Сушильне обладнання

Пов’язані терміни:

  • Сушка розпиленням
  • Мікроорганізми
  • Аерозолі
  • Краплі
  • Розпилення
  • Дезінфекція
  • Сублімаційне сушіння
  • Конденсатори
  • Форсунки

Завантажити у форматі PDF

Про цю сторінку

Обладнання для переробки побічних продуктів з цитрусової шкірки

1.2 Атмосферна стрічкова сушарка для кормів цитрусової шкірки

Сушильне обладнання включає широкий асортимент продукції. Відповідно до тиску для класифікації вони включають атмосферну сушарку та вакуумну сушарку. Відповідно до режиму роботи для класифікації вони включають сушарку безперервної дії та періодичну сушарку. Атмосферна двопоясова сушарка - одна з таких сушарок.

Атмосферна стрічкова сушарка здійснює теплообмін конвекцією. Пояс, що несе шкірку цитрусових, переміщують у сушильну кімнату для завершення висихання шкірки цитрусових через контакт з гарячим повітрям. Атмосферна стрічкова сушарка складається з сушильної камери, конвеєра, вентиляторів, обігрівачів, ліфтів та розвантажувальної машини. Стрічка зазвичай включає полотняний конвеєр, сталеву стрічку та сталеву сітчасту стрічку.

На рис. 9.3 представлений тип атмосферної стрічкової сушарки. Вся сушарка поділена на дві зони сушіння та зону охолодження. Перша зона сушіння поділяється на передню та задню температурні зони. Після висихання шкірки цитрусових у першій та другій зонах сушіння її переносять у передню частину другого пояса з торцевої частини першого поясу. Під час процесу перенесення матеріали перевертаються, а потім пропускаються через зону охолодження до остаточного розряду.

обладнання

Малюнок 9.3. Принципова схема подвійної стрічкової сушарки.

(1) Ролик для вивантаження матеріалу та валик для подрібнення матеріалу; (2) матеріальне ліжко; (3) дистриб'ютор; (4) перший ремінь; (5) вентилятор; (6) другий ремінь.

Переваги такої сушарки такі: (1) матеріали цитрусової шкірки переносяться між стрічками та перевертаються для збільшення площі випаровування та поліпшення проникності та рівномірності висихання; та (2) швидкістю руху різних конвеєрів можна керувати незалежно, так само, як швидкістю потоку гарячого повітря, температурою та вологістю в декількох зонах сушіння, що корисно для оптимізації процесу сушіння матеріалу.

Наногідрогелі альгінату для інкапсуляції харчових інгредієнтів

Ilja Gasan Osojnik ČrnivecNataša Poklar Ulrih, у біополімерних наноструктурах для інкапсуляції харчових продуктів, 2019

4.4 Сушіння нанорозпилювачем

Звичайне обладнання для розпилювальної сушки дозволяє готувати частинки в діапазоні 5 мм – 10 мкм, де застосовувані методи розпилення забезпечують відносно великий діаметр крапель і широку дисперсність розмірів. Порівняно нещодавно розроблений п'єзоелектричний вібраційний сітчастий пульверизатор (Arpagaus, 2012) дозволяє отримувати наночастинки в межах × 100 нм в лабораторії. Тут краплі розпорошуються ультразвуком через сітку при діапазоні розмірів нижче мікронного діаметра вікна сітки і висушуються при м’яких умовах в середовищі одночасного ламінарного потоку середньої швидкості (Arpagaus, Collenberg, Rütti, Assadpour, & Jafari, 2018). Послідовно сухі частинки збирають у електростатичному колекторі частинок, де досягається високий рівень утримання продукту, досягаючи виходу понад 90% (Blasi, Schoubben, Giovagnoli, Rossi, & Ricci, 2010).

Розчинні висушені розпиленням наночастинки альгінату можуть бути отримані (рис. 5 та таблиця 6), щоб отримати стабільні порошкоподібні склади для посилення емульгуючих та in situ желюючих властивостей альгінату, продовження стабільності, поліпшення дисперсності та спрощення обробки та дозування різних біоактивних сполук (Blasi et al., 2010; De Cicco, Porta, Sansone, Aquino, & Del Gaudio, 2014; Oliveira et al., 2013).

Рис.5. Морфологія та розподіл частинок за розмірами на мікрофотографічних вставках порошків альгінату натрію (C01: кальгінат = 0,1 мас.%; C05: кальгінат = 0,5 мас.%; M4: 4,0 мкм меш, M55: 5,5 мкм меш, M7: 7,0 мкм меш), як підготовлений на біотехнічному факультеті Університету Любляни (неопубліковані дані) за допомогою нанорозпилювача Büchi B90 (Ti = 80 ° C, До ≈ 40 ° C, повітря = 133 л/хв, Пара = 45 мбар, подача = 0,25 мл /хв). Для всіх матеріалів було досягнуто виходу від 70 до 80%. Вимірювання проводили за допомогою скануючого електронного мікроскопа FEI Quanta 250 (напруга прискорення 10–15 кВ, розмір плями 1,5–2,0),

Робоча відстань 10 мм) та програмний пакет FIJI (Schindelin et al., 2012) для біологічного аналізу зображень.

Таблиця 6. Умови експлуатації (дм - розмір отвору сітки, Ti - температура на вході, qgas - потік висихаючого газу) та отримані властивості матеріалу (дп - діаметр частинок, Vζ - дзета-потенціал) для останніх застосувань при нанорозпилювальній сушці альгінатів (кальг - концентрація альгінату у розчині)

Біоактивний компонент Матриця носія: зріст (% мас./Мас.) Дм (мкм) Ti (° C) qгаз (л/хв) дп (нм) Vζ (мВ) ДжерелоВітамін В12Ефірна оліяГліцерил бегенатОлеїнова кислота
Альгінат Na (4 ср)0,14,0, 5,5, 7,080133370, 390, 1210 Неопубліковані дані
Альгінат Na (20 cp)390, 480, 780
Альгінат Na (50 cp)0,134,0, 7,0110100Від 760 до 5500 Бласі та ін. (2010)
Альгінат Na (54 кДа)0,14,0, 7,0120130> 1000 Е Олівейра, Гімарайнш, Керізе, Тунуссі та Почо (2013)
Альгінат (54 кДа)/камедь кешью (110 кДа) (1: 3–3: 1)0,2, 0,5, 1,0-170580223–399 Вт - від 36 до - 30 де Олівейра та ін. (2013)
Альгінат0,45.5100120300- 86 Ван та співавт. (2016)
Альгінат250–280- від 85 до - 80

E, DLS вимірювання набряклих частинок альгінату в етанолі, W, DLS вимірювання частково розчинених частинок в деіонізованій воді.

Використання нано-розпилювальної сушки для харчових продуктів має великий потенціал завдяки простоті в обігу та підготовці матеріалу; однак лише кілька таких досліджень в даний час повідомляється в літературі (табл. 6). Залежно від необхідного розміру частинок, вказані концентрації альгінату для сушіння нанорозпилювачем складають від 0,1 до 1% (мас./Мас.) І викликають засмічення сітки вище 0,5 або 1% (мас./Мас.), Залежно від діафрагми сітки, в'язкості альгінату та молекулярної молекули вага.

Такі носії забезпечують негайне вивільнення при прийомі всередину (наприклад, для настільного використання) або додавання у воду (наприклад, для використання у харчових продуктах, не пов’язаних з напоями). Крім того, альгінатні наночастинки мають перспективні аспекти для різних застосувань слизових оболонок нутріцевтиків та фармацевтичних інгредієнтів, що забезпечує швидке вивільнення як в шлункових, так і в кишкових станах, досягаючи повного вивільнення гідрофільних компонентів за лічені хвилини (Oliveira et al., 2013).

Поєднання з іншими біополімерами призводить до отримання нанорозпилених сухих порошків для контрольованого пролонгованого вивільнення гідрофобних сполук, таких як ефірні олії, інкапсульовані в альгінат/камедь кешью, де компонент поступово вивільнявся протягом одного або двох днів (Oliveira et al., 2013). Також повідомляється про довгострокову стабільність, наприклад, De Cicco та співавт. (2014) повідомляють про 6-місячне збереження водорозчинних сполук у частинках альгінату/пектину. Крім того, альгінатне покриття твердих наночастинок ліпідів, висушених нанорозпилювачем, а також наноструктурованих ліпідних носіїв призвело до сильного відштовхування частинок, забезпечуючи тим самим чудову колоїдну стабільність (Wang et al., 2016).

Останні процедури розпилювальної сушки дозволяють формувати вподобані альгінатні гелі під час внутрішнього гелеутворення за допомогою розпилювальної сушки, а отримані частинки забезпечують більш поступове вивільнення у воді, необхідну для цілеспрямованої доставки кишечника, порівняно з розчинними частинками альгінату Na. Поперечне зшивання досягається при розпиленні шляхом часового або контрольованого температурою вивільнення гелеутворюючих багатовалентних іонів. Техніка включає суспендування нерозчинного CaCO3 у розчині альгінату Na у поєднанні з додаванням або слабкої кислоти (Попескі-Дімовський, 2015), що дозволяє повільно гелеутворювати під час сушіння розпиленням, або кислоти, нейтралізованої леткою основою (Jeoh-Zicari, Scher, Santa-Maria і Strobel, 2011), що дозволяє гелеутворення, викликане зниженням рН внаслідок випаровування основи при робочих температурах розпилювача-сушарки.

Зневоднення

Сонце і сонячна сушка

Сушка на сонці (без сушильного обладнання) є найбільш практикуваною в світі операцією з переробки сільськогосподарської продукції, і понад 250 000 000 т плодів та зерен щорічно сушать сонячною енергією. У деяких країнах продукти просто розкладають на полях, на дахах чи інших рівних поверхнях і регулярно перевертають, поки не висохнуть. Більш складні методи (сонячна сушка) використовують обладнання для збору сонячної енергії та нагрівання повітря, яке, в свою чергу, використовується для сушіння. Існує велика кількість різних конструкцій сонячних сушарок, докладно описаних Brenndorfer et al. (1985) та Імрі (1997). До них належать:

прямі сушарки з природною циркуляцією (комбінований колектор та сушильна камера);

прямі сушарки з роздільним колектором; або

сушарки з непрямою примусовою конвекцією (окремий колектор та сушильна камера).

Дезінфекція, стерилізація та перевірка

2) Швидкість заморожування

Як правило, потужність морозильно-сушильного обладнання встановлюється у стандартних умовах. Однак на потужність впливатиме завантаження продукції, клімат тощо. Зміна потужності вплине на швидкість замерзання. Тому норму заморожування продуктів на стадії заморожування слід перевірити.

Як правило, бажано утворювати великі кристали льоду, щоб підтримувати безперешкодний канал сублімації для збільшення швидкості сублімації. Але занадто великі кристали льоду вплинуть на форму льоду, що зменшує швидкість сублімації. Для деяких полімерних препаратів з нерегулярною структурою мережі швидке заморожування швидко зафіксує їх структуру, а органічна субстанція швидко полетить. Отже, максимальна швидкість заморожування ліофілізованого препарату залежить від його характеристик. Швидкість замерзання для різних препаратів повинна бути перевірена, щоб вона відповідала вимогам технічного процесу.

Продовольча безпека: втрати після збору врожаю

Вторинні причини

Вторинні причини призводять до станів, які дозволяють виникнути першопричині збитків. Зазвичай вони є наслідком неадекватного людського вкладу. Приклади включають

недостатнє обладнання для сушіння або поганий сезон сушіння;

неналежні сховища для захисту їжі від комах, гризунів, птахів, дощу та підвищеної вологості;

недостатнє транспортування, щоб продовольство вийшло на ринок до того, як воно зіпсується;

неналежне зберігання в холодильнику або заморожені (для швидкопсувних);

система маркетингу, яка не може зв’язати потенційних покупців з виробниками; і

законодавство: Наявність або відсутність правових стандартів може вплинути на можливе утримання чи відмову від їжі для людського використання.

Бувають випадки, коли можна використовувати первинну причину, щоб компенсувати вторинну причину, і навпаки. Наприклад, проблему поганої транспортної системи можна частково подолати висушуванням зерна, щоб воно не так швидко запліснявіло, або вирощуванням сорту бульби, що має довші збережувальні властивості. І навпаки, недостатньо висушене зерно можна вивезти на ринок і продати його до формування, якщо доступні якісні транспортні та маркетингові послуги.

Онлайн вимірювання якості продукції при переробці молочних продуктів

Г. Еллен, А.Дж. Тудос, у переробці молочних продуктів, 2003

13.5 Моніторинг забруднень та очищення на місці

Утворення забруднених відкладень на технологічному обладнанні має значний економічний вплив на молочну промисловість. Моніторинг забруднень може надати корисну інформацію про необхідність очищення та забезпечити ефективну роботу пастеризаторів, стерилізаторів та сушильного обладнання. Коли рівень допуску досягнуто, виробництво потрібно зупинити, а обладнання очистити на місці (CIP). Моніторинг (біо) забруднень та CIP дає приклади узгодженого застосування фізичних датчиків та пристроїв для виявлення росту мікробів та для вимірювання концентрації.

Встановлена ​​методика моніторингу забруднень на лініях з переробки молока заснована на вимірах тепловіддачі (Otten and Van Boxtel 1989, Truong and Anema 2002). Ранній приклад моніторингу нарощування забрудненого шару навели Оттен і Ван Бокстел (1989) шляхом он-лайн вимірювання рівня відкладень на основі порушень гідродинамічних характеристик та порушень тепловіддачі. Накопичення відкладень на внутрішній стінці труби створює додатковий тепловий опір і зменшує перенос тепла через стіну. Датчики теплового потоку складаються з масиву термопар, в яких елементи розділені тонким шаром матеріалу з термостійкістю. За градієнта температури переходи термоелементів мають різну температуру і, отже, генерують різницю напруг, пропорційну тепловому потоку. Ці датчики забезпечують більш точну інформацію, ніж прості вимірювання температури, покращуючи точність систем управління на основі температури.

Труонг та Анема (2002) вимірювали забруднення за допомогою датчика теплового потоку, прикріпленого до зовнішньої поверхні труби нагрівача молока з прямим нагнітанням пари (рис. 13.6). На малюнку показано температурний профіль від основного молока (Tb) через шар осаду і стінку труби до навколишнього повітря (Ta). Чим товщі шар осаду на стіні, тим менша різниця температур між датчиком (Ts) і температурою навколишнього середовища (Ta), що призводить до зменшення теплового потоку.

Рис. 13.6. Вигляд у розрізі забрудненої труби, що показує тепловий потік і температурний профіль через стінку труби. Температурний профіль: наливне молоко (Tb), датчик (Ts) і навколишнє повітря (Ta).

Тепловий потік щодо середньої товщини осаду вимірювали на дослідній установці та на комерційній установці із системою на основі теплового потоку, показаною на рис. 13.7. Метод підходить для картографування критичних точок, найбільш чутливих до забруднень на виробничій лінії. Датчики, розміщені в цих критичних точках, надають інформацію в Інтернеті про те, коли необхідно чистити.

Рис. 13.7. Взаємозв'язок між нормалізованим тепловим потоком і середньою товщиною шару депонованого шару, виміряним в кінці циклів нагрівання незбираного молока до 85 ° C (■ верхня лінія), 95 ° C (▼ середня лінія) і 100 S C (• нижня лінія).

Очищення та дезінфекція мають важливе значення для забезпечення та підтримки якості та безпеки в харчовій промисловості. При обробці рідких продуктів харчування необхідним є часте чищення. Молочні процеси вимагають навіть щоденного очищення. Ці процедури часто базуються на досвіді. Для забезпечення безпеки харчових продуктів вибираються великі поля щодо інтенсивності та тривалості етапів очищення. Зі зменшенням виробничих партій та збільшенням різноманітності продукції гнучкість процесів CIP набуває актуальності. Стратегії, засновані на поточному та онлайн-моніторингу етапів очищення, можуть заощадити енергію та час, а також зменшити споживання води та сировини. Протоколи очищення та дезінфекції включають перекачування лужного розчину через систему для видалення органічного матеріалу (головним чином білків) та етап кислого очищення для видалення неорганічних відкладень, головним чином фосфату кальцію. Кожному кроку передує водне промивання, а процедура закінчується ретельним промиванням водою, щоб забезпечити повне видалення миючих засобів.

NIZO Food Research розробила систему моніторингу під назвою OPTI-CIP, що базується на вимірюваннях видалення відкладень та засобів для чищення в режимі реального часу та в режимі реального часу (van Asselt et al. 2002). За допомогою OPTI-CIP процеси можна постійно аналізувати та оптимізувати. Рисунок 13.8 демонструє, як можна здійснити оптимізацію CIP шляхом моніторингу органічних та неорганічних матеріалів у стоках. На заводі проводився двоступеневий процес очищення з використанням датчика каламутності (Тип AF 56-N, OPTEK, Ессен, Німеччина) та контролю кальцію. Ефективність очищення покращили за рахунок скорочення часу очищення на 50%.

Рис. 13.8. Оптимізація CIP на основі внутрішніх та прямого вимірювань. Помутніння відповідає кількості нерозчиненого органічного та неорганічного матеріалу, видаленого лужним очищенням. Вимірювання іонів кальцію: видалення неорганічних відкладень під час кислого очищення.