Asciugatura con asciugatrice a spruzzo nell'originale che porta a... Come controllare

Asciugatura con asciugatrice a spruzzo nell'originale che porta a... Come controllare

Gli alimenti liofilizzati si dividono in due categorie: non appiccicosi e appiccicosi. Gli ingredienti non appiccicosi sono facili da liofilizzare con essiccatori di semplice progettazione e producono polveri finali a flusso libero. Esempi di materiali non viscosi includono uova in polvere, latte in polvere, maltodestrine in soluzione, gomme e proteine. Nel caso di alimenti appiccicosi, si riscontrano problemi di liofilizzazione nelle normali condizioni di liofilizzazione. Gli alimenti appiccicosi tendono ad aderire alle pareti dell'essiccatore o a diventare inutilizzabili nelle camere di essiccazione e nei sistemi di trasporto, con conseguenti problemi operativi e basse rese di prodotto. Gli alimenti contenenti zucchero e acidi ne sono tipici esempi.

L'appiccicosità è un fenomeno che si verifica durante l'essiccazione di alimenti ricchi di zuccheri e acidi, spesso sottoposti a nebulizzazione. L'appiccicosità della polvere è una proprietà di adesione coesiva. Può essere spiegata in termini di adesione particella-particella (coesione) e adesione particella-parete (adesione). La forza con cui le particelle di polvere si legano è dovuta alle loro proprietà interne, note come coesione, che formano grumi nel letto di polvere. Pertanto, la forza necessaria per rompere gli agglomerati di polvere deve essere maggiore della forza di coesione. L'adesione è una proprietà interfacciale, ovvero la tendenza delle particelle di polvere ad aderire alle pareti dell'apparecchiatura di essiccazione a spruzzo. La coesione e l'adesione sono parametri chiave nella progettazione dell'essiccazione e delle relative condizioni. La composizione superficiale delle particelle di polvere è la principale responsabile del problema dell'adesione. Le tendenze di coesione e adesione dei materiali superficiali delle particelle di polvere sono diverse. Poiché l'essiccazione richiede un grande trasferimento di soluto sulla superficie delle particelle, si tratta di un processo di massa. Le due caratteristiche viscose (coesione e adesione) possono coesistere negli alimenti ricchi di zucchero essiccati a spruzzo. L'adesione tra le particelle è dovuta alla formazione di ponti liquidi fissi, ponti liquidi mobili, interblocco meccanico tra le molecole e gravità elettrostatica e ponti solidi. Le particelle di polvere aderiscono principalmente alle pareti della camera di essiccazione a causa della perdita di materiale durante l'essiccazione a spruzzo di alimenti ricchi di zucchero e acidi. Le sostanze in polvere, se trattenute più a lungo sulle pareti, subiscono una perdita di materiale durante l'essiccazione.

Cause di adesione:

Recupero di polveri da essiccazione a spruzzo di zuccheri e alimenti ricchi di acidi. Utilizzando la tecnologia di essiccazione a spruzzo, gli zuccheri a basso peso molecolare (glucosio, fruttosio) e gli acidi organici (citrico, malico, tartarico) rappresentano una sfida notevole. L'elevato assorbimento d'acqua, la termoplasticità e la bassa temperatura di transizione vetrosa (Tg) di queste piccole molecole contribuiscono al problema dell'appiccicosità. A temperature di essiccazione a spruzzo superiori a 20 °C di Tg, questi ingredienti formano per lo più particelle morbide su superfici appiccicose, causando l'adesione della polvere e la formazione di una struttura pastosa anziché di una polvere. L'elevata mobilità molecolare di tali molecole è dovuta alla loro bassa temperatura di transizione vetrosa (Tg), che porta a problemi di appiccicosità alle temperature comunemente utilizzate negli essiccatori a spruzzo. La temperatura di transizione vetrosa è la caratteristica principale della temperatura di transizione di fase amorfa. L'evento di transizione vetrosa si verifica quando uno zucchero solido e duro, in forma amorfa, si trasforma in una fase liquida morbida ed elastica. Il vetro solido ha una bassa energia superficiale e non aderisce a superfici solide a bassa energia. Come risultato della transizione dallo stato vetroso allo stato gommoso (o liquido), la superficie del materiale può sollevarsi e possono iniziare le interazioni molecolari e tra superficie solida e materiale. In un'operazione di essiccazione degli alimenti, il prodotto si trova allo stato liquido o legato e, a causa della rimozione del plastificante (acqua), il prodotto alimentare liquido/legato passa allo stato vetroso. Il materiale alimentare rimarrà viscoso ad alta energia se il prodotto alimentare non subisce una transizione da un'elevata temperatura di essiccazione a una variazione della temperatura di vetrificazione. Se questo prodotto alimentare è a contatto con una superficie solida ad alta energia, vi aderirà.

Controllo della viscosità:

Esistono diversi approcci, basati sulla scienza dei materiali e sui processi, per ridurre la viscosità. I ​​metodi basati sulla scienza dei materiali includono materiali ad alto peso molecolare e additivi essiccanti liquidi per innalzare la temperatura oltre la transizione vetrosa, mentre i metodi basati sui processi includono il trattamento di pareti, fondi, ecc. di camere meccaniche.