Het drogen met een sproeidroger in de originele stand leidt tot een plakkerig gevoel… Hoe dit te beheersen

Het drogen met een sproeidroger in de originele stand leidt tot een plakkerig gevoel… Hoe dit te beheersen

Spuitgedroogde voedingsmiddelen vallen in twee categorieën: niet-plakkerig en plakkerig. Niet-plakkerige ingrediënten zijn gemakkelijk te spuitdrogen met eenvoudige drogerontwerpen en een vrij stromend eindproduct. Voorbeelden van niet-viskeuze materialen zijn eierpoeder, melkpoeder, maltodextrine (zoals in oplossing), gommen en eiwitten. Bij plakkerige voedingsmiddelen doen zich onder normale spuitdroogomstandigheden droogproblemen voor. Plakkerige voedingsmiddelen kleven doorgaans aan de wanden van de droger of worden onbruikbaar plakkerig in de droogkamers en transportsystemen, wat operationele problemen en een lage productopbrengst tot gevolg heeft. Suikerhoudende en zure voedingsmiddelen zijn typische voorbeelden.

Kleefkracht is een fenomeen dat optreedt tijdens het drogen van vaak gespoten suiker- en zuurrijke voedingsmiddelen. Poederkleefkracht is een cohesieve eigenschap. Deze kan worden verklaard in termen van deeltje-deeltje-adhesie (cohesie) en deeltje-wand-adhesie (adhesie). De kracht waarmee de poederdeeltjes zich binden, wordt bepaald door hun interne eigenschappen, bekend als cohesie, waardoor klonten in het poederbed ontstaan. De kracht die nodig is om de poederagglomeraten te doorbreken, moet daarom groter zijn dan de cohesiekracht. Adhesie is een grensvlakeigenschap, de neiging van de poederdeeltjes om aan de wanden van de sproeidroogapparatuur te hechten. Cohesie en adhesie zijn belangrijke parameters bij het ontwerpen van droogprocessen en droogomstandigheden. De oppervlaktesamenstelling van de poederdeeltjes is voornamelijk verantwoordelijk voor het adhesieprobleem. De cohesie- en adhesie-eigenschappen van de oppervlaktematerialen van de poederdeeltjes verschillen. Omdat drogen een grote hoeveelheid opgeloste stof naar het deeltjesoppervlak transporteert, is dit een bulkproces. De twee viskeuze eigenschappen (cohesie en adhesie) kunnen naast elkaar bestaan ​​in sproeigedroogde suikerrijke voedingsmiddelen. Hechting tussen deeltjes, oftewel cohesie, is de vorming van vaste vloeistofbruggen, bewegende vloeistofbruggen, mechanische verstrengeling tussen moleculen en elektrostatische zwaartekracht, en vaste bruggen. Aan de wand van de droogkamer blijven poederdeeltjes kleven, voornamelijk door materiaalverlies tijdens het sproeidrogen van suikerrijke en zure voedingsmiddelen. Poederachtige stoffen die langer aan de wand blijven kleven, verliezen tijdens het droogproces.

Oorzaken van vastkleven:

Poederterugwinning bij het drogen van suikers en zuren in voedingsmiddelen met behulp van sproeidroogtechnologie. Het verwerken van suikers met een laag moleculair gewicht (glucose, fructose) en organische zuren (citroenzuur, appelzuur, wijnsteenzuur) is echter een grote uitdaging. De hoge waterabsorptie, thermoplastische eigenschappen en lage glasovergangstemperatuur (Tg) van deze kleine moleculen dragen bij aan het kleverigheidsprobleem. Bij sproeidroogtemperaturen boven Tg 20 °C vormen deze ingrediënten voornamelijk zachte deeltjes op kleverige oppervlakken, waardoor het poeder blijft plakken en een pasta-achtige structuur krijgt in plaats van een poeder. De hoge moleculaire mobiliteit van dergelijke moleculen is te wijten aan hun lagere glasovergangstemperatuur (Tg), wat leidt tot kleverigheidsproblemen bij de temperaturen die doorgaans in sproeidrogers worden gebruikt. De glasovergangstemperatuur is de belangrijkste karakteristiek van de amorfe faseovergangstemperatuur. De glasovergang vindt plaats wanneer een harde vaste stof, amorfe suiker, transformeert in een zachte, rubberachtige, vloeibare fase. Vast glas heeft een lage oppervlakte-energie en hecht niet aan vaste oppervlakken met een lage energie. Als gevolg van de overgang van de glasachtige naar de rubberachtige (of vloeibare) toestand kan het materiaaloppervlak omhoog komen en kunnen moleculaire interacties met het vaste oppervlak beginnen. Tijdens het drogen van voedsel bevindt het product zich in een vloeibare of gebonden toestand. Door de verwijdering van de weekmaker (water) wordt het vloeibare/gebonden voedselproduct glasachtig. Het voedselmateriaal blijft viskeus met een hoge energiedichtheid als het geen overgang ondergaat van een hoge droogtemperatuur naar een verandering in de vitrificatietemperatuur. Als dit voedselproduct in contact komt met een vast oppervlak met een hoge energiedichtheid, zal het eraan blijven kleven.

Viscositeit beheersen:

Er bestaan ​​diverse materiaalkundige en procesmatige benaderingen om de viscositeit te verlagen. Materiaalkundige methoden omvatten het gebruik van materialen met een hoog moleculair gewicht en additieven voor het drogen van vloeistoffen om de temperatuur boven de glasovergangstemperatuur te brengen. Procesmatige methoden omvatten het gebruik van wanden, bodems, enz. van mechanische kamers.