutke raspršivanjem, npr. WPC-a.
- Ultrazvučne smične sile smanjuju viskoznost otopine sirutke i time omogućuju višu koncentraciju proteina.
- Hielscher Ultrasonics nudi različite mogućnosti primjene ultrazvuka velike snage za smanjenje viskoznosti proteinskih otopina.
Ultrazvučno smanjenje viskoznosti
Snažne ultrazvučne sile stvaraju kavitaciju, velike smične sile i oscilacije u tekućinama. Hielscher Ultrasonics primjenjuje te intenzivne ultrazvučne sile kako bi promijenio dinamiku strujanja suspenzija čija se viskoznost smanjuje pri smicanju, poput proteinskih koncentrata, WPC-a ili polimernih suspenzija. Mnoge suspenzije prolaze kroz postupak sušenja raspršivanjem kako bi se dobio konačni praškasti proizvod. Sušenje raspršivanjem energetski je intenzivan postupak koji je često i usko grlo u proizvodnoj liniji. Ultrazvučno smanjenje viskoznosti omogućuje veći udio čestica u otopini, što dovodi do smanjenja volumena tekućine koju treba ispariti. Time se ostvaruju znatne uštede energije. Istodobno se povećava kapacitet sušionika s raspršivanjem jer se obrađuje više proizvoda (izraženo suhom masom). Ultrazvučna obrada dovodnog toka sušionika s raspršivanjem izravno u toku omogućuje višu koncentraciju i veći postotni udio suhe tvari na ulazu u sušionik.
Učinci ultrazvučne obrade:
- Homogenizacija i smanjenje veličine čestica
- Uklanjanje zarobljenog zraka i mjehurića kisika
- Otvaranje zbijenih slojeva proteina
- Privremeno smanjenje viskoznosti
- Privremena promjena usmjerenja proteinskih molekula
Zašto primijeniti ultrazvuk prije sušenja raspršivanjem?
Ultrazvučno smanjenje viskoznosti rezultira smanjenom potrošnjom energije i većim proizvodnim kapacitetom.
Dodatne su prednosti:
- povećanje proizvodnje za 10% ili više
- smanjenje ukupnih fiksnih i varijabilnih troškova
- smanjene potrebe za hlađenjem
- niska ulaganja i povećana dobit
- povrat ulaganja za manje od jedne godine
Ultrazvučna oprema
Hielscher Ultrasonics raspolaže opsežnim znanjem o konfiguriranju i ugradnji odgovarajućeg ultrazvučnog sustava za optimizaciju učinkovitosti i proizvodnje vašeg sušionika s raspršivanjem. Ovisno o proizvodnoj liniji, Hielscher nudi različite mogućnosti primjene ultrazvuka velike snage za smanjenje viskoznosti proteinskih otopina. Svi naši industrijski ultrazvučni sustavi izrađeni su za primjene s velikim opterećenjem u zahtjevnim uvjetima i mogu raditi 24/7. Zahvaljujući malom prostoru koji zauzimaju, mogu se lako naknadno ugraditi u postojeće proizvodne linije. Dodatne su prednosti male potrebe za održavanjem i jednostavno rukovanje.
Obratite nam se već danas za više informacija o tome kako sonikacija poboljšava vaš postupak sušenja raspršivanjem!
Literatura i reference
- M. Ashokkumar, J. Lee, B. Zisu, R. Bhaskarcharya, M. Palmer i S. Kentish (2009): Aktualna tema: Sonikacija povećava toplinsku stabilnost proteina sirutke. J. Dairy Sci. 92:5353–5356.
- Mladen Brncic (2014): Utjecaj ultrazvuka na učinkovitost procesa u prehrambenoj industriji. Predstavljeno na skupu “TRENDOVI U PREHRAMBENOJ INDUSTRIJI” – Koprivnica, Hrvatska, September 5th, 2014.
O postupcima sušenja raspršivanjem
Sušenje raspršivanjem proizvodna je tehnika kojom se tekuća otopina ili suspenzija pretvara u suhi prah brzim sušenjem vrućim plinom. Osobito u prehrambenom i farmaceutskom sektoru, sušenje raspršivanjem često se primjenjuje za obradu toplinski osjetljivih materijala.
Sušenje raspršivanjem često je primjenjivana tehnika u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji za enkapsulaciju aktivnih spojeva (mikroenkapsulaciju).
Postupak sušenja raspršivanjem sastoji se od sljedećih koraka:
- Dovodni tok: Dovodni tok priprema se kao homogena otopina ili suspenzija koja se može pumpati i ne sadrži nečistoće. Sirovina se često koncentrira prije uvođenja u sušionik s raspršivanjem.
- Atomizacija: Tijekom atomizacije suspenzija se pretvara u sitne kapljice. To je najkritičniji korak postupka jer stupanj atomizacije određuje brzinu sušenja, a time i veličinu sušionika. Najčešće tehnike atomizacije jesu atomizacija tlačnom mlaznicom, atomizacija mlaznicom s dva fluida i centrifugalna atomizacija. Tijekom atomizacije 95%+ vode sadržane u kapljicama ispari u roku od nekoliko sekundi.
- Sušenje: U struji vrućeg zraka ili plina vlaga brzo isparava s površine čestice.
- Odvajanje: Čestice praha odvajaju se od vlažnog zraka ili plina pomoću ciklona, vrećastih filtara ili elektrostatskog taloženja.
Proizvodi sušeni raspršivanjem
Prehrambeni: mlijeko u prahu, kava, čaj, jaja, žitarice, začini, arome, škrob i derivati škroba, vitamini, enzimi, stevija, nutraceutici, bojila, biljni ekstrakti itd.
Farmaceutski: antibiotici, ljekoviti sastojci, aditivi
Industrijski: katalizatori, kemijski proizvodi, pigmenti za boje, keramički materijali, polimeri, mikroalge itd.