Purškiamas džiovintuvas džiovina originalioje būsenoje, dėl ko susidaro lipnūs paviršiai… Kaip kontroliuoti

Purškiamas džiovintuvas džiovina originalioje būsenoje, dėl ko susidaro lipnūs paviršiai… Kaip kontroliuoti

Purškiamu būdu džiovinti maisto produktai skirstomi į dvi kategorijas: nelipnius ir lipnius. Nelipnius ingredientus lengva džiovinti purškiant naudojant paprastas džiovyklių konstrukcijas ir laisvai tekančius galutinius miltelius. Neklampių medžiagų pavyzdžiai: kiaušinių milteliai, pieno milteliai, maltodekstrinų tirpalas, dervos ir baltymai. Lipnių maisto produktų atveju kyla džiovinimo problemų įprastomis purškiamojo džiovinimo sąlygomis. Lipnūs maisto produktai paprastai prilimpa prie džiovyklos sienelių arba tampa nebenaudingais džiovinimo kamerose ir transportavimo sistemose, dėl kurių kyla eksploatavimo problemų ir mažas produkto išeiga. Tipiški pavyzdžiai yra cukraus ir rūgščių turintys maisto produktai.

Lipnumas yra reiškinys, su kuriuo susiduriama džiovinant dažnai purškiamas cukraus ir rūgščių turinčias maisto medžiagas. Miltelių lipnumas yra kohezinė sukibimo savybė. Jį galima paaiškinti dalelių sukibimu (kohesija) ir dalelių su sienele (sukibimu). Jėgos, kuria miltelių dalelės jungiasi, matas priklauso nuo jų vidinių savybių, vadinamų kohesija, dėl kurių miltelių sluoksnyje susidaro gumulai. Todėl jėga, reikalinga miltelių aglomeratams pralaužti, turėtų būti didesnė už kohezinę jėgą. Sukibimas yra tarpfazinė savybė – miltelių dalelių polinkis prilipti prie purškiamojo džiovinimo įrangos sienelių. Kohesija ir sukibimas yra pagrindiniai džiovinimo ir džiovinimo sąlygų projektavimo parametrai. Miltelių dalelių paviršiaus sudėtis daugiausia lemia sukibimo problemą. Miltelių dalelių paviršiaus medžiagų kohesija ir sukibimo tendencijos yra skirtingos. Kadangi džiovinant reikia didelio kiekio ištirpusių medžiagų perdavimo į dalelių paviršių, jos yra birios. Dvi klampios savybės (kohesija ir sukibimas) gali egzistuoti kartu purškiamuoju būdu džiovintose cukraus turinčiose maisto medžiagose. Dalelių sukibimas yra sanglauda – tai fiksuotų skystųjų tiltelių, judančių skystųjų tiltelių susidarymas, mechaninis molekulių susijungimas ir elektrostatinė gravitacija bei kietieji tilteliai. Miltelių dalelės prilimpa prie džiovinimo kameros sienelės daugiausia dėl medžiagos nuostolių purškiant džiovinant cukrų ir rūgščių turinčius maisto produktus. Miltelių pavidalo medžiagos, ilgiau išlaikant jas sienelėje, praranda džiovinimo nuostolius.

Lipimo priežastys:

Purškiamo cukraus ir rūgščių turinčio maisto džiovinimo miltelių išgavimas. Naudojant purškiamojo džiovinimo technologiją, mažos molekulinės masės cukrų (gliukozės, fruktozės) ir organinių rūgščių (citrinų, obuolių, vyno) išgavimas yra labai sudėtingas. Didelė vandens absorbcija, termoplastiškumas ir žema stiklėjimo temperatūra (Tg) – šios mažos molekulės prisideda prie lipnumo problemos. Purškiamo džiovinimo temperatūroje, aukštesnėje nei 20 °C Tg, šios sudedamosios dalys dažniausiai sudaro minkštas daleles ant lipnių paviršių, todėl milteliai sulimpa ir sudaro pastos, o ne miltelių pavidalo struktūrą. Didelį tokių molekulių judrumą lemia žemesnė jų stiklėjimo temperatūra (Tg), kuri sukelia lipnumo problemas purškiamuosiuose džiovintuvuose paprastai naudojamoje temperatūroje. Stiklėjimo temperatūra yra pagrindinė amorfinės fazinio virsmo temperatūros charakteristika. Stiklėjimo įvykis įvyksta, kai kieta kieta medžiaga, amorfinis cukrus, virsta minkšta, gumos pavidalo, skysta faze. Paviršiaus energija – kietas stiklas turi mažą paviršiaus energiją ir neprilimpa prie mažos energijos kietų paviršių. Dėl perėjimo iš stiklinės būsenos į gumos (arba skystos) būseną, medžiagos paviršius gali pakilti ir gali prasidėti molekulių ir kietų medžiagų paviršiaus sąveika. Džiovinant maistą, produktas yra skystos arba surištos būsenos, ir dėl plastifikatoriaus (vandens) pašalinimo skystas/surištas maisto produktas tampa stikline būsena. Maisto medžiaga išliks didelės energijos klampa, jei maisto produktas nepasikeis iš aukštos džiovinimo temperatūros į stiklėjimo temperatūros pokytį. Jei šis maisto produktas liečiasi su kietu paviršiumi su didele energija, jis prie jo prilips.

Klampumo kontrolė:

Yra daug medžiagų mokslo ir procesų pagrindu sukurtų klampumo mažinimo metodų. Medžiagų mokslo metodai apima didelės molekulinės masės medžiagų skystų džiovinimo priedus, skirtus temperatūrai pakelti virš stiklėjimo temperatūros, o procesais pagrįsti metodai apima mechaninių kamerų sienelių, dugno ir kt. naudojimą.