اسپری درایر شیر خشک چیست ؟ و چه کاربردی دارد؟

نحوه بدست آوردن پودر شیر با استفاده از اسپری خشک کن

 
خشک کردن با اسپری درایر فرآیند بدست آوردن مواد پودری از مایعات مختلف است. این تکنیک شامل خشک کردن سریع ذرات مایع معلق با گاز داغ است. این فرآیند برای مواد حساس به حرارت مناسب است. بنابراین، هنگامی که صحبت از محصولات غذایی به میان می آید، این روش برای تبدیل برخی از آنها به شکل پودری خود بسیار مفید است. برخی از محصولات صنعتی را می توان به دلیل داشتن اندازه ذرات یکنواخت با اسپری خشک کرد. هوا در شرایط عادی به عنوان محیط گرمایشی استفاده می شود، اما برای محصولات قابل اشتعال و حساس به اکسیژن، باید نیتروژن را جایگزین آن کنیم.
اسپری خشک کن مخصوص شیرخشک
فرآورده های لبنی از تکنیک خشک کردن اسپری تا حجم بالا استفاده کرده اند. با ایده های پیشرفته، مردم نیاز به کاهش وزن مواد غذایی مختلف و سایر محصولات را نیز احساس کردند. این امر حمل و جابجایی این محصولات را آسان می کند. خشک کردن با اسپری روش اصلی تولید شیرخشک است. برای گرفتن پودر، شیر مایع را به کنسانتره یا سوسپانسیون شیر تبدیل می کنند. این کنسانتره وقتی با اسپری هوای گرم خشک می شود، پس از تبخیر و سرد شدن، شیرخشک باقی می ماند.
 

روش اسپری خشک کردن شیرخشک

 
این فرآیند با تنظیم شیر در دستگاه اتمیزه کننده اسپری خشک کن شروع می شود. هوای اتمسفر کشیده می شود و از طریق یک فیلتر به بخاری هوا و سپس به تهویه هوا می رسد. این هوای گرم به قطرات اتمیزه شده در دستگاه برخورد کرده و باعث تبخیر آنها می شود. هوای گرم اکنون خنک می شود. بخش عمده ای از این نتایج خشک شده به پایین می لغزد و وارد سیستم انتقال و خنک کننده می شود. هوا از سیکلون ها عبور می کند تا ذرات ریز به دام افتاده جدا شوند. این ذرات به دنبال ذرات دیگر در سیستم خنک کننده هستند. ذرات در سیستم پنوماتیک جمع آوری شده و برای جداسازی از سیکلون عبور می کنند. در نهایت هوا از طریق اگزوز خارج می شود و پودر حاصل می شود.
اصل کار اسپری خشک کن برای شیرخشک
تولید شیر خشک با اسپری خشک کن از اصل اتمیزه شدن کنسانتره مایع پیروی می کند. کنسانتره شیر در یک محفظه بزرگ اتمیزه می شود. هنگامی که کنسانتره از هوای گرم عبور می کند، قطرات شیر ​​با تبخیر سرد می شوند و هرگز با دمای هوا مطابقت ندارند. حال اگر آب باقی مانده در محفظه خشک کن را تبخیر کنیم، پودر ریز با رطوبت حدود 5 تا 6 درصد باقی می ماند. هنگامی که پودر آب بیشتری از دست می دهد، پودر شیر با رطوبت 2 تا 4 درصد به دست می آید.
 
 
خشک کردن با اسپری از ویکیپدیا، دانشنامه آزاد
 
خشک کردن اسپری روشی برای تغییر پودر خشک از مایع یا دوغاب با خشک کردن سریع با گاز داغ است. این روش ترجیحی برای خشک کردن بسیاری از مواد حساس به حرارت مانند غذاها و داروها، [1]
یا موادی است که ممکن است به اندازه ذرات بسیار سازگار و ریز نیاز داشته باشند. هوا محیط خشک کن گرم شده است. با این حال، اگر مایع یک حلال قابل اشتعال مانند اتانول باشد یا محصول حساس به اکسیژن باشد، از نیتروژن استفاده می شود.[2]
همه اسپری خشک کن ها از نوعی دستگاه اتمایزر یا نازل اسپری برای پخش مایع یا دوغاب در یک اسپری قطره کنترل شده استفاده می کنند. رایج ترین آنها دیسک دوار و نازل های چرخشی فشار قوی تک سیال هستند. چرخ های اتمایزر به عنوان توزیع اندازه ذرات وسیع تری شناخته شده اند، اما هر دو روش امکان توزیع ثابت اندازه ذرات را فراهم می کنند.[3]
روش دیگر، برای برخی از کاربردها از نازل های دو مایع یا اولتراسونیک استفاده می شود. بسته به نیاز فرآیند، اندازه قطرات از 10 تا 500 میکرومتر را می توان با انتخاب های مناسب به دست آورد. رایج ترین کاربردها در محدوده قطر 100 تا 200 میکرومتر است. پودر خشک اغلب آزاد است.[4]
رایج ترین نوع اسپری خشک کن ها تک اثر نامیده می شوند. یک منبع هوای خشک کننده در بالای محفظه وجود دارد (شماره 4 در نمودار را ببینید). در بیشتر موارد هوا در همان جهت مایع پاشیده شده (هم جریان) دمیده می شود. پودر ریز تولید می شود، اما می تواند جریان ضعیفی داشته باشد و گرد و غبار زیادی تولید کند. برای غلبه بر گرد و غبار و جریان ضعیف پودر، نسل جدیدی از اسپری خشک کن ها به نام اسپری خشک کن های چند اثره تولید شده است. به جای خشک کردن مایع در یک مرحله، خشک کردن از طریق دو مرحله انجام می شود: مرحله اول در بالا (طبق اثر تکی) و دوم با یک بستر استاتیک یکپارچه در پایین محفظه. بستر یک محیط مرطوب را فراهم می کند که باعث می شود ذرات کوچکتر جمع شوند و اندازه ذرات یکنواخت تری تولید می کنند که معمولاً در محدوده 100 تا 300 میکرومتر است. این پودرها به دلیل اندازه ذرات بزرگتر جریان آزاد دارند.
پودرهای ریز تولید شده توسط مرحله اول خشک کردن را می توان در جریان مداوم یا در بالای محفظه (در اطراف مایع پاشیده شده) یا در پایین، در داخل بستر سیال یکپارچه بازیافت کرد. خشک کردن پودر را می توان بر روی یک بستر سیال ارتعاشی خارجی نهایی کرد.
گاز خشک کن داغ را می توان به عنوان یک جریان همزمان، در جهتی مشابه با اتمایزر مایع پاشیده شده، یا جریان مخالف، جایی که هوای گرم بر خلاف جریان اتمی ساز جریان می یابد، عبور داد. با جریان همزمان، ذرات زمان کمتری را در سیستم و جداکننده ذرات (معمولاً یک دستگاه سیکلون) صرف می کنند. با جریان مخالف، ذرات زمان بیشتری را در سیستم می گذرانند و معمولاً با یک سیستم بستر سیال جفت می شوند. جریان همزمان به طور کلی به سیستم اجازه می دهد تا کارایی بیشتری داشته باشد.
جایگزین های اسپری خشک کن ها عبارتند از:[5]
 
  • فریز خشک کن: یک فرآیند دسته ای گران تر برای محصولاتی که در خشک کردن اسپری تخریب می شوند. محصول خشک جریان آزاد ندارد.
  • درام خشک کن: یک فرآیند پیوسته کم هزینه برای محصولات کم ارزش. به جای پودر با جریان آزاد، تکه‌های پوسته ایجاد می‌کند.
  • خشک کن پالس احتراق: یک فرآیند پیوسته کم هزینه که می تواند ویسکوزیته و بارگیری جامدات بالاتری را نسبت به خشک کن اسپری انجام دهد و گاهی اوقات پودری با کیفیت خشک انجمادی تولید می کند که جریان آزاد دارد.
فهرست
  1.  اسپری خشک کن
  2.  میکرو کپسوله
  3.  کاربرد خشک کردن با اسپری
  4.  کتابشناسی

 

 

 اسپری خشک کن

خشک کن اسپری یک جریان مایع را می گیرد و املاح یا سوسپانسیون را به عنوان جامد و حلال را به بخار جدا می کند. جامد معمولاً در یک درام یا سیکلون جمع آوری می شود. جریان ورودی مایع از طریق یک نازل به یک جریان بخار داغ اسپری شده و تبخیر می شود. زمانی که رطوبت به سرعت قطرات را ترک می کند، جامدات تشکیل می شوند. معمولاً از یک نازل برای کوچک کردن قطرات تا حد امکان استفاده می شود که انتقال حرارت و سرعت تبخیر آب را به حداکثر می رساند. اندازه قطرات بسته به نازل می تواند از 20 تا 180 میکرومتر متغیر باشد.[4] دو نوع اصلی نازل وجود دارد: نازل تک سیال فشار قوی (50 تا 300 بار) و نازل دو سیال: یک سیال مایعی است که باید خشک شود و دومی گاز فشرده (معمولاً هوا در فشار 1 تا 7 بار). اسپری خشک کن ها در مقایسه با سایر روش های خشک کردن می توانند محصول را خیلی سریع خشک کنند. آنها همچنین یک محلول (یا دوغاب) را در یک مرحله به پودر خشک تبدیل می کنند که این فرآیند را ساده می کند و حاشیه سود را بهبود می بخشد. در تولید دارو، خشک کردن اسپری برای تولید پراکندگی های جامد آمورف، با پراکندگی یکنواخت مواد فعال دارویی در یک ماتریس پلیمری استفاده می شود. این حالت ترکیبات فعال (دارو) را در وضعیت انرژی بالاتری قرار می دهد که به نوبه خود انتشار ادویه های دارویی را در بدن بیمار تسهیل می کند.

میکرو کپسوله سازی
خشک کردن اسپری اغلب به عنوان یک روش کپسوله سازی توسط صنایع غذایی و سایر صنایع استفاده می شود. ماده ای که باید محصور شود (بار) و یک حامل آمفی پاتیک (معمولاً نوعی نشاسته اصلاح شده) به عنوان یک سوسپانسیون در آب (دوغاب) همگن می شوند. سپس دوغاب به یک خشک کن اسپری، معمولاً برجی که تا دمای بالاتر از نقطه جوش آب گرم می شود، وارد می شود.
با ورود دوغاب به برج، اتمیزه می شود. تا حدی به دلیل کشش سطحی بالای آب و تا حدی به دلیل برهمکنش های آبگریز/آب دوست بین حامل آمفی پاتیک، آب و بار، دوغاب اتمیزه شده میسل ها را تشکیل می دهد. اندازه کوچک قطرات (به طور متوسط ​​100 میکرومتر قطر) باعث ایجاد سطح نسبتاً بزرگی می شود که به سرعت خشک می شود. با خشک شدن آب، حامل پوسته سخت شده ای را در اطراف بار تشکیل می دهد.[7]
کاهش بار معمولاً تابعی از وزن مولکولی است. به این معنا که مولکول های سبک تر تمایل دارند در دمای پردازش در مقادیر بیشتری بجوشند. از نظر صنعتی با پاشش در برج های بلندتر تلفات به حداقل می رسد. با ادامه فرآیند، حجم بیشتری از هوا دارای میانگین رطوبت کمتری است. بر اساس اصل اسمز، آب به دلیل تفاوت در فوگاسیته در فازهای بخار و مایع ترغیب می شود تا از میسل ها خارج شده و وارد هوا شود. بنابراین، در صورت استفاده از برج های بزرگتر، می توان همان درصد آب را در دماهای پایین تر از ذرات خشک کرد. روش دیگر، دوغاب را می توان در خلاء جزئی اسپری کرد. از آنجایی که نقطه جوش یک حلال دمایی است که در آن فشار بخار حلال برابر با فشار محیط است، کاهش فشار در برج باعث کاهش نقطه جوش حلال می شود.
کاربرد روش کپسولاسیون خشک کردن با اسپری برای تهیه پودرهای "آب زدایی" از موادی است که هیچ آبی برای آبگیری ندارند. برای مثال، مخلوط‌های نوشیدنی فوری، خشک‌کننده‌های اسپری از مواد شیمیایی مختلف هستند که نوشیدنی را تشکیل می‌دهند. این تکنیک زمانی برای حذف آب از محصولات غذایی استفاده می شد. یک مثال تهیه شیر کم آب است. از آنجایی که شیر محصور نشده بود و خشک کردن با اسپری باعث تخریب حرارتی می شود، آبگیری شیر و فرآیندهای مشابه با سایر تکنیک های آبگیری جایگزین شده است. شیرخشک های بدون چربی هنوز به طور گسترده با استفاده از فناوری خشک کردن اسپری تولید می شوند، معمولاً در غلظت جامدات بالا برای حداکثر بازده خشک کردن. تخریب حرارتی محصولات را می توان با استفاده از دمای عملیاتی پایین تر و اندازه محفظه بزرگتر برای افزایش زمان اقامت غلبه کرد.[8]
تحقیقات اخیر اکنون نشان می‌دهد که استفاده از تکنیک‌های خشک‌کردن با پاشش ممکن است یک روش جایگزین برای کریستالیزه کردن پودرهای آمورف در طول فرآیند خشک‌کردن باشد، زیرا اثرات دما بر روی پودرهای آمورف ممکن است بسته به زمان‌های ماندگاری خشک کردن قابل توجه باشد.[9][10]
 
برنامه های کاربردی خشک کردن
غذا: پودر شیر، قهوه، چای، تخم مرغ، غلات، ادویه جات، طعم دهنده ها، خون، [11] نشاسته و مشتقات نشاسته، ویتامین ها، آنزیم ها، استویا، مواد مغذی، رنگ ها، خوراک دام و غیره.
داروسازی: آنتی بیوتیک ها، مواد دارویی، [12] [13] افزودنی ها
صنعتی: رنگدانه های رنگ، مواد سرامیکی، تکیه گاه های کاتالیزور، ریزجلبک ها
 
کتابشناسی - فهرست کتب
چارلز اونولاتا (2005). غذاهای کپسوله شده و پودری. مطبوعات CRC. پ. 268. شابک 978-0-8247-5327-6.
بیشتر خواندن
کی، R.B.، (1992). Drying of Loose and Particulate Materials 1st ed., Taylor & Francis, ISBN 0-89116-878-8
ارزیابی تغذیه ای از پردازش مواد غذایی ویرایش دوم (1975)، رابرت اس. هریس، دکترا. و اندل کارماس Ph.D. (ویرایش‌ها)
Cook، E.M، و DuMont، H.D. (1991) Process Drying Practice, McGraw-Hill, Inc., ISBN 0-07-012462-0
لینک های خارجی
انیمیشن مفهوم استاندارد خشک کردن اسپری
کاغذ آموزش خشک کردن 
طراحی و ساخت انواع فلیکر درام | راکتور | انواع اسپری درایر

شرکت ایده ناب فرایند  در راستای خلق ارزش و پایداری برای مشتریان، شرکا،سهامداران و کلیه ذینفعان از طریق ارائه انواع خدمات طراحی، مهندسی و نظارت و تامین احتیاجات اساسی این صنعت ایفای نقش مینماید. شرکت ایده ناب فرایند پارس، سیستم مدریت یکپارچه را به صورت نظام مند و هدف گرا اجرایی نموده و همواره آن را مورد باز نگری در جهت ارتقاء سازمان قرار میدهد. شرکت ایده ناب فرایند پارس خود را متعهد به بهبود مستمر نظام کیفی و افزایش بهره وری در کلیه بخشها میداند و نیز پیشگیری از پیامد های خطر ساز و تهدید امیز که سازمان را به مخاطره بیاندازد میداند،