ما الذي يسبب اللزوجة في مجفف الرش… وكيفية التحكم بها

ما الذي يسبب اللزوجة في مجفف الرش… وكيفية التحكم بها

 ملخص:

يُصنف الطعام المجفف بالرش إلى فئتين: غير لاصق ولزج. تتميز المواد غير اللاصقة بسهولة تجفيفها بالرش، وتصميمها البسيط، وتدفق المسحوق النهائي بسلاسة. من أمثلة المواد غير اللاصقة مسحوق البيض، ومسحوق الحليب، والمحاليل، ومالتوديكسترينات أخرى، والصمغ، والبروتين. في حالة الطعام اللزج، تُواجه مشكلة في التجفيف في ظروف التجفيف بالرش العادية. عادةً ما يلتصق الطعام اللزج بجدار المجفف، أو يُصبح عديم الفائدة في غرف التجفيف وأنظمة النقل، مع انخفاض مشاكل التشغيل وقلة إنتاجية المنتج. ومن الأمثلة الشائعة على ذلك الأطعمة السكرية والحمضية.

اللزوجة هي ظاهرة تحدث في عملية تجفيف المواد الغذائية الغنية بحمض الجليكوليك. لزوجة المسحوق هي نوع من أداء الالتصاق التماسكي. يمكن أن تفسر لزوجة الجسيمات - الجسيمات (التماسك) ولزوجة الجسيمات - الجدار (الالتصاق). يرجع قياس قوة الارتباط بجسيمات المسحوق إلى خصائصها الداخلية التي تسمى التماسك، وتشكيل كتل في فراش المسحوق. لذلك، يجب أن تكون القوة التي تحتاج إلى اختراق تكتل المسحوق أكبر من التماسك. الالتصاق هو أداء واجهة، وجسيمات المسحوق تلتصق باتجاه معدات التجفيف بالرش. التماسك والالتصاق هما المعلمتان الرئيسيتان لتصميم ظروف التجفيف والتجفيف. التركيب السطحي لجسيمات المسحوق مسؤول بشكل أساسي عن اللزوجة. يختلف ميل التماسك والالتصاق لمواد سطح جسيمات المسحوق. نظرًا لأن التجفيف يتطلب نقل كمية كبيرة من المذاب إلى سطح الجسيم، فإنه يكون بكميات كبيرة. يمكن أن تتواجد خاصيتان للزوجة (التماسك والالتصاق) في تجفيف المواد الغذائية الغنية بالسكر بالرش. اللزوجة بين الجزيئات هي تكوين جسور سائلة ثابتة، وجسور سائلة متحركة، وسلاسل ميكانيكية بين الجزيئات، وجسور الجاذبية الكهروستاتيكية والمواد الصلبة. السبب الرئيسي لالتصاق جزيئات مسحوق الجدار في حجرة التجفيف هو فقدان المواد في تجفيف السكر بالرش والأطعمة الغنية بالأحماض. عند حفظ المسحوق لفترة أطول، يجف على الجدار.

يؤدي إلى اللزوجة

Sتقنية إعادة تدوير مسحوق تجفيف الطعام الغني بالبروتينات (Pray-rich) باستخدام تقنية التجفيف بالرش. تُعدّ السكريات منخفضة الوزن الجزيئي (الجلوكوز، الفركتوز) والأحماض العضوية (حمض الستريك، حمض الماليك، حمض الطرطريك) صعبة للغاية. تُساهم المواد الجزيئية الصغيرة، مثل امتصاص الماء العالي، واللدائن الحرارية، وانخفاض درجة حرارة انتقال التزجيج (Tg)، في مشاكل اللزوجة. درجة حرارة التجفيف بالرش أعلى من Tg20.°ج. تُشكّل معظم هذه المكونات جزيئات ناعمة على السطح اللزج، مما يُسبب لزوجة المسحوق، ويؤدي في النهاية إلى تكوين بنية عجينة بدلاً من المسحوق. يعود ارتفاع الحركة الجزيئية لهذا الجزيء إلى انخفاض درجة حرارة انتقاله التزجيجي (Tg)، مما يُسبب مشاكل في اللزوجة في مجففات الرش الشائعة عادةً عند درجات الحرارة العالية. الخصائص الرئيسية لدرجة حرارة تحويل الزجاج ودرجة حرارة تحويل الطور غير المتبلور. حدث التحول الزجاجي في مادة صلبة صلبة، سكر غير متبلور، تحول إلى طور سائل مطاطي ناعم. طاقة السطح والزجاج الصلب منخفضة، ولا يلتصقان بالأسطح الصلبة منخفضة الطاقة. بسبب حالة الزجاج إلى مطاط (أو سائل)، يمكن رفع سطح المادة، ويبدأ التفاعل بين الجزيء والسطح الصلب. في عمليات تجفيف الطعام، يكون المنتج في حالة سائلة أو لاصقة، ويصبح الطعام السائل/اللاصق الذي يزيل عامل البلاستيك (الماء) زجاجًا. إذا لم تتغير درجة حرارة المواد الخام الغذائية من درجة حرارة تجفيف عالية إلى درجة حرارة زجاجية، فسيحافظ المنتج على لزوجة طاقة عالية. إذا تم لمس هذا النوع من الطعام بسطح صلب عالي الطاقة، فإنه سوف يلتصق به.

التحكم في اللزوجة 

هناك العديد من الطرق المعتمدة على علم المواد والعمليات لتقليل اللزوجة. تشمل الطرق الأساسية في علم المواد موادًا تحتوي على إضافات تجفيف سائلة عالية الوزن الجزيئي لزيادة درجة الحرارة خارج عملية التزجيج، بينما تشمل الطرق المعتمدة على العمليات جدران وقواعد الغرفة الميكانيكية.