Сухое молоко - агломерация распылением от компании Glatt

Растворимая смесь для чайного напитка с молоком и сахаром (Фото: Pixabay)

Идеальное смачивание и диспергирование.

Часто в работе с порошкообразными веществами возникает необходимость в дозировании, транспортировке и расфасовке.  При этом возникают проблемы из-за высокого уровня запыленности и плохой сыпучести. Плохая растворимость и недостаточные диспергирующие свойства отрицательно сказываются на применении конечного продукта. С помощью агломерации распылением в псевдоожиженном слое может быть задан и улучшен гранулометрический состав (откалиброваны размер и структура частиц).

Альтернативу обычному коровьему молоку ищут не только веганы или потребители, страдающие непереносимостью лактозы или аллергией. Потребление заменителей молока на растительной основе увеличивается с каждым годом. Согласно исследованию, проведенному Институтом исследований и рынков, мировой рынок заменителей молока на растительной основе будет продолжать расти до 2025 года при расчетных ежегодных темпах роста до 9,9% (vegconomist 2020). Ожидается, что рыночные доли миндального и соевого молока вырастут особенно быстро - на 40% и 37% соответственно. В дополнение к уже существующим вариантам на основе сои или овса, сейчас на прилавках появляются многие другие виды растительного молока, в том числе ореховые напитки и продукты на основе люпина, полбы, конопли или гороха. Обычные жидкие продукты в будущем будут все больше заменяться продуктами на твердой основе. Для этого есть много причин: упаковка меньшего размера более экологична, ее легче и, что важно, дешевле транспортировать. Кроме того, сухие продукты имеют более длительный срок хранения после вскрытия упаковки и обладают более насыщенным вкусом по сравнению с напитками, готовыми к употреблению. Также и производителям при организации технологического процесса проще и безопаснее  иметь дело с порошкообразными ингредиентами.

Сушка как залог успеха продукта.

Сухое молоко широко используется  в пищевой промышленности с тех пор, как Юстус фон Либих представил в форме  «Детского супа» свое первое готовое к употреблению сухое молоко для замены грудного молока в 1865 году. По сей день одним из наиболее распространенных способов применения сухого молока остается детское питание, а также продукты для фитнеса, растворимые напитки и пищевые добавки. Рафинированное, т.е. агломерированное сухое молоко или молочный сахар, из-за их особых свойств, также рекомендуются в качестве одного из основных фармацевтических ингредиентов для таблетирования (рис. 1). В кофейных пакетиках, капсулах и торговых автоматах оно подслащивает день для любителей кофе - нередко даже в сочетании с сахаром (рис. 2). Важными параметрами качества сухого молока являются микробиологические, вкусовые и физико-химические свойства, поэтому процесс сушки оказывает решающее влияние на свойства продукта. Основной проблемой при производстве сухого молока является микробиологическая безопасность, которая находит отражение в выборе оборудования, начиная от фильтров и заканчивая   процессами очистки. Как и другие пищевые ингредиенты, заменители молока также требуют высоких гигиенических требований. В будущем все упомянутые выше отрасли будут использовать заменители коровьего молока для определенных товарных позиций.

Рис. 3: Принцип распыления в псевдоожиженном слое  (рис.: Glatt)

Главная ценность – пористость.

Агломерация распылением в псевдоожиженном слое - щадящий процесс обработки альтернативного порошкообразного сухого молока. Системы с псевдоожиженным слоем всегда используются, когда сырье необходимо термически высушить или улучшить в ходе периодического (загрузка по партиям) или непрерывного процесса.

Насколько быстро продукт растворяется, например, при смешивании, встряхивании или перемешивании, зависит, прежде всего, от смачиваемости структуры агломерата. Это, в свою очередь, определяется гранулометрическим составом, насыпной плотностью и внутренней пористостью частиц. Процессы агломерации могут осуществляться как периодически, так и непрерывно. Во время агломерации распылением в псевдоожиженном слое порошкообразное или мелкодисперсное сырье увлажняется впрыскиваемой жидкостью, в результате чего между частицами образуются жидкие мостики (рис. 3). Распыляемая жидкость действует как связующее и в самом простом случае может представлять собой воду, иногда органический растворитель, порошкообразные исходные материалы, растворенные в жидкости, или другое органическое или неорганическое связующее. Благодаря оптимальному нагреву и свойствам материала в псевдоожиженном слое влажные агломераты сушатся быстро и бережно при сравнительно небольшом объемном расходе псевдоожижающего газа и низкой температуре продукта. При необходимости их даже можно охладить. Типичная структура продукта - «форма ягоды-малины» - является результатом контактов между смоченными жидкостью частицами, в результате чего отдельные частицы объединяются, немного сжимаются и затвердевают в результате высыхания, пока не достигнут определенного размера (рис. 4). Затем продукты покидают аппарат с псевдоожиженным слоем и сразу могут быть упакованы.

Из-за относительно низких механических сил в псевдоожиженном слое агломераты более рыхлые и менее плотные, чем гранулы, полученные при помощи процесса распыления жидкости или влажной грануляции. Они имеют низкую насыпную плотность и очень хорошо растворяются в воде. Продукты имеют пористую структуру, поверхность капилляров и их гранулометрический состав обычно можно задавать от 0,2 до 2,5 мм.

Рис. 4: Пищевой агломерат псевдоожиженного слоя (Фото: Glatt)

Широкое поле деятельности для любой области применения

Благодаря гибко настраиваемым параметрам процесса, таким как объемный поток технологического газа, температура, давление распыления и влажность отработанного воздуха, можно гарантировать стабильное качество продукта в зависимости от свойств и состава материала (содержания жира). В дополнение к классическому способу реализации, технология также предлагает варианты инкапсулирования активных ингредиентов или ароматизаторов и, таким образом, широкие возможности для разработки и оптимизации продуктов. Используя технологию псевдоожиженного слоя, жидкие ингредиенты также сушат до получения гранул или пеллет, заключают в микрокапсулы и, при необходимости, покрывают функциональной оболочкой.

В своем технологическом центре Glatt предоставляет доступ к современным технологиям и поддержку в разработке рецептур, продуктов и процессов, адаптированных к индивидуальным потребностям клиентов. Разработка всегда начинается с тестов на лабораторной установке. Собственная аналитическая лаборатория позволяет проводить анализы в процессе производства, чтобы быстро регулировать свойства частиц, такие как размер и насыпная плотность. Для надежного масштабирования технологические и рабочие параметры определяются при проведении пилотных экспериментов. В течение нескольких дней, но чаще всего еженедельно (в течение недели), в технологическом центре производятся, анализируются и оптимизируются объемы продукции от пары килограммов до сотен кг - вся цепочка от технико-экономического исследования до товарного продукта. Новые порошки, пеллеты или гранулы могут быть произведены, расфасованы, упакованы и доставлены в согласованных количествах на основе контрактного производства с компанией Glatt.

Помимо разработки ориентированных на клиента функциональных продуктов и процессов, производитель оборудования Glatt Ingenieurtechnik предлагает полный комплекс услуг по проектированию и реализации проектов  от концепта до строительства заводов «под ключ».

www.glatt.com
info.we@glatt.com
Glatt Ingenieurtechnik GmbH
Представительство в РФ:
РФ, 117630, Москва, ул. Обручева, д.23, корп. 3
+7 (495) 787 42 89
info@glatt-moskau.com