Ultrazvukové znižovanie viskozity proteínových suspenzií pred rozprašovacím sušením
- Ultrazvuk je riešením na zvýšenie účinnosti a zníženie nákladov pri rozprašovacom sušení srvátkových suspenzií, napr. WPC.
- Ultrazvukové šmykové sily znižujú viskozitu srvátkového roztoku, čím umožňujú vyššiu koncentráciu proteínov.
- Hielscher Ultrasonics ponúka rôzne možnosti využitia vysokovýkonného ultrazvuku na znižovanie viskozity proteínových roztokov.
Ultrazvukové znižovanie viskozity
Silné ultrazvukové sily vytvárajú v kvapalinách kavitáciu, vysoké šmykové sily a oscilácie. Hielscher Ultrasonics využíva tieto intenzívne ultrazvukové sily na úpravu dynamiky prúdenia suspenzií, ktorých viskozita pri šmykovom namáhaní klesá, ako sú proteínové koncentráty, WPC alebo polymérne suspenzie. Mnohé suspenzie prechádzajú procesom rozprašovacieho sušenia, aby sa získal konečný práškový produkt. Rozprašovacie sušenie je energeticky náročný proces, ktorý je často aj úzkym miestom výrobnej linky. Ultrazvukové znižovanie viskozity umožňuje vyšší obsah častíc v roztoku, čo vedie k zníženiu objemu kvapaliny, ktorú treba odpariť. S tým sú spojené významné úspory energie. Zároveň sa zvyšuje kapacita rozprašovacej sušiarne, pretože sa spracuje viac produktu (v prepočte na suchú hmotnosť). Prietokové ultrazvukové spracovanie vstupného prúdu rozprašovacej sušiarne umožňuje privádzať do sušiarne materiál s vyššou koncentráciou a vyšším percentuálnym obsahom sušiny.
Účinky ultrazvukového spracovania:
- Homogenizácia a zmenšovanie veľkosti častíc
- Odstránenie strhnutého vzduchu a kyslíkových bublín
- Rozvoľnenie zhutnených vrstiev proteínov
- Dočasné zníženie viskozity
- Vyvolanie dočasnej zmeny orientácie molekúl proteínov
Prečo použiť ultrazvuk pred rozprašovacím sušením?
Ultrazvukové znižovanie viskozity vedie k zníženej spotrebe energie a vyššej spracovateľskej kapacite.
Ďalšie výhody sú:
- zvýšenie objemu výroby o 10% alebo viac
- zníženie celkových fixných a variabilných nákladov
- znížené nároky na chladenie
- nízke investičné náklady a vyššie zisky
- návratnosť za menej ako jeden rok
Ultrazvukové zariadenia
Hielscher Ultrasonics má rozsiahle znalosti v oblasti konfigurácie a inštalácie vhodného ultrazvukového systému na optimalizáciu účinnosti a objemu výroby vašej rozprašovacej sušiarne. Podľa konkrétnej výrobnej linky ponúka Hielscher rôzne možnosti využitia vysokovýkonného ultrazvuku na znižovanie viskozity proteínových roztokov. Všetky naše priemyselné ultrazvukové systémy sú skonštruované na intenzívne používanie v náročných podmienkach a môžu pracovať 24/7. Vďaka malým priestorovým nárokom sa dajú jednoducho dodatočne začleniť do existujúcich výrobných liniek. Ďalšími výhodami sú nízke nároky na údržbu a jednoduchá obsluha.
Kontaktujte nás ešte dnes a získajte viac informácií o tom, ako sonikácia zlepšuje váš proces rozprašovacieho sušenia!
Literatúra / referencie
- M. Ashokkumar, J. Lee, B. Zisu, R. Bhaskarcharya, M. Palmer a S. Kentish (2009): Aktuálna téma: Sonikácia zvyšuje tepelnú stabilitu srvátkových proteínov. J. Dairy Sci. 92:5353–5356.
- Mladen Brncic (2014): Vplyv ultrazvuku na účinnosť procesov v potravinárskom priemysle. Prezentované na podujatí „TRENDY V POTRAVINÁRSKOM PRIEMYSLE“ – Koprivnica, Chorvátsko, September 5th, 2014.
O procesoch rozprašovacieho sušenia
Rozprašovacie sušenie je výrobná technika, pri ktorej sa kvapalný roztok alebo suspenzia mení na suchý prášok rýchlym sušením horúcim plynom. Najmä v potravinárskom a farmaceutickom odvetví sa rozprašovacie sušenie často používa na spracovanie tepelne citlivých materiálov.
Rozprašovacie sušenie je v potravinárskom a farmaceutickom priemysle často používanou technikou na enkapsuláciu účinných látok (mikroenkapsuláciu).
Proces rozprašovacieho sušenia pozostáva z nasledujúcich krokov:
- Vstupný prúd: Vstupný materiál sa pripraví vo forme homogénneho, čerpateľného roztoku alebo suspenzie bez nečistôt. Vstupná surovina sa pred privedením do rozprašovacej sušiarne často zahusťuje.
- Rozprašovanie: Počas rozprašovania sa suspenzia premieňa na malé kvapôčky. Ide o najkritickejší krok procesu, pretože stupeň rozprášenia určuje rýchlosť sušenia, a tým aj veľkosť sušiarne. Najbežnejšími technikami rozprašovania sú rozprašovanie tlakovou dýzou, rozprašovanie dvojmédiovou dýzou a odstredivé rozprašovanie. Počas rozprašovania sa v priebehu niekoľkých sekúnd odparí 95%+ vody obsiahnutej v kvapôčkach.
- Sušenie: V prúde horúceho vzduchu alebo plynu sa vlhkosť z povrchu častice rýchlo odparuje.
- Separácia: Práškové častice sa oddeľujú od vlhkého vzduchu alebo plynu pomocou cyklónov, vrecových filtrov alebo elektrostatického odlučovania.
Produkty sušené rozprašovaním
Potravinárske: sušené mlieko, káva, čaj, vajcia, obilniny, koreniny, arómy, škrob a škrobové deriváty, vitamíny, enzýmy, stévia, nutraceutiká, farbivá, rastlinné extrakty atď.
Farmaceutické: antibiotiká, liečivé zložky, prísady
Priemyselné: katalyzátory, chemické produkty, pigmenty do náterových hmôt, keramické materiály, polyméry, mikroriasy atď.