Sprühtrocknertrocknung im Original, was zu klebrigen… Wie man kontrolliert

Sprühtrocknertrocknung im Original, was zu klebrigen… Wie man kontrolliert

Sprühgetrocknete Lebensmittel lassen sich in zwei Kategorien einteilen: nicht klebrige und klebrige. Nicht klebrige Zutaten lassen sich mit einfachen Trocknerkonstruktionen und frei fließenden Pulvern leicht sprühtrocknen. Beispiele für nicht viskose Materialien sind Eipulver, Milchpulver, Maltodextrine (z. B. in Form von Lösungen), Gummi und Proteine. Bei klebrigen Lebensmitteln treten unter normalen Sprühtrocknungsbedingungen Trocknungsprobleme auf. Klebrige Lebensmittel haften typischerweise an den Trocknerwänden oder werden in Trockenkammern und Transportsystemen zu unbrauchbaren klebrigen Lebensmitteln, was zu Betriebsproblemen und geringen Produkterträgen führt. Typische Beispiele sind zucker- und säurehaltige Lebensmittel.

Klebrigkeit ist ein Phänomen, das beim Trocknen häufig besprühter zucker- und säurehaltiger Lebensmittel auftritt. Pulverklebrigkeit ist eine kohäsive Adhäsionseigenschaft. Sie lässt sich anhand der Partikel-Partikel-Adhäsion (Kohäsion) und der Partikel-Wand-Adhäsion (Adhäsion) erklären. Die Kraft, mit der die Pulverpartikel binden, beruht auf ihrer inneren Eigenschaft, der Kohäsion, die im Pulverbett Klumpen bildet. Daher sollte die zum Aufbrechen der Pulveragglomerate erforderliche Kraft größer sein als die Kohäsionskraft. Adhäsion ist eine Grenzflächeneigenschaft, also die Tendenz der Pulverpartikel, an den Wänden der Sprühtrocknungsanlage zu haften. Kohäsion und Adhäsion sind Schlüsselparameter bei der Gestaltung der Trocknung und der Trocknungsbedingungen. Die Oberflächenzusammensetzung der Pulverpartikel ist hauptsächlich für das Adhäsionsproblem verantwortlich. Die Kohäsion und Adhäsionstendenzen der Oberflächenmaterialien der Pulverpartikel sind unterschiedlich. Da beim Trocknen ein großer Anteil gelöster Stoffe an die Partikeloberfläche übertragen wird, handelt es sich um Schüttgut. Die beiden viskosen Eigenschaften (Kohäsion und Adhäsion) können in sprühgetrockneten zuckerhaltigen Lebensmitteln nebeneinander bestehen. Adhäsion zwischen Partikeln ist Kohäsion, die Bildung von festen Flüssigkeitsbrücken, beweglichen Flüssigkeitsbrücken, mechanischer Verzahnung zwischen Molekülen sowie elektrostatischer Schwerkraft und festen Brücken. Pulverpartikel haften hauptsächlich aufgrund von Materialverlusten bei der Sprühtrocknung von zucker- und säurehaltigen Lebensmitteln an der Wand der Trockenkammer. Pulverförmige Substanzen verlieren an Trocknungsverlust, wenn sie länger an der Wand verbleiben.

Ursachen für das Festkleben:

Rückgewinnung von Sprühzucker und säurehaltigen Lebensmittelpulver durch Trocknen. Die Verwendung von Sprühtrocknungstechnologie ist eine große Herausforderung bei der Verarbeitung von Zuckern mit niedrigem Molekulargewicht (Glukose, Fruktose) und organischen Säuren (Zitronen-, Äpfel-, Weinsäure). Aufgrund ihrer hohen Wasseraufnahme, Thermoplastizität und niedrigen Glasübergangstemperatur (Tg) tragen diese kleinen Moleküle zum Klebrigkeitsproblem bei. Bei Sprühtrocknungstemperaturen über 20 °C Tg bilden diese Inhaltsstoffe auf klebrigen Oberflächen meist weiche Partikel, wodurch das Pulver kleben bleibt und statt eines Pulvers eine pastenartige Struktur erhält. Die hohe Molekülbeweglichkeit solcher Moleküle ist auf ihre niedrigere Glasübergangstemperatur (Tg) zurückzuführen, die bei den in Sprühtrocknern üblicherweise üblichen Temperaturen zu Klebrigkeitsproblemen führt. Die Glasübergangstemperatur ist das Hauptmerkmal der Übergangstemperatur zur amorphen Phase. Der Glasübergang tritt ein, wenn ein harter, fester, amorpher Zucker eine Umwandlung in eine weiche, gummiartige, flüssige Phase durchläuft. Festes Glas hat eine niedrige Oberflächenenergie und haftet nicht an festen Oberflächen mit niedriger Energie. Durch den Übergang vom glasartigen in den gummiartigen (oder flüssigen) Zustand kann sich die Materialoberfläche anheben, und es können Wechselwirkungen zwischen molekularen und festen Oberflächen entstehen. Bei der Lebensmitteltrocknung befindet sich das Produkt in einem flüssigen oder gebundenen Zustand, und durch die Entfernung des Weichmachers (Wasser) wird das flüssige/gebundene Lebensmittelprodukt glasig. Das Lebensmittelmaterial bleibt hochviskos, wenn es nicht von einer hohen Trocknungstemperatur zur Verglasungstemperatur wechselt. Kommt das Lebensmittelprodukt mit einer festen Oberfläche mit hoher Energie in Kontakt, haftet es daran.

Viskositätskontrolle:

Es gibt eine Reihe materialwissenschaftlicher und prozessbasierter Ansätze zur Viskositätsreduzierung. Zu den materialwissenschaftlichen Methoden gehören hochmolekulare Materialien und flüssige Trocknungsadditive, um die Temperatur über den Glasübergang hinaus zu erhöhen. Prozessbasierte Methoden umfassen Wände, Böden usw. mechanischer Kammern.