Olbaltumvielu suspensiju viskozitātes samazināšana ar ultraskaņu pirms izsmidzināšanas žāvēšanas
- Ultraskaņa ir risinājums sūkalu suspensiju, piemēram, WPC, izsmidzināšanas žāvēšanas procesa efektivitātes paaugstināšanai un izmaksu samazināšanai.
- Ultraskaņas bīdes spēki samazina sūkalu šķīduma viskozitāti un tādējādi ļauj palielināt olbaltumvielu koncentrāciju.
- Hielscher Ultrasonics piedāvā dažādas iespējas izmantot lielas jaudas ultraskaņu olbaltumvielu šķīdumu viskozitātes samazināšanai.
Viskozitātes samazināšana ar ultraskaņu
Spēcīgi ultraskaņas spēki šķidrumos rada kavitāciju, lielus bīdes spēkus un svārstības. Hielscher Ultrasonics izmanto šos intensīvos ultraskaņas spēkus, lai mainītu tādu suspensiju plūsmas dinamiku, kuru viskozitāte bīdes ietekmē samazinās, piemēram, olbaltumvielu koncentrātu, WPC vai polimēru suspensiju plūsmas dinamiku. Daudzas suspensijas tiek pakļautas izsmidzināšanas žāvēšanai, lai iegūtu galaproduktu pulvera veidā. Izsmidzināšanas žāvēšana ir energoietilpīgs process, kas bieži arī ierobežo ražošanas līnijas ražīgumu. Viskozitātes samazināšana ar ultraskaņu ļauj palielināt daļiņu saturu šķīdumā, tādējādi samazinot iztvaicējamā šķidruma tilpumu. Tas nodrošina ievērojamu enerģijas ietaupījumu. Vienlaikus palielinās izsmidzināšanas žāvētāja ražīgums, jo tiek apstrādāts lielāks produkta daudzums sausmasas izteiksmē. Izsmidzināšanas žāvētāja padeves plūsmas apstrāde ar ultraskaņu tieši plūsmā ļauj žāvētājā ievadīt materiālu ar augstāku koncentrāciju un lielāku sausnas procentuālo saturu.
Apstrādes ar ultraskaņu iedarbība:
- Homogenizācija un daļiņu izmēra samazināšana
- Iesaistītā gaisa un skābekļa burbuļu aizvadīšana
- Olbaltumvielu sablīvējuma slāņu atvēršana
- Īslaicīga viskozitātes samazināšana
- Īslaicīgu olbaltumvielu molekulu orientācijas izmaiņu radīšana
Kāpēc izmantot ultraskaņu pirms izsmidzināšanas žāvēšanas?
Viskozitātes samazināšana ar ultraskaņu nodrošina samazinātu enerģijas patēriņu un lielāku apstrādes ražīgumu.
Papildu priekšrocības:
- ražošanas apjoma palielinājums par 10% vai vairāk
- kopējo fiksēto un mainīgo izmaksu samazinājums
- samazināta nepieciešamība pēc dzesēšanas
- nelieli ieguldījumi un lielāka peļņa
- atmaksāšanās mazāk nekā viena gada laikā
Ultraskaņas iekārtas
Hielscher Ultrasonics ir padziļinātas zināšanas par piemērotas ultraskaņas sistēmas konfigurēšanu un uzstādīšanu, lai optimizētu jūsu izsmidzināšanas žāvētāja efektivitāti un ražošanas apjomu. Atbilstoši ražošanas līnijai Hielscher piedāvā dažādas iespējas izmantot lielas jaudas ultraskaņu olbaltumvielu šķīdumu viskozitātes samazināšanai. Visas mūsu rūpnieciskās ultraskaņas sistēmas ir paredzētas intensīvai ekspluatācijai sarežģītos apstākļos un var darboties 24/7. Tā kā tās aizņem maz vietas, tās var viegli integrēt esošajās ražošanas līnijās. Papildu priekšrocības ir nelielas apkopes prasības un lietotājam ērta ekspluatācija.
Sazinieties ar mums jau šodien, lai uzzinātu vairāk par to, kā apstrāde ar ultraskaņu uzlabo jūsu izsmidzināšanas žāvēšanas procesu!
Literatūra un atsauces
- M. Ashokkumar, J. Lee, B. Zisu, R. Bhaskarcharya, M. Palmer un S. Kentish (2009): Aktuāla tēma: apstrāde ar ultraskaņu palielina sūkalu olbaltumvielu termisko stabilitāti. J. Dairy Sci. 92:5353–5356.
- Mladen Brncic (2014): Ultraskaņas ietekme uz procesu efektivitāti pārtikas rūpniecībā. Prezentēts pasākumā “TRENDS IN FOOD INDUSTRY” – Koprivnica, Horvātija, September 5th, 2014.
Par izsmidzināšanas žāvēšanas procesiem
Izsmidzināšanas žāvēšana ir ražošanas metode, ar kuru šķidru šķīdumu vai suspensiju pārvērš sausā pulverī, to strauji žāvējot ar karstu gāzi. Izsmidzināšanas žāvēšanu bieži izmanto termiski jutīgu materiālu apstrādei, īpaši pārtikas un farmācijas nozarē.
Izsmidzināšanas žāvēšana ir pārtikas un farmācijas rūpniecībā bieži izmantota metode aktīvo savienojumu iekapsulēšanai (mikroiekapsulēšanai).
Izsmidzināšanas žāvēšanas process sastāv no šādiem posmiem:
- Padeves plūsma: padeves plūsmu sagatavo kā viendabīgu, sūknējamu šķīdumu vai suspensiju bez piemaisījumiem. Izejvielu bieži koncentrē, pirms to ievada izsmidzināšanas žāvētājā.
- Izsmidzināšana: izsmidzināšanas laikā suspensija tiek pārvērsta sīkos pilienos. Šis ir viskritiskākais procesa posms, jo izsmidzināšanas pakāpe nosaka žūšanas ātrumu un līdz ar to arī žāvētāja izmēru. Visbiežāk izmantotās izsmidzināšanas metodes ir izsmidzināšana ar spiediena sprauslu, izsmidzināšana ar divu fluīdu sprauslu un centrbēdzes izsmidzināšana. Izsmidzināšanas laikā dažu sekunžu laikā iztvaiko 95%+ no pilienos esošā ūdens.
- Žāvēšana: karsta gaisa vai gāzes plūsmā mitrums strauji iztvaiko no daļiņas virsmas.
- Atdalīšana: pulvera daļiņas atdala no mitrā gaisa vai gāzes, izmantojot ciklonus, maisu filtrus vai elektrostatisko izgulsnēšanu.
Izsmidzināšanas žāvēšanā iegūtie produkti
Pārtika: piena pulveris, kafija, tēja, olas, graudaugi, garšvielas, aromatizētāji, ciete un cietes atvasinājumi, vitamīni, fermenti, stēvija, nutraceitiskie produkti, krāsvielas, augu ekstrakti utt.
Farmācija: antibiotikas, zāļu sastāvdaļas, piedevas
Rūpniecība: katalizatori, ķīmiskie produkti, krāsu pigmenti, keramikas materiāli, polimēri, mikroaļģes utt.