Розпилювальне сушіння характеризується швидкою теплопередачею, швидким випаровуванням води та миттєвим часом висихання. Крім того, продукт має гарну якість, хрустку текстуру та добру розчинність, що може покращити швидкість розчинення деяких препаратів та підходить для термочутливих ліків. Крім того, розпилювальне сушіння також може бути використане для приготування мікрокапсул. Це широко використовуваний метод сушіння барвника.
Метод сушіння для видалення вологи шляхом розпилення барвників. Підходить для сушіння різних барвників. Він може сушити дрібний порошок барвника, наддрібний порошок, порошок без пилу та порожнисті гранули.
За методом розпилення барвника його можна розділити на три категорії:
(1) Розпилення повітряним потоком, використовуючи стиснене повітря або водяну пару для розпилення рідкого матеріалу;
(2) Розпилення під тиском, використовуючи насос високого тиску для видавлювання рідкого матеріалу з сопла з високою швидкістю, утворюючи туман;
(3) Ротаційне розпилення передбачає додавання рідкого матеріалу до високошвидкісного обертового диска (7000~20000 об/хв) у розпилювачі для швидкого викиду рідкого матеріалу та його розпилення. Третій метод має хороші результати, короткий час, високу продуктивність праці та є популярним у барвничій промисловості. Його недоліками є високі інвестиції в обладнання та високе енергоспоживання.
Принцип розпилювального сушіння полягає в диспергуванні матеріалів, що підлягають сушці, на дрібні частинки, подібні до туману, шляхом механічної дії (збільшення площі випаровування води, прискорення процесу сушіння), контакту з гарячим повітрям, миттєвого видалення більшої частини води та висушування твердих матеріалів у порошку.
Переваги та недоліки розпилювального сушіння Переваги розпилювального сушіння:
1. Процес сушіння відбувається дуже швидко;
2. Його можна безпосередньо висушити в порошок;
3. Легко змінювати умови сушіння та коригувати стандарти якості продукції;
4. Через миттєве випаровування вимоги до вибору матеріалів обладнання не є суворими;
5. У сушильній кімнаті створюється певний негативний тиск, що забезпечує гігієнічні умови під час виробництва, запобігає розльоту пилу в цеху та покращує чистоту продукції;
6. Висока ефективність виробництва з невеликою кількістю операторів.
Недоліки розпилювального сушіння:
1. Обладнання є відносно складним, охоплює велику площу та вимагає великих одноразових інвестицій;
2. Ціна на атомайзери та пристрої для збору порошку є відносно високою;
3. Потрібна велика кількість повітря, що збільшує споживання електроенергії повітродувкою та потужність рекупераційного пристрою;
4. Низька теплова ефективність та високе теплоспоживання.
Вимоги до обладнання для розпилювального сушіння:
1. Деталі, що контактують з продуктом, повинні легко очищатися та стерилізуватися;
2. Слід вжити заходів для запобігання утворенню вихрових струмів та протитечій коксовим порошком у гарячому повітрі;
3. Запобігайте потраплянню домішок у продукт через повітря;
4. Оснащений пристроями індикації та реєстрації температури та тиску для легкого контролю виробничого процесу;
5. Пристрій для уловлювання пилу з високим коефіцієнтом уловлювання;
6. Порошок слід швидко вивантажити та охолодити для покращення розчинності та миттєвої розчинності;
7. Температура всередині сушильної камери та температура вихлопних газів не повинні перевищувати 100 ℃ для забезпечення безпеки та якості;
8. Під час розпилення концентровані краплі молока рівномірно контактують з гарячим повітрям для покращення теплової ефективності;
9. Максимально мінімізуйте прилипання до стінок для в'язких речовин.
Класифікація обладнання для розпилювальної сушіння класифікується за методом грануляції:
1) Метод сушіння розпиленням під тиском:
① Принцип: За допомогою насоса високого тиску матеріал конденсується у 10-200 туманоподібних частинок за допомогою розпилювача (розпилювача) під тиском 70-200 атмосфер, який безпосередньо контактує з гарячим повітрям для теплообміну та завершує висихання за короткий час.
② Пристрій для грануляції під тиском розпилення: M-типу та S-типу, з напрямною канавкою, яка може обертати потік рідини. Вісь напрямної канавки M-типу перпендикулярна до осі сопла і не перетинається з нею; вісь S-подібної напрямної канавки розташована під певним кутом до горизонту. Мета полягає в тому, щоб спробувати збільшити турбулентність розчину під час розпилення.
2) Метод відцентрового розпилювального сушіння:
① Принцип: Диск, що обертається на великій швидкості в горизонтальному напрямку, використовується для застосування відцентрової сили до розчину, що призводить до його викидання з високою швидкістю, утворюючи тонку плівку, тонкий дріт або краплю рідини. Через тертя, перешкоди та розрив повітря, тангенціальне прискорення, що виникає внаслідок обертання диска, та радіальне прискорення, що виникає внаслідок відцентрової сили, призводять до комбінованого руху по диску з траєкторією спіральної форми. Після того, як рідина викидається з диска вище цієї спіральної лінії, вона розсіюється на дуже дрібні краплі, які рухаються вздовж тангенціального напрямку диска із середньою швидкістю, і водночас краплі падають під дією сили тяжіння центру Землі через різні розміри розпилених частинок. Тому їхня дальність польоту також різна, і частинки, що падають на різні відстані, утворюють циліндр, симетричний відносно осі обертання.
② Вимоги для отримання більш рівномірних крапель:
a. Зменшення вібрації під час обертання диска
b. Кількість рідини, що надходить на диск, залишається постійною за одиницю часу
c. Поверхня диска рівна та гладка. d. Кругова швидкість диска не повинна бути занадто малою, rmin=60 м/с. Якщо емульсія (100-160 м/с) менша за 60 м/с, краплі розпилення нерівномірні. Відстань розпилення, здається, складається переважно з групи крапель та групи дрібних крапель, що опускаються поблизу диска, та зменшується зі збільшенням швидкості обертання.
③ Структура відцентрового розпилення: вимоги: довгий периметр змочування, висока швидкість обертання розчину, рівномірний розпил, міцна, легка, проста структура, відсутність мертвих кутів, легке розбирання та миття, висока продуктивність. Класифікують за формою сушильної камери залежно від напрямку руху між гарячим повітрям та висушеними частинками в сушильній камері: паралельний потік, зустрічний потік, змішаний потік. Схеми паралельного потоку часто використовуються в молоці. Схему паралельного потоку можна сушити з використанням вищої температури вхідного повітря, не впливаючи на якість продукту.
a. Горизонтальна паралельна схема потоку
b. Вертикальний спуск та схема потоку
c. Вертикальний спуск зі змішаним потоком.
г. Розпилювальне сушіння вертикально висхідних та текучих продуктів. Деякі поживні речовини рослин втрачаються через високу температуру. Для цих рослин сублімаційне сушіння є ефективним методом концентрації та збереження. Однак деяким рослинам потрібна певна температура для видалення токсичності. Для цих рослин технологія розпилювального сушіння ідеально підходить. Візьмемо, наприклад, сою. Процес концентрування вимагає певної температури для видалення речовини, яка називається інгібіторами трипсину (яка перешкоджатиме травленню та розкладанню білка).
Розпилювальне сушіння часто є останнім кроком у виробничому процесі, який полягає у перетворенні речовин з рідкого стану на порошок шляхом безперервного розпилення, змішування та сушіння. Серед багатьох технологій зберігання харчових продуктів розпилювальне сушіння має свої унікальні переваги. Оскільки температура, що використовується в цій технології, не дуже висока, вона може ефективно зберігати смак, колір та поживну цінність їжі, одночасно видаляючи мікробне забруднення. Розпилювальне сушіння зазвичай використовується для видалення води із сировини. Крім того, воно має різні інші способи застосування, такі як зміна розміру, форми або щільності речовин. Воно може допомогти у додаванні інших інгредієнтів під час виробничого процесу, допомагаючи виробляти продукцію з найсуворішими стандартами якості. Принцип дії методу розпилювального сушіння Перед розпилювальним сушінням соєві боби необхідно промити та очистити від шкірки, а також зменшити кількість небілкових інгредієнтів, таких як жир, щоб сконцентрувати найбільш поживні інгредієнти в сої. Після такої концентрації сою можна сушити розпиленням.
Сам процес розпилювального сушіння можна розділити на кілька етапів:
Спочатку рідкий продукт подається в розпилювач, де високошвидкісне обертове колесо розпилює рідину, перетворюючи продукт на твердий рідкий змішаний стан частинок.
На другому етапі розпилені частинки спрямовуються до сушильної камери з контрольованою температурою та потоком повітря, і гаряче повітря випаровує рідину в частинках. Щоб кінцевий продукт відповідав стандартам, час контакту частинок з гарячим повітрям має бути відповідним для підтримки певної кількості вологи в порошкоподібному продукті; Водночас, стан у сушильній камері також повинен добре контролюватися, оскільки розмір об'єму сушильної камери та умови потоку повітря можуть впливати на поживність продукту.
Третій і останній крок у всій програмі полягає у зборі порошку в потоці повітря в контейнер через сепаратор, щоб кінцевий продукт можна було упакувати або змішати з іншими компонентами.
Особливості:Висока швидкість сушіння. Після відцентрового розпилення площа поверхні рідини, що подається, значно збільшується. У високотемпературному потоці повітря 95%-98% води може випаруватися миттєво, а час сушіння становить лише кілька секунд. Розпилювальне сушіння з паралельним потоком може змусити краплі рухатися в тому ж напрямку, що й гаряче повітря. Хоча температура гарячого повітря висока, гаряче повітря потрапляє в сушильну камеру та одразу контактує з краплями розпилення, що призводить до різкого зниження температури в приміщенні, тоді як температура вологого термометра матеріалів практично не змінюється, тому воно також підходить для сушіння термочутливих матеріалів.
Час публікації: 26 квітня 2023 р.