L'essiccazione a spruzzo è caratterizzata da un rapido trasferimento di calore, una rapida evaporazione dell'acqua e un tempo di essiccazione istantaneo. Inoltre, il prodotto presenta una buona qualità, una consistenza croccante e una buona solubilità, che possono migliorare la velocità di dissoluzione di alcune preparazioni ed è adatto per farmaci termosensibili. L'essiccazione a spruzzo può inoltre essere utilizzata per la preparazione di microcapsule. È il metodo ampiamente utilizzato per l'essiccazione dei coloranti.
Un metodo di essiccazione per rimuovere l'umidità mediante atomizzazione dei coloranti. Adatto all'essiccazione di vari coloranti. Può essiccare polvere di colorante fine, polvere ultrafine, polvere priva di polvere e granuli cavi.
In base al metodo di atomizzazione del colorante, si possono distinguere tre categorie:
(1) Atomizzazione del flusso d'aria, utilizzando aria compressa o vapore acqueo per atomizzare il materiale liquido;
(2) Atomizzazione a pressione, utilizzando una pompa ad alta pressione per spingere il materiale liquido fuori dall'ugello ad alta velocità, formando una nebbia;
(3) L'atomizzazione rotativa prevede l'aggiunta del liquido di processo a un disco rotante ad alta velocità (7000~20000 giri/min) nell'atomizzatore per espellere rapidamente il liquido e atomizzarlo. Il terzo metodo offre buoni risultati, tempi di lavorazione rapidi, elevata produttività ed è preferito dall'industria dei coloranti. I suoi svantaggi sono l'elevato investimento in attrezzature e l'elevato consumo energetico.
Il principio dell'essiccazione a spruzzo è quello di disperdere i materiali da essiccare in particelle fini come la nebbia tramite azione meccanica (aumento della superficie di evaporazione dell'acqua, accelerazione del processo di essiccazione), contatto con aria calda, rimozione della maggior parte dell'acqua in un istante e essiccazione dei materiali solidi nei materiali in polvere.
Vantaggi e svantaggi dell'essiccazione a spruzzo Vantaggi dell'essiccazione a spruzzo:
1. Il processo di essiccazione è molto rapido;
2. Può essere essiccato direttamente in polvere;
3. Facile modifica delle condizioni di essiccazione e adeguamento degli standard qualitativi del prodotto;
4. A causa dell'evaporazione istantanea, i requisiti di selezione dei materiali delle apparecchiature non sono rigorosi;
5. La stanza di essiccazione ha una certa pressione negativa, garantendo condizioni igieniche durante la produzione, evitando che la polvere voli nell'officina e migliorando la purezza del prodotto;
6. Elevata efficienza produttiva con pochi operatori.
Svantaggi dell'essiccazione a spruzzo:
1. L'attrezzatura è relativamente complessa, copre un'area vasta e richiede un investimento una tantum elevato;
2. Il prezzo degli atomizzatori e dei dispositivi di recupero della polvere è relativamente alto;
3. Richiede una grande quantità di aria, aumentando il consumo di energia elettrica del ventilatore e la capacità del dispositivo di recupero;
4. Bassa efficienza termica ed elevato consumo di calore.
Requisiti dell'essiccazione a spruzzo sulle attrezzature:
1. Le parti a contatto con il prodotto devono essere facili da pulire e sterilizzare;
2. Devono essere adottate misure per impedire che la polvere di coke generi correnti parassite e controcorrenti nell'aria calda;
3. Impedire all'aria di trasportare impurità nel prodotto;
4. Dotato di dispositivi di indicazione e registrazione della temperatura e della pressione per un facile controllo del funzionamento della produzione;
5. Un dispositivo di recupero della polvere con elevato tasso di recupero;
6. La polvere deve essere scaricata rapidamente e raffreddata per migliorare la solubilità e la solubilità istantanea;
7. La temperatura all'interno della stanza di essiccazione e la temperatura di scarico non devono superare i 100 ℃ per garantire sicurezza e qualità;
8. Durante la nebulizzazione, le gocce di latte concentrato sono a contatto uniforme con l'aria calda per migliorare l'efficienza termica;
9. Ridurre al minimo possibile l'adesione delle sostanze viscose alle pareti.
La classificazione delle apparecchiature di essiccazione a spruzzo è effettuata in base al metodo di granulazione:
1) Metodo di essiccazione a spruzzo a pressione:
① Principio: utilizzando una pompa ad alta pressione, il materiale viene condensato in 10-200 particelle nebulizzate attraverso un atomizzatore (pistola a spruzzo) a una pressione di 70-200 atmosfere, che entra direttamente in contatto con l'aria calda per lo scambio di calore e completa l'essiccazione in breve tempo.
2. Dispositivo di granulazione a spruzzo a pressione: tipo M e tipo S, con una scanalatura di guida che può ruotare il flusso del liquido. L'asse della scanalatura di guida di tipo M è perpendicolare all'asse dell'ugello e non lo interseca; l'asse della scanalatura di guida a forma di S forma una certa angolazione rispetto all'orizzontale. Lo scopo è quello di aumentare la turbolenza della soluzione durante lo spruzzo.
2) Metodo di essiccazione centrifuga a spruzzo:
① Principio: Un disco rotante ad alta velocità in direzione orizzontale viene utilizzato per applicare la forza centrifuga alla soluzione, facendola espellere ad alta velocità, formando una pellicola sottile, un filo sottile o una goccia liquida. A causa dell'attrito, dell'ostruzione e della lacerazione dell'aria, l'accelerazione tangenziale generata dalla rotazione del disco e l'accelerazione radiale generata dalla forza centrifuga determinano una velocità combinata che si muove sul disco, con una traiettoria a spirale. Dopo che il liquido viene espulso dal disco al di sopra di questa linea a spirale, si disperde in goccioline molto piccole, che si muovono lungo la direzione tangenziale del disco a una velocità media e, allo stesso tempo, cadono sotto la forza gravitazionale del centro della Terra, a causa delle diverse dimensioni delle particelle spruzzate. Pertanto, anche le loro distanze di volo sono diverse e le particelle che cadono a distanze diverse formano un cilindro simmetrico rispetto all'asse di rotazione.
② Requisiti per ottenere goccioline più uniformi:
a. Ridurre le vibrazioni durante la rotazione del disco
b. La quantità di liquido che entra nel disco rimane costante per unità di tempo
c. La superficie del disco è piana e liscia. d. La velocità circolare del disco non dovrebbe essere troppo bassa, rmin = 60 m/s. Se l'emulsione (100-160 m/s) è inferiore a 60 m/s, le gocce di spruzzo sono irregolari. La distanza di spruzzo sembra essere composta principalmente da un gruppo di gocce e da un gruppo di goccioline fini che affondano vicino al disco, e diminuisce con l'aumentare della velocità di rotazione.
3. Struttura dello spray centrifugo: requisiti: perimetro di bagnatura lungo, elevata velocità di rotazione della soluzione, spruzzo uniforme, struttura solida, leggera, semplice, senza angoli morti, facile da smontare e lavare, elevata produttività. Classificazione in base alla forma della camera di essiccazione e alla direzione del movimento tra l'aria calda e le particelle essiccate nella camera di essiccazione: flusso parallelo, controcorrente, misto. I modelli a flusso simultaneo sono spesso utilizzati nel latte. Il modello a flusso parallelo può essere essiccato utilizzando una temperatura dell'aria in ingresso più elevata senza compromettere la qualità del prodotto.
a. Modello di flusso parallelo orizzontale
b. Discesa verticale e schema di flusso
c. Tipo di flusso misto a discesa verticale.
d. Essiccazione a spruzzo di alimenti che scorrono e salgono verticalmente. Alcuni nutrienti delle piante andranno persi a causa delle alte temperature. Per queste piante, la liofilizzazione è un metodo efficace di concentrazione e conservazione. Tuttavia, alcune piante necessitano di una certa temperatura per rimuovere la tossicità. Per queste piante, la tecnologia di essiccazione a spruzzo è ideale. Prendiamo ad esempio la soia. Il processo di concentrazione richiede una certa temperatura per rimuovere una sostanza chiamata inibitore della tripsina (che ostacola la digestione e la decomposizione delle proteine).
L'essiccazione a spruzzo è spesso l'ultima fase del processo di produzione, che consiste nel trasformare le sostanze da liquide a polveri attraverso un processo continuo di spruzzatura, miscelazione ed essiccazione. Tra le numerose tecnologie di conservazione degli alimenti, l'essiccazione a spruzzo offre vantaggi unici. Poiché la temperatura utilizzata in questa tecnologia non è molto elevata, può preservare efficacemente il sapore, il colore e le proprietà nutritive degli alimenti, rimuovendo al contempo la contaminazione microbica. L'essiccazione a spruzzo viene solitamente utilizzata per rimuovere l'acqua dalle materie prime. Inoltre, ha vari altri usi, come la modifica delle dimensioni, della forma o della densità delle sostanze. Può facilitare l'aggiunta di altri ingredienti durante il processo di produzione, contribuendo a ottenere prodotti con i più rigorosi standard di qualità. Funzionamento del metodo di essiccazione a spruzzo Prima dell'essiccazione a spruzzo, i semi di soia devono essere lavati e sbucciati e gli ingredienti non proteici come i grassi devono essere ridotti, in modo da concentrare gli ingredienti più nutrienti nella soia. Dopo tale concentrazione, i semi di soia possono essere essiccati a spruzzo.
Il processo vero e proprio di essiccazione a spruzzo può essere suddiviso in diverse fasi:
Innanzitutto, il prodotto liquido viene immesso nell'atomizzatore, dove una ruota rotante ad alta velocità atomizza il liquido, trasformando il prodotto in uno stato di particelle miste solido-liquido.
Nella seconda fase, le particelle atomizzate vengono indirizzate in una camera di essiccazione con temperatura e flusso d'aria controllabili, dove l'aria calda evapora il liquido presente nelle particelle. Affinché il prodotto finale soddisfi gli standard, il tempo di contatto delle particelle con l'aria calda deve essere adeguato per mantenere un certo livello di umidità nel prodotto in polvere; allo stesso tempo, anche le condizioni della camera di essiccazione devono essere ben controllate, poiché le dimensioni del volume della camera di essiccazione e le condizioni del flusso d'aria possono influenzare le proprietà nutrizionali del prodotto.
Il terzo e ultimo passaggio dell'intero programma consiste nel raccogliere la polvere nel flusso d'aria in un contenitore attraverso un separatore, in modo che il prodotto finale possa essere confezionato o miscelato con altri componenti.
Caratteristiche:Rapida velocità di essiccazione. Dopo la nebulizzazione centrifuga, la superficie del liquido di alimentazione aumenta notevolmente. Nel flusso d'aria ad alta temperatura, il 95%-98% dell'acqua può evaporare istantaneamente e il tempo di essiccazione è di soli pochi secondi. L'essiccazione a spruzzo a flusso parallelo può far fluire le goccioline nella stessa direzione dell'aria calda. Sebbene la temperatura dell'aria calda sia elevata, l'aria calda entra nella stanza di essiccazione e viene immediatamente a contatto con le goccioline di nebulizzazione, con conseguente brusco calo della temperatura interna, mentre la temperatura di bulbo umido dei materiali rimane sostanzialmente invariata, rendendolo adatto anche all'essiccazione di materiali termosensibili.
Data di pubblicazione: 26 aprile 2023