स्प्रे ड्रायर में सुखाने के दौरान चिपचिपाहट का कारण क्या है... इसे कैसे नियंत्रित करें?

स्प्रे ड्रायर में सुखाने के दौरान चिपचिपाहट का कारण क्या है... इसे कैसे नियंत्रित करें?

 सारांश:

स्प्रे-ड्राइड खाद्य पदार्थों को दो श्रेणियों में बांटा गया है: गैर-चिपचिपा और चिपचिपा। गैर-चिपचिपे पदार्थों को स्प्रे करके सुखाना आसान होता है, ड्रायर का डिज़ाइन सरल होता है और अंतिम पाउडर आसानी से बहता है। गैर-चिपचिपे पदार्थों के उदाहरणों में अंडा पाउडर, दूध पाउडर, घोल और अन्य माल्टोडेक्सट्रिन, गोंद और प्रोटीन शामिल हैं। चिपचिपे खाद्य पदार्थों के मामले में, सामान्य स्प्रे ड्राइंग स्थितियों में सुखाने में समस्या आती है। चिपचिपा खाद्य पदार्थ आमतौर पर ड्रायर की दीवारों से चिपक जाता है, या सुखाने वाले कक्षों और परिवहन प्रणालियों में बेकार हो जाता है, जिससे परिचालन संबंधी समस्याएं और उत्पाद की पैदावार कम होती है। चीनी और अम्लीय खाद्य पदार्थ इसके विशिष्ट उदाहरण हैं।

ग्लाइकोलिक अम्ल से भरपूर खाद्य पदार्थों को सुखाने की प्रक्रिया में विस्कोसिटी एक घटना है। पाउडर की विस्कोसिटी एक प्रकार का संसंजन-आसंजन प्रदर्शन है। यह कण-कण विस्कोसिटी (संसंजन) और कण-दीवार विस्कोसिटी (आसंजन) को समझा सकता है। पाउडर कणों के साथ बंधन बल का माप इसके आंतरिक गुणों, जिन्हें संसंजन कहा जाता है, के कारण होता है, जिससे पाउडर बेड में द्रव्यमान बनता है। इसलिए, पाउडर के समूह को तोड़ने के लिए आवश्यक बल संसंजन से अधिक होना चाहिए। आसंजन एक इंटरफ़ेस प्रदर्शन है, और पाउडर कण स्प्रे सुखाने के उपकरण की दिशा में चिपकते हैं। संसंजन और आसंजन सुखाने और सुखाने की स्थितियों को डिजाइन करने के लिए प्रमुख पैरामीटर हैं। पाउडर कणों की सतह संरचना मुख्य रूप से विस्कोसिटी के लिए जिम्मेदार होती है। पाउडर कण सतह सामग्री की संसंजन और आसंजन प्रवृत्ति भिन्न होती है। चूंकि सुखाने के लिए बड़ी मात्रा में विलेय को कण की सतह पर स्थानांतरित करने की आवश्यकता होती है, इसलिए यह थोक में होता है। चीनी युक्त खाद्य पदार्थों को स्प्रे-ड्राइंग में दो विस्कोसिटी विशेषताएं (संसंजन और आसंजन) एक साथ मौजूद हो सकती हैं। कणों के बीच श्यानता स्थिर तरल सेतुओं, गतिशील तरल सेतुओं, अणुओं के बीच यांत्रिक श्रृंखलाओं और विद्युतस्थैतिक गुरुत्वाकर्षण तथा ठोस सेतुओं के निर्माण के कारण होती है। सुखाने वाले कक्ष में दीवारों पर पाउडर कणों के चिपकने का मुख्य कारण चीनी और अम्ल-युक्त खाद्य पदार्थों को स्प्रे-ड्राइंग करते समय पदार्थों की हानि है। पाउडर को अधिक समय तक रखने पर वह दीवारों पर सूख जाता है।

इससे चिपचिपापन होता है

Sस्प्रे ड्राइंग तकनीक से खाद्य पदार्थों को सुखाने के लिए इस्तेमाल होने वाले पाउडर का पुनर्चक्रण किया जाता है। कम आणविक भार वाली शर्करा (ग्लूकोज, फ्रक्टोज) और कार्बनिक अम्ल (साइट्रिक अम्ल, मैलिक अम्ल, टार्टरिक अम्ल) के साथ यह एक बड़ी चुनौती है। उच्च जल अवशोषण, ऊष्मारोधीता और कम विट्रीफिकेशन संक्रमण तापमान (Tg) जैसे छोटे आणविक पदार्थों के कारण श्यानता की समस्या उत्पन्न होती है। स्प्रे ड्राइंग का तापमान Tg20 से अधिक होता है।°C. इनमें से अधिकांश घटक चिपचिपी सतह पर नरम कण बनाते हैं, जिससे पाउडर की चिपचिपाहट बढ़ जाती है और अंततः पाउडर के बजाय पेस्ट जैसी संरचना बन जाती है। इस अणु की उच्च आणविक गतिशीलता इसके निम्न विट्रीफिकेशन संक्रमण तापमान (Tg) के कारण होती है, जिससे स्प्रे ड्रायर में चिपचिपाहट की समस्या उत्पन्न होती है, जो आमतौर पर उच्च तापमान पर उपयोग किए जाते हैं। कांच रूपांतरण तापमान और अनाकार अवस्था रूपांतरण तापमान इसकी मुख्य विशेषताएं हैं। कांच संक्रमण की घटना एक कठोर ठोस, अनाकार शर्करा में घटी, जो एक नरम रबर तरल अवस्था में परिवर्तित हो गई। सतह ऊर्जा और ठोस कांच की सतह ऊर्जा कम होती है और वे कम ऊर्जा वाली ठोस सतहों से चिपकते नहीं हैं। कांच से रबर फेरी (या तरल) अवस्था में परिवर्तन के कारण, पदार्थ की सतह ऊपर उठ सकती है और अणु तथा ठोस सतह के बीच परस्पर क्रिया शुरू हो सकती है। खाद्य पदार्थों को सुखाने की प्रक्रिया में, उत्पाद तरल या चिपकने वाली अवस्था में होता है, और प्लास्टिक एजेंट (पानी) को हटाने पर तरल/चिपचिपा खाद्य पदार्थ कांच में परिवर्तित हो जाता है। यदि खाद्य कच्चे माल को उच्च सुखाने के तापमान से कांच के तापमान में परिवर्तित नहीं किया जाता है, तो उत्पाद उच्च ऊर्जा चिपचिपाहट बनाए रखेगा। यदि इस प्रकार के भोजन को किसी उच्च ऊर्जा वाली ठोस सतह के संपर्क में लाया जाए, तो वह उससे चिपक जाएगा।

श्यानता को नियंत्रित करना 

श्यानता को कम करने के लिए पदार्थ विज्ञान और प्रक्रिया-आधारित कई विधियाँ हैं। पदार्थ विज्ञान की मूलभूत विधियों में उच्च आणविक भार वाले तरल सुखाने वाले योजकों का उपयोग करके विट्रीफिकेशन रूपांतरण के बाहर तापमान बढ़ाना शामिल है, जबकि प्रक्रिया-आधारित विधियों में यांत्रिक कक्ष की दीवारों और तलों का उपयोग करना शामिल है।