Püskürtmeli kurutucuda viskoziteye ne sebep olur... Nasıl kontrol edilir
Özet:
Sprey kurutma yöntemiyle üretilen gıdalar iki kategoriye ayrılır: yapışmayan ve viskoz. Yapışmayan malzemelerin sprey kurutulması kolaydır, kurutucu tasarımı basittir ve son toz akışı serbesttir. Yapışmayan malzemelere örnek olarak yumurta tozu, süt tozu, çözeltiler ve diğer maltodekstrin, sakız ve proteinler verilebilir. Yapışkan gıdalarda ise normal sprey kurutma koşullarında kurutma problemi yaşanır. Yapışkan gıdalar genellikle kurutucunun duvarına yapışır veya kurutma odalarında ve taşıma sistemlerinde kullanılamaz hale gelir, bu da düşük işletme sorunlarına ve ürün verimine yol açar. Şeker ve asitli gıdalar tipik örneklerdir.
Viskozite, glikolik asit bakımından zengin gıda maddelerinin kurutma işleminde karşılaşılan bir olgudur. Toz viskozitesi, bir tür kohezyon-yapışma performansıdır. Parçacıklar arası viskoziteyi (kohezyon) ve parçacık-duvar viskozitesini (yapışma) açıklayabilir. Toz parçacıklarıyla olan bağ kuvvetinin ölçüsü, kohezyon adı verilen içsel özelliklerinden kaynaklanır ve toz yatağında kütleler oluşturur. Bu nedenle, toz topaklarını kırmak için gereken kuvvet, kohezyondan daha büyük olmalıdır. Yapışma, bir arayüz performansıdır ve toz parçacıkları, püskürtmeli kurutma ekipmanının eğilimine yapışır. Kohezyon ve yapışma, kurutma ve kurutma koşullarının tasarımı için anahtar parametrelerdir. Toz parçacıklarının yüzey bileşimi, viskoziteden esas olarak sorumludur. Toz parçacık yüzey malzemelerinin kohezyon ve yapışma eğilimleri farklıdır. Kurutma, büyük miktarda çözünen maddenin parçacık yüzeyine aktarılmasını gerektirdiğinden, hacimseldir. Şeker bakımından zengin gıda maddelerinin püskürtmeli kurutulmasında iki viskozite özelliği (kohezyon ve yapışma) bir arada bulunabilir. Parçacıklar arasındaki viskozite, sabit sıvı köprülerinin, hareketli sıvı köprülerinin, moleküller arasındaki mekanik zincirlerin ve elektrostatik çekim ve katı köprülerin oluşumundan kaynaklanır. Kurutma odasında toz parçacıklarının duvara yapışmasının temel nedeni, şeker ve asit bakımından zengin gıdaların püskürtmeli kurutulmasında malzeme kaybıdır. Toz daha uzun süre bekletildiğinde, duvara yapışarak kurur.
Bu, yapışkanlığa yol açar.
SSprey kurutma teknolojisi, yüksek oranda gıda kurutma tozu geri dönüşümü için kullanılmaktadır. Düşük molekül ağırlıklı şekerler (glikoz, fruktoz) ve organik asitler (sitrik asit, malik asit, tartarik asit) oldukça zorlayıcıdır. Yüksek su emme, termoplastiklik ve düşük vitrifikasyon geçiş sıcaklığı (Tg) gibi küçük moleküler maddeler viskozite sorunlarına katkıda bulunur. Sprey kurutma sıcaklığı Tg20'den yüksektir.°C. Bu bileşenlerin çoğu, viskoz yüzeyde yumuşak parçacıklar oluşturarak toz viskozitesine neden olur ve sonunda toz yerine macun yapısı oluşturur. Bu molekülün yüksek moleküler hareketliliği, düşük camlaşma geçiş sıcaklığından (Tg) kaynaklanır ve bu da genellikle yüksek sıcaklıklarda kullanılan püskürtmeli kurutucularda viskozite sorunlarına yol açar. Camlaşma geçiş sıcaklığı ve amorf faz geçiş sıcaklığının temel özellikleri şunlardır: Sert bir katı olan amorf şekerde meydana gelen camlaşma geçişi olayı, yumuşak kauçuk sıvı fazına dönüşüme uğrar. Yüzey enerjisi ve katı cam, düşük yüzey enerjisine sahiptir ve düşük enerjili katı yüzeylere yapışmaz. Camdan kauçuğa (veya sıvıya) geçiş durumundan dolayı, malzemenin yüzeyi yükseltilebilir ve molekül ile katı yüzey arasındaki etkileşim başlayabilir. Gıda kurutma işlemlerinde, ürün sıvı veya yapışkan haldedir ve plastikleştirici madde (su) uzaklaştıran sıvı/yapışkan gıda camlaşır. Gıda hammaddeleri, camlaşma sıcaklığından daha yüksek bir kurutma sıcaklığından değiştirilmezse, ürün yüksek enerjili viskozitesini koruyacaktır. Bu tür yiyecekler yüksek enerjili katı bir yüzeye temas ederse, ona yapışır veya tutunur.
Viskozitenin kontrolü
Viskoziteyi azaltmak için birçok malzeme bilimi ve proses tabanlı yöntem bulunmaktadır. Malzeme biliminin temel yöntemleri arasında, vitrifikasyon dönüşümünün dışındaki sıcaklığı artırmak için yüksek molekül ağırlıklı sıvı kurutucu katkı maddeleri içeren malzemeler yer alırken, proses tabanlı yöntemler arasında mekanik odanın duvarları ve tabanları yer almaktadır.
Yayın tarihi: 22 Şubat 2024