Ultradźwiękowe zmniejszanie lepkości zawiesin białkowych przed suszeniem rozpyłowym
- Ultradźwięki są rozwiązaniem zwiększającym efektywność i obniżającym koszty procesu suszenia rozpyłowego zawiesin serwatkowych, np. WPC.
- Ultradźwiękowe siły ścinające obniżają lepkość roztworu serwatki, umożliwiając tym samym uzyskanie wyższego stężenia białka.
- Hielscher Ultrasonics oferuje różne możliwości zastosowania ultradźwięków dużej mocy do zmniejszania lepkości roztworów białkowych.
Ultradźwiękowe zmniejszanie lepkości
Silne oddziaływania ultradźwiękowe wywołują w cieczach kawitację, duże siły ścinające i oscylacje. Hielscher Ultrasonics wykorzystuje te intensywne oddziaływania ultradźwiękowe do modyfikowania dynamiki przepływu zawiesin rozrzedzanych ścinaniem, takich jak koncentraty białkowe, WPC czy zawiesiny polimerowe. Wiele zawiesin poddaje się suszeniu rozpyłowemu w celu uzyskania końcowego produktu w postaci proszku. Suszenie rozpyłowe jest procesem energochłonnym, który często stanowi również wąskie gardło linii produkcyjnej. Ultradźwiękowe zmniejszanie lepkości umożliwia zwiększenie zawartości cząstek w roztworze, co prowadzi do zmniejszenia objętości cieczy wymagającej odparowania. Wiąże się to ze znacznymi oszczędnościami energii. Jednocześnie zwiększa się wydajność suszarki rozpyłowej, ponieważ przetwarzana jest większa ilość produktu (w przeliczeniu na suchą masę). Ultradźwiękowa obróbka przepływowa strumienia zasilającego suszarkę rozpyłową umożliwia wprowadzanie do suszarki materiału o wyższym stężeniu i większej procentowej zawartości suchej masy.
Efekty obróbki ultradźwiękowej:
- Homogenizacja i zmniejszenie wielkości cząstek
- Usunięcie uwięzionego powietrza i pęcherzyków tlenu
- Rozluźnienie zagęszczonych warstw białek
- Tymczasowe zmniejszenie lepkości
- Wywołanie tymczasowej zmiany orientacji cząsteczek białka
Dlaczego warto stosować ultradźwięki przed suszeniem rozpyłowym?
Ultradźwiękowe zmniejszanie lepkości prowadzi do zmniejszenia zużycia energii i zwiększenia wydajności przetwarzania.
Dodatkowe korzyści to:
- zwiększenie wielkości produkcji o 10% lub więcej
- obniżenie całkowitych kosztów stałych i zmiennych
- zmniejszenie zapotrzebowania na chłodzenie
- niskie nakłady inwestycyjne i większe zyski
- zwrot z inwestycji w czasie krótszym niż jeden rok
Urządzenia ultradźwiękowe
Hielscher Ultrasonics ma dogłębną wiedzę na temat konfiguracji i instalacji odpowiedniego systemu ultradźwiękowego w celu optymalizacji efektywności i wydajności Państwa suszarki rozpyłowej. W zależności od linii produkcyjnej Hielscher oferuje różne możliwości zastosowania ultradźwięków dużej mocy do zmniejszania lepkości roztworów białkowych. Wszystkie nasze przemysłowe systemy ultradźwiękowe są przeznaczone do intensywnej eksploatacji w wymagających warunkach i mogą pracować 24/7. Dzięki niewielkim wymiarom można je łatwo zainstalować w istniejących liniach produkcyjnych. Niewielkie wymagania konserwacyjne i łatwa obsługa to kolejne korzyści.
Skontaktuj się z nami już dziś, aby dowiedzieć się więcej o tym, jak sonikacja usprawnia proces suszenia rozpyłowego!
Literatura / źródła
- M. Ashokkumar, J. Lee, B. Zisu, R. Bhaskarcharya, M. Palmer i S. Kentish (2009): Aktualny temat: Sonikacja zwiększa stabilność termiczną białek serwatkowych. J. Dairy Sci. 92:5353–5356.
- Mladen Brncic (2014): Wpływ ultradźwięków na efektywność procesów w przemyśle spożywczym. Zaprezentowano na konferencji „TRENDY W PRZEMYŚLE SPOŻYWCZYM” – Koprivnica, Chorwacja, September 5th, 2014
O procesach suszenia rozpyłowego
Suszenie rozpyłowe to technika produkcyjna polegająca na przekształcaniu ciekłego roztworu lub zawiesiny w suchy proszek poprzez szybkie suszenie gorącym gazem. Szczególnie w sektorze spożywczym i farmaceutycznym suszenie rozpyłowe jest często stosowane do obróbki materiałów wrażliwych na temperaturę.
Suszenie rozpyłowe jest techniką często stosowaną w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym do kapsułkowania związków aktywnych (mikrokapsułkowania).
Proces suszenia rozpyłowego obejmuje następujące etapy:
- Strumień zasilający: Strumień zasilający przygotowuje się w postaci jednorodnego, pozbawionego zanieczyszczeń roztworu lub zawiesiny, nadających się do pompowania. Często surowiec zagęszcza się przed wprowadzeniem go do suszarki rozpyłowej.
- Rozpylanie: Podczas rozpylania zawiesina jest przekształcana w małe krople. Jest to najbardziej krytyczny etap procesu, ponieważ stopień rozpylenia determinuje szybkość suszenia, a tym samym wielkość suszarki. Najczęściej stosowane techniki rozpylania to rozpylanie za pomocą dyszy ciśnieniowej, rozpylanie za pomocą dyszy dwuczynnikowej oraz rozpylanie odśrodkowe. Podczas rozpylania 95%+ wody zawartej w kroplach odparowuje w ciągu kilku sekund.
- Suszenie: W strumieniu gorącego powietrza lub gazu wilgoć szybko odparowuje z powierzchni cząstki.
- Separacja: Cząstki proszku oddziela się od wilgotnego powietrza lub gazu za pomocą cyklonów, filtrów workowych lub wytrącania elektrostatycznego.
Produkty suszone rozpyłowo
Spożywcze: mleko w proszku, kawa, herbata, jaja, zboża, przyprawy, substancje smakowo-zapachowe, skrobia i jej pochodne, witaminy, enzymy, stewia, nutraceutyki, barwniki, ekstrakty roślinne itp.
Farmaceutyczne: antybiotyki, składniki lecznicze, dodatki
Przemysłowe: katalizatory, produkty chemiczne, pigmenty do farb, materiały ceramiczne, polimery, mikroalgi itp.