Redução ultrassónica da viscosidade de suspensões proteicas antes da secagem por pulverização
- Os ultrassons são a solução para aumentar a eficiência e reduzir os custos do processo de secagem por pulverização de suspensões espessas de soro de leite, por exemplo, WPC.
- As forças de cisalhamento ultrassónicas reduzem a viscosidade da solução de soro de leite, permitindo assim uma concentração proteica mais elevada.
- A Hielscher Ultrasonics oferece várias opções para aplicar ultrassons de alta potência à redução da viscosidade de soluções proteicas.
Redução ultrassónica da viscosidade
As potentes forças ultrassónicas criam cavitação, forças de cisalhamento elevadas e oscilação nos líquidos. A Hielscher Ultrasonics utiliza estas forças ultrassónicas intensas para modificar a dinâmica dos fluidos em suspensões espessas cuja viscosidade diminui com o cisalhamento, como concentrados proteicos, WPC ou suspensões espessas de polímeros. Muitas suspensões espessas passam por um processo de secagem por pulverização para obter o produto final em pó. A secagem por pulverização é um processo com elevado consumo energético que também constitui frequentemente um estrangulamento na linha de produção. A redução ultrassónica da viscosidade permite uma maior carga de partículas na solução, o que reduz o volume de líquido que tem de ser evaporado. Isto traduz-se em poupanças significativas de energia. Ao mesmo tempo, a capacidade do secador por pulverização aumenta, uma vez que se processa mais produto (em peso seco). O tratamento ultrassónico em linha da corrente de alimentação do secador por pulverização permite uma maior concentração e percentagem de sólidos secos à entrada do secador.
Os efeitos do tratamento ultrassónico:
- Homogeneização e redução do tamanho das partículas
- Remover o ar incorporado e as bolhas de oxigénio
- Abrir as camadas de compactação das proteínas
- Reduzir temporariamente a viscosidade
- Criar uma alteração temporária no alinhamento das moléculas proteicas
Porquê utilizar ultrassons antes da secagem por pulverização?
A redução ultrassónica da viscosidade resulta num menor consumo de energia e numa maior capacidade de processamento.
Os benefícios adicionais são:
- aumento da produção em 10% ou mais
- redução dos custos fixos e variáveis totais
- menores necessidades de arrefecimento
- baixo investimento e aumento dos lucros
- recuperação do investimento em menos de um ano
Equipamento ultrassónico
A Hielscher Ultrasonics possui conhecimentos aprofundados sobre a configuração e a instalação do sistema ultrassónico adequado para otimizar a eficiência e a produção do seu secador por pulverização. Em função da linha de produção, a Hielscher oferece várias opções para aplicar ultrassons de alta potência à redução da viscosidade de soluções proteicas. Todos os nossos sistemas ultrassónicos industriais são construídos para aplicações de serviço intensivo em condições exigentes e podem funcionar 24/7. Graças ao reduzido espaço que ocupam, podem ser facilmente integrados em linhas de produção existentes. As baixas necessidades de manutenção e a facilidade de utilização são outros benefícios.
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Bibliografia/Referências
- M. Ashokkumar, J. Lee, B. Zisu, R. Bhaskarcharya, M. Palmer, e S. Kentish (2009): Tema em destaque: A sonicação aumenta a estabilidade térmica das proteínas do soro de leite. J. Dairy Sci. 92:5353–5356.
- Mladen Brncic (2014): Impacto dos ultrassons na eficiência dos processos na indústria alimentar. Apresentado em “TRENDS IN FOOD INDUSTRY” – Koprivnica, Croácia, 5 de setembro de 2014.
Sobre os processos de secagem por pulverização
A secagem por pulverização é uma técnica de produção que permite converter uma solução líquida ou uma suspensão espessa num pó seco através de uma secagem rápida com um gás quente. Sobretudo nos setores alimentar e farmacêutico, a secagem por pulverização é frequentemente utilizada para tratar materiais termossensíveis.
A secagem por pulverização é uma técnica frequentemente utilizada nas indústrias alimentar e farmacêutica para encapsular compostos ativos (microencapsulação).
O processo de secagem por pulverização consiste nas seguintes etapas:
- Corrente de alimentação: A corrente de alimentação é preparada sob a forma de uma solução, suspensão ou suspensão espessa homogénea, bombeável e isenta de impurezas. Frequentemente, a matéria-prima é concentrada antes de ser introduzida no secador por pulverização.
- Atomização: Durante a atomização, a suspensão espessa é transformada em pequenas gotículas. Esta é a etapa mais crítica do processo, uma vez que o grau de atomização controla a velocidade de secagem e, consequentemente, o tamanho do secador. As técnicas de atomização mais comuns são a atomização por bico de pressão, a atomização por bico de dois fluidos e a atomização centrífuga. Durante a atomização, 95%+ da água contida nas gotículas evapora-se em poucos segundos.
- Secagem: Numa corrente de ar ou gás quente, a humidade evapora-se rapidamente da superfície da partícula.
- Separação: As partículas de pó são separadas do ar ou gás húmido através de ciclones, filtros de mangas ou precipitação eletrostática.
Produtos secos por pulverização
Alimentares: leite em pó, café, chá, ovos, cereais, especiarias, aromatizantes, amido e derivados de amido, vitaminas, enzimas, estévia, nutracêuticos, corantes, extratos vegetais, etc.
Farmacêuticos: antibióticos, ingredientes medicinais, aditivos
Industriais: catalisadores, produtos químicos, pigmentos para tintas, materiais cerâmicos, polímeros, microalgas, etc.