อะไรทำให้ความหนืดในการอบแห้งด้วยเครื่องพ่นละออง… วิธีการควบคุม

อะไรทำให้ความหนืดในการอบแห้งด้วยเครื่องพ่นละออง… วิธีการควบคุม

 สรุป:

อาหารแห้งแบบพ่นแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ อาหารไม่เหนียวเหนอะหนะและอาหารหนืด ส่วนผสมที่ไม่เหนียวเหนอะหนะนั้นสามารถพ่นให้แห้งได้ง่าย มีการออกแบบให้แห้งง่าย และผงสุดท้ายจะไหลออกมาอย่างอิสระ ตัวอย่างของวัสดุที่ไม่ติด ได้แก่ ไข่ผง นมผง สารละลาย และมอลโตเดกซ์ทรินอื่นๆ หมากฝรั่ง และโปรตีน ในกรณีของอาหารเหนียวเหนอะหนะ จะมีปัญหาในการทำให้แห้งภายใต้สภาวะการพ่นให้แห้งแบบปกติ อาหารเหนียวเหนอะหนะมักจะติดอยู่กับผนังของเครื่องอบ หรือกลายเป็นอาหารเหนียวไร้ประโยชน์ในห้องอบและระบบขนส่ง โดยมีปัญหาในการทำงานและผลผลิตต่ำ อาหารที่มีน้ำตาลและกรดเป็นตัวอย่างทั่วไป

ความหนืดเป็นปรากฏการณ์ที่พบในกระบวนการอบแห้งวัตถุดิบอาหารที่มีกรดไกลโคลิกในปริมาณมาก ความหนืดของผงเป็นลักษณะการยึดเกาะแบบหนึ่ง ซึ่งสามารถอธิบายความหนืดของอนุภาคต่ออนุภาค (การยึดเกาะ) และความหนืดของผนังอนุภาค (การยึดเกาะ) ได้ การวัดแรงยึดเกาะกับอนุภาคผงเกิดจากลักษณะภายในที่เรียกว่าการยึดเกาะ ซึ่งสร้างมวลในชั้นผง ดังนั้น แรงที่ต้องใช้ในการทำลายกลุ่มผงจึงควรมากกว่าแรงยึดเกาะ การยึดเกาะเป็นประสิทธิภาพของอินเทอร์เฟซ และอนุภาคผงจะยึดเกาะตามแนวโน้มของอุปกรณ์การอบแห้งแบบพ่นฝอย การยึดเกาะและการยึดเกาะเป็นพารามิเตอร์สำคัญสำหรับการออกแบบสภาวะการอบแห้งและการทำให้แห้ง องค์ประกอบพื้นผิวของอนุภาคผงเป็นสาเหตุหลักของความหนืด แนวโน้มการยึดเกาะและการยึดเกาะของวัสดุพื้นผิวอนุภาคผงนั้นแตกต่างกัน เนื่องจากการอบแห้งต้องใช้สารละลายจำนวนมากเพื่อถ่ายโอนไปยังพื้นผิวของอนุภาค จึงทำให้มีปริมาณมาก ลักษณะของความหนืดสองประการ (การยึดเกาะและการยึดติด) สามารถอยู่ร่วมกันได้ในวัสดุอาหารที่มีน้ำตาลสูงที่ผ่านการทำให้แห้งด้วยการพ่น ความหนืดระหว่างอนุภาคคือการสร้างสะพานของเหลวคงที่ สะพานของเหลวที่เคลื่อนที่ โซ่กลระหว่างโมเลกุล และแรงโน้มถ่วงไฟฟ้าสถิตย์และสะพานของแข็ง เหตุผลหลักในการยึดเกาะของอนุภาคผงผนังในห้องอบแห้งคือการสูญเสียวัสดุในน้ำตาลที่ผ่านการทำให้แห้งด้วยการพ่นและอาหารที่มีกรดสูง เมื่อเก็บผงไว้เป็นเวลานาน ผงจะแห้งบนผนัง

มันทำให้เกิดความหนืด

Sเทคโนโลยีการรีไซเคิลผงแห้งอาหารที่มีปริมาณน้ำตาลสูงแบบพ่นฝอย น้ำตาลที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ (กลูโคส ฟรุกโตส) และกรดอินทรีย์ (กรดซิตริก กรดมาลิก กรดทาร์ทาริก) เป็นสิ่งที่ท้าทายมาก สารที่มีโมเลกุลขนาดเล็ก เช่น การดูดซึมน้ำสูง เทอร์โมพลาสติก และอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะเป็นแก้วต่ำ (Tg) ก่อให้เกิดปัญหาความหนืด อุณหภูมิการพ่นฝอยสูงกว่า Tg20°C. ส่วนประกอบส่วนใหญ่เหล่านี้สร้างอนุภาคอ่อนบนพื้นผิวหนืด ทำให้เกิดความหนืดของผง และในที่สุดก็สร้างโครงสร้างแบบเพสต์แทนที่จะเป็นผง ความคล่องตัวของโมเลกุลสูงนี้เกิดจากอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะเป็นแก้ว (Tg) ต่ำ ซึ่งนำไปสู่ปัญหาความหนืดในเครื่องอบแห้งแบบพ่น ซึ่งโดยทั่วไปนิยมใช้ที่อุณหภูมิ ลักษณะสำคัญของอุณหภูมิการแปลงแก้วและอุณหภูมิการแปลงเฟสอะมอร์ฟัส เหตุการณ์การเปลี่ยนสถานะแก้วเกิดขึ้นในของแข็งแข็ง น้ำตาลอะมอร์ฟัส ซึ่งผ่านการแปลงเป็นเฟสของเหลวยางอ่อน พลังงานพื้นผิวและแก้วแข็งมีพลังงานพื้นผิวต่ำ และไม่ยึดติดกับพื้นผิวแข็งพลังงานต่ำ เนื่องจากสถานะของแก้วที่เปลี่ยนไปเป็นยาง (หรือของเหลว) พื้นผิวของวัสดุจึงสามารถยกขึ้นได้ และปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลและพื้นผิวแข็งสามารถเริ่มต้นได้ ในการดำเนินการอบแห้งอาหาร ผลิตภัณฑ์จะอยู่ในสถานะของเหลวหรือกาว และอาหารที่เป็นของเหลว/กาวที่ขจัดสารพลาสติก (น้ำ) จะกลายเป็นแก้ว หากวัตถุดิบอาหารไม่เปลี่ยนจากอุณหภูมิการอบแห้งที่สูงกว่าอุณหภูมิแก้ว ผลิตภัณฑ์จะคงความหนืดพลังงานสูงไว้ หากอาหารประเภทนี้สัมผัสกับพื้นผิวแข็งที่มีพลังงานสูง อาหารจะเกาะติดหรือยึดติดกับพื้นผิวแข็งนั้น

การควบคุมความหนืด 

มีวัสดุศาสตร์และวิธีการตามกระบวนการมากมายในการลดความหนืด วิธีการพื้นฐานของวัสดุศาสตร์ได้แก่ วัสดุที่มีสารเติมแต่งที่ทำให้ของเหลวแห้งที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงเพื่อเพิ่มอุณหภูมิภายนอกการแปลงเป็นแก้ว และวิธีการตามกระบวนการได้แก่ ผนังและก้นของห้องกล