在許多食品及中草藥中均含有較多多糖類物質。多糖及其衍生物的噴霧幹燥比較容易,用常規的食品(或藥品)類物料的幹燥方法即可進行。但單糖及有粘性的低分子糖則比較難噴霧幹燥,易發生熱熔性粘壁。
如含有多糖的藥材黃芪、當歸等,其浸膏粉具有熱熔性,在一定的溫度(熔點溫度)下熔融而發粘,粘附在熱壁上。今天小編就對噴霧幹燥中熱熔性粘壁現象產生的原因及解決方法進行分析。
01、什麽是熱熔性粘壁
粘壁的類型分為三種,分別為半濕物料粘壁、熱熔性粘壁、幹粉表麵粘附。其中,粉末顆粒在一定溫度下熔融發粘,粘附在幹燥器熱壁上而產生的粘壁成為熱熔性粘壁。
熱熔性粘壁是最常見也是最難解決的粘壁類型。粘性物料具有較低的玻璃化轉變溫度(Tg)和較強的吸濕性,對直接幹燥過程中的幹燥條件非常敏感,幾攝氏度變化就會使其變成類似糖漿狀態的粘稠液體,在幹燥器內壁上產生不可控的團聚現象,導致產品的得率大大降低。
02、熱熔性粘壁的原因
熱熔性粘壁的根本原因為粘性物料具有較低的玻璃化轉變溫度(Tg)和較強的吸濕性。在噴霧幹燥過程中,幹燥室內的溫度或幹燥塔壁的溫度高於物料玻璃化轉變溫度,使物料複熔,造成粘壁。
03、熱熔性粘壁的解決途徑
一、物料方麵
1選擇合適物料
選用高玻璃化轉變溫度的物料,常見的幾種糖類Tg值參考下表:
幾種糖類的Tg值比較

2 改變物料形態
在無法改變物料本身性質時,可采用微膠囊包埋等方法改變物料形態。如不能兼容的蛋白質-糖溶液體係,為防止蛋白質優先遷移至空氣-富糖類料液的界麵,可將蛋白進行包埋。
3 添加助幹劑
通過添加輔料提高物料熔點或者軟化點,使之在幹燥溫度下無軟化現象,從而解決粘壁問題。通常在濃縮液中加入糊精、澱粉。
不同DE值麥芽糊精的Tg值比較

二、設備方麵
1 改良幹燥塔結構
①適當加大塔壁直徑,使半幹物料碰不到壁麵就向下掉落,避免與高溫的塔壁接觸。但塔徑不宜過大,否則不僅增加設備材料費和設備占地麵積,還會降低熱風在塔內的運行速度,影響幹燥質量。
②現已有專門針對低熔點中藥製劑的噴霧幹燥塔,塔底錐口,即霧滴完成幹燥的位置,加裝冷空氣入口,通過製冷設備將空氣除濕製冷後送入塔內將物料迅速冷卻,其難點在於空氣分布和冷熱風的風速、風量控製。
2 合理選擇霧化器
對於高粘度、難以霧化的物料,王開潤在研究中藥桔梗浸膏噴霧幹燥時,主張采用三流體式噴嘴代替二流體式噴嘴。
3 正確安裝霧化器
如果噴霧塔中隻安裝一個噴嘴,則噴嘴的軸線要安裝在塔的中心線上,即二者重合;如果需要安裝多個噴嘴,則各噴嘴霧矩間不能重疊,通過調節噴射角度使霧滴不要直接噴射到對麵的壁上。
4 降低塔壁溫度
采用冷風夾套對塔內壁進行冷卻降溫,保持低壁溫,防止半幹物料碰到塔壁而出現粘壁。
三、操作方麵
1 控製塔內溫度
通過控製進風溫度,降低塔內溫度,限製塔內高溫分布區域,除瞬間幹燥區域外,其餘區域的溫度不超過物料的熔點或軟化點。
通過控製進風溫度,降低塔內溫度,限製塔內高溫分布區域,除瞬間幹燥區域外,其餘區域的溫度不超過物料的熔點或軟化點。
2 適當縮小霧滴直徑
物料噴霧直徑變小可以加快蒸發的速度,縮短幹燥的時間,進而避免物料粘壁。
物料噴霧直徑變小可以加快蒸發的速度,縮短幹燥的時間,進而避免物料粘壁。
參考文獻
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來源:麻将网站食品研發創新服務中心,圖片來源:創客貼會員。
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