Riduzione della viscosità delle sospensioni proteiche mediante ultrasuoni prima dell’essiccazione a spruzzo
- Gli ultrasuoni sono la soluzione per aumentare l’efficienza e ridurre i costi del processo di essiccazione a spruzzo delle sospensioni dense di siero di latte, ad esempio WPC.
- Le forze di taglio ultrasoniche riducono la viscosità della soluzione di siero di latte, consentendo così una maggiore concentrazione proteica.
- Hielscher Ultrasonics offre diverse opzioni per applicare ultrasuoni ad alta potenza alla riduzione della viscosità delle soluzioni proteiche.
Riduzione della viscosità mediante ultrasuoni
Le potenti forze ultrasoniche generano cavitazione, elevate forze di taglio e oscillazioni nei liquidi. Hielscher Ultrasonics utilizza queste intense forze ultrasoniche per modificare la fluidodinamica delle sospensioni dense la cui viscosità diminuisce sotto l’effetto del taglio, come i concentrati proteici, il WPC o le sospensioni dense di polimeri. Molte sospensioni dense vengono sottoposte a un processo di essiccazione a spruzzo per ottenere il prodotto finale in polvere. L’essiccazione a spruzzo è un processo ad alto consumo energetico che spesso costituisce anche un collo di bottiglia nella linea di produzione. La riduzione della viscosità mediante ultrasuoni consente di aumentare il contenuto di particelle nella soluzione, riducendo il volume di liquido da evaporare. Ciò comporta un notevole risparmio energetico. Allo stesso tempo, la capacità dell’essiccatore a spruzzo aumenta, poiché viene trattata una maggiore quantità di prodotto (peso secco). Il trattamento a ultrasuoni in linea del flusso di alimentazione dell’essiccatore a spruzzo consente di introdurre nell’essiccatore materiale con una concentrazione e una percentuale di solidi secchi più elevate.
Gli effetti del trattamento a ultrasuoni:
- Omogeneizzazione e riduzione delle dimensioni delle particelle
- Eliminazione dell’aria inglobata e delle bolle di ossigeno
- Apertura degli strati compattati delle proteine
- Riduzione temporanea della viscosità
- Modifica temporanea dell’allineamento delle molecole proteiche
Perché utilizzare gli ultrasuoni prima dell’essiccazione a spruzzo?
La riduzione della viscosità mediante ultrasuoni comporta un minore consumo energetico e una maggiore capacità produttiva.
Ulteriori vantaggi sono:
- aumento della produzione del 10% o più
- riduzione dei costi fissi e variabili complessivi
- minore necessità di refrigerazione
- investimento contenuto e maggiori profitti
- recupero dell’investimento in meno di un anno
Apparecchiature a ultrasuoni
Hielscher Ultrasonics dispone di una conoscenza approfondita della configurazione e dell’installazione del sistema a ultrasuoni più adatto per ottimizzare l’efficienza e la produzione del vostro essiccatore a spruzzo. In funzione della linea di produzione, Hielscher offre diverse opzioni per applicare ultrasuoni ad alta potenza alla riduzione della viscosità delle soluzioni proteiche. Tutti i nostri sistemi industriali a ultrasuoni sono costruiti per applicazioni gravose in condizioni impegnative e possono funzionare 24/7. Grazie al loro ingombro ridotto, possono essere facilmente integrati nelle linee di produzione esistenti. La manutenzione ridotta e la facilità d’uso costituiscono ulteriori vantaggi.
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Bibliografia e riferimenti
- M. Ashokkumar, J. Lee, B. Zisu, R. Bhaskarcharya, M. Palmer e S. Kentish (2009): Argomento scottante: La sonicazione aumenta la stabilità al calore delle proteine del siero di latte. J. Dairy Sci. 92:5353-5356.
- Mladen Brncic (2014): Impact of Ultrasound on Process Efficiency in Food Industry. Presentato a “TRENDS IN FOOD INDUSTRY” – Koprivnica, Croazia, 5 settembre 2014.
Informazioni sui processi di essiccazione a spruzzo
L’essiccazione a spruzzo è una tecnica di produzione che converte una soluzione liquida o una sospensione densa in una polvere secca mediante essiccazione rapida con un gas caldo. Soprattutto nei settori alimentare e farmaceutico, l’essiccazione a spruzzo viene spesso utilizzata per trattare materiali termosensibili.
L’essiccazione a spruzzo è una tecnica frequentemente utilizzata nell’industria alimentare e farmaceutica per incapsulare composti attivi (microincapsulazione).
Il processo di essiccazione a spruzzo comprende le seguenti fasi:
- Flusso di alimentazione: il flusso di alimentazione viene preparato sotto forma di soluzione, sospensione o sospensione densa omogenea, pompabile e priva di impurità. Spesso il materiale di alimentazione viene concentrato prima di essere introdotto nell’essiccatore a spruzzo.
- Atomizzazione: durante l’atomizzazione, la sospensione densa viene trasformata in piccole gocce. Questa è la fase più critica del processo, poiché il grado di atomizzazione determina la velocità di essiccazione e quindi le dimensioni dell’essiccatore. Le tecniche di atomizzazione più comuni sono l’atomizzazione con ugello a pressione, l’atomizzazione con ugello a due fluidi e l’atomizzazione centrifuga. Durante l’atomizzazione, il 95%+ dell’acqua contenuta nelle gocce evapora nel giro di pochi secondi.
- Essiccazione: in un flusso di aria o gas caldo, l’umidità evapora rapidamente dalla superficie della particella.
- Separazione: le particelle di polvere vengono separate dall’aria o dal gas umido mediante cicloni, filtri a maniche o precipitazione elettrostatica.
Prodotti essiccati a spruzzo
Alimentari: latte in polvere, caffè, tè, uova, cereali, spezie, aromi, amido e derivati dell’amido, vitamine, enzimi, stevia, nutraceutici, coloranti, estratti vegetali ecc.
Farmaceutici: antibiotici, ingredienti medicinali, additivi
Industriali: catalizzatori, prodotti chimici, pigmenti per vernici, materiali ceramici, polimeri, microalghe ecc.

