Sumukuivaukselle on ominaista nopea lämmönsiirto, nopea veden haihtuminen ja välitön kuivumisaika. Lisäksi tuotteella on hyvä laatu, rapea rakenne ja hyvä liukoisuus, mikä voi parantaa joidenkin valmisteiden liukenemisnopeutta ja soveltuu lämpöherkille lääkkeille. Lisäksi sumukuivausta voidaan käyttää myös mikrokapseleiden valmistukseen. Laajalti käytetty menetelmä väriainekuivaukseen.
Kuivausmenetelmä kosteuden poistamiseksi väriaineita sumuttamalla. Soveltuu erilaisten väriaineiden kuivaamiseen. Sillä voidaan kuivata hienojakoista värijauhetta, erittäin hienojakoista jauhetta, pölytöntä jauhetta ja onttoja rakeita.
Väriaineen sumutusmenetelmän mukaan se voidaan jakaa kolmeen luokkaan:
(1) Ilmavirtaussumutus, jossa materiaalineste sumutetaan paineilmalla tai vesihöyryllä;
(2) Painesumutus, jossa materiaalineste puristetaan suuttimesta suurella nopeudella korkeapainepumpulla, jolloin muodostuu sumua;
(3) Pyörivässä sumutuksessa materiaalinestettä lisätään sumuttimessa olevaan nopeaan pyörivään levyyn (7000–20000 r/min), jolloin materiaalineste poistuu nopeasti ja sumutetaan. Kolmannella menetelmällä on hyvät tulokset, lyhyt aika, korkea työn tuottavuus ja se on värjäysteollisuuden suosima. Sen haittoja ovat korkeat laiteinvestoinnit ja korkea energiankulutus.
Suihkukuivauksen periaatteena on hajottaa kuivattavat materiaalit mekaanisen vaikutuksen avulla hienoiksi hiukkasiksi, kuten sumuksi, (lisätä veden haihtumispinta-alaa, nopeuttaa kuivumisprosessia) kosketuksissa kuuman ilman kanssa, poistaa suurimman osan vedestä hetkessä ja kuivata materiaalien kiinteät aineet jauheeksi.
Suihkukuivauksen edut ja haitat Suihkukuivauksen edut:
1. Kuivausprosessi on erittäin nopea;
2. Se voidaan kuivata suoraan jauheeksi;
3. Helppo muuttaa kuivausolosuhteita ja säätää tuotteen laatustandardeja;
4. Välittömän haihtumisen vuoksi laitteiden materiaalien valintavaatimukset eivät ole tiukkoja;
5. Kuivaushuoneessa on tietty alipaine, joka varmistaa hygieniaolosuhteet tuotannon aikana, estää pölyn lentämisen työpajassa ja parantaa tuotteen puhtautta;
6. Korkea tuotantotehokkuus ja vähän käyttäjiä.
Suihkukuivauksen haitat:
1. Laite on suhteellisen monimutkainen, kattaa laajan alueen ja vaatii suuren kertaluonteisen investoinnin;
2. Sumuttimien ja jauheen talteenottolaitteiden hinta on suhteellisen korkea;
3. Vaatii suuren määrän ilmaa, mikä lisää puhaltimen sähköenergiankulutusta ja talteenottolaitteen kapasiteettia;
4. Alhainen lämpötehokkuus ja korkea lämmönkulutus.
Laitteiden ruiskukuivausvaatimukset:
1. Tuotteen kanssa kosketuksissa olevien osien on oltava helposti puhdistettavia ja steriloitavia;
2. On ryhdyttävä toimenpiteisiin sen estämiseksi, että koksijauhe synnyttää pyörrevirtoja ja vastavirtauksia kuumassa ilmassa;
3. Estä ilman pääsy epäpuhtauksiin tuotteeseen;
4. Varustettu lämpötilan ja paineen ilmaisimilla ja tallennuslaitteilla tuotantotoiminnan helppoa tarkastusta varten;
5. Pölynkeräyslaite, jolla on korkea talteenottoaste;
6. Jauhe on tyhjennettävä ja jäähdytettävä nopeasti liukoisuuden ja välittömän liukoisuuden parantamiseksi;
7. Kuivaushuoneen lämpötilan ja pakokaasun lämpötilan ei tulisi ylittää 100 ℃ turvallisuuden ja laadun varmistamiseksi;
8. Suihkuttamisen aikana tiivistetyt maitopisarat ovat tasaisessa kosketuksessa kuuman ilman kanssa lämpötehokkuuden parantamiseksi;
9. Minimoi viskoosien aineiden seinämän tarttuminen mahdollisimman paljon.
Suihkukuivauslaitteiden luokittelu luokitellaan rakeistusmenetelmän mukaan:
1) Painesuihkukuivausmenetelmä:
① Periaate: Korkeapainepumpulla materiaali tiivistyy 10–200 sumun kaltaisiksi hiukkasiksi sumuttimen (ruiskupistoolin) avulla 70–200 ilmakehän paineessa, joka on suoraan kosketuksissa kuuman ilman kanssa lämmönvaihtoa varten ja kuivuu nopeasti.
② Painesuihkutusrakeistuslaite: M- ja S-tyyppi, joissa on ohjausura, joka voi pyörittää nestevirtausta. M-tyyppisen ohjausuran akseli on kohtisuorassa suuttimen akseliin nähden eikä leikkaa sitä; S-muotoisen ohjausuran akseli on tietyssä kulmassa vaakatasoon nähden. Tarkoituksena on pyrkiä lisäämään liuoksen turbulenssia ruiskutuksen aikana.
2) Keskipakoissuihkutuskuivausmenetelmä:
① Periaate: Vaakasuunnassa suurella nopeudella pyörivää kiekkoa käytetään keskipakovoiman kohdistamiseen liuokseen, jolloin se sinkoutuu ulos suurella nopeudella muodostaen ohuen kalvon, hienon langan tai nestepisaran. Ilman kitkan, tukkeutumisen ja repeytymisen vuoksi kiekon pyörimisen aiheuttama tangentiaalinen kiihtyvyys ja keskipakovoiman aiheuttama säteittäinen kiihtyvyys johtavat yhdistettyyn nopeuteen, joka liikkuu kiekolla spiraalin muotoista rataa pitkin. Kun neste on sinkoutunut kiekosta tämän spiraaliviivan yläpuolelta, ne hajoavat hyvin pieniksi pisaroiksi ja liikkuvat kiekon tangentiaalisessa suunnassa keskinopeudella, ja samaan aikaan pisarat putoavat maapallon keskipisteen painovoiman alaisuuteen suihkutettujen hiukkasten eri kokojen vuoksi. Siksi myös niiden lentomatkat ovat erilaiset, ja eri etäisyyksillä putoavat hiukkaset muodostavat pyörimisakselin suhteen symmetrisen sylinterin.
② Tasaisempien pisaroiden saamisen vaatimukset:
a. Vähennä tärinää levyn pyörimisen aikana
b. Levyyn tulevan nesteen määrä pysyy vakiona aikayksikköä kohden
c. Levyn pinta on tasainen ja sileä. d. Levyn ympyränopeus ei saa olla liian pieni, rmin = 60 m/s. Jos emulsio (100–160 m/s) on alle 60 m/s, ruiskutuspisarat ovat epätasaisia. Ruiskutusmatka näyttää koostuvan pääasiassa pisararyhmästä ja levyn lähelle vajoavasta hienosta pisarasta, ja se pienenee pyörimisnopeuden kasvaessa.
③ Keskipakoruiskun rakenne: vaatimukset: kostutuskehä on pitkä, liuos voi saavuttaa suuren pyörimisnopeuden, suihku on tasainen, rakenne on tukeva, kevyt, yksinkertainen, ei kuolleita kulmia, helppo purkaa ja pestä, ja tuottavuus on korkea. Luokittele kuivauskammion muodon mukaan kuuman ilman ja kuivattujen hiukkasten välisen liikesuunnan mukaan kuivauskammiossa: rinnakkaisvirtaustyyppi, vastavirtaustyyppi, sekavirtaustyyppi. Samanaikaisia virtausmalleja käytetään usein maidossa. Rinnakkaisvirtauskuviota voidaan käyttää kuivaamiseen korkeammalla tuloilman lämpötilalla vaikuttamatta tuotteen laatuun.
a. Vaakasuora yhdensuuntainen virtauskuvio
b. Pystysuuntainen laskeutuminen ja virtauskuvio
C. Pystysuuntainen laskeutuminen sekavirtaustyyppi.
d. Pystysuoraan nousevien ja virtaavien elintarvikkeiden sumutuskuivaus Jotkin kasvien ravinteet menetetään korkean lämpötilan vuoksi. Näille kasveille pakkaskuivaus on tehokas menetelmä väkevöimiseen ja säilömiseen. Jotkut kasvit kuitenkin tarvitsevat tietyn lämpötilan myrkyllisten aineiden poistamiseksi. Näille kasveille sumutuskuivaustekniikka on ihanteellinen. Otetaan esimerkiksi soijapavut. Väkevöintiprosessi vaatii tietyn lämpötilan trypsiinin estäjiksi kutsutun aineen (jotka estävät ruoansulatusta ja proteiinien hajoamista) poistamiseksi.
Sumutuskuivaus on usein valmistusprosessin viimeinen vaihe, jossa aineita muutetaan nesteestä jauheeksi jatkuvan suihkutuksen, sekoittamisen ja kuivaamisen avulla. Monien elintarvikkeiden säilytystekniikoiden joukossa sumutuskuivauksella on ainutlaatuiset etunsa. Koska tässä tekniikassa käytetty lämpötila ei ole kovin korkea, se voi tehokkaasti säilyttää ruoan maun, värin ja ravintoaineet samalla poistaen mikrobikontaminaation. Sumutuskuivausta käytetään yleensä veden poistamiseen raaka-aineista. Lisäksi sillä on monia muita käyttötarkoituksia, kuten aineiden koon, muodon tai tiheyden muuttaminen. Se voi auttaa muiden ainesosien lisäämisessä tuotantoprosessin aikana, mikä auttaa tuottamaan tuotteita, joilla on tiukimmat laatustandardit. Sumutuskuivausmenetelmän toiminta Ennen sumutuskuivausta soijapavut on pestävä ja kuorittava, ja proteiinittomat ainesosat, kuten rasva, on vähennettävä, jotta soijapapujen ravitsevimmat ainesosat saadaan väkevöityä. Tällaisen väkevöinnin jälkeen soijapavut voidaan sumutuskuivata.
Varsinainen sumutuskuivausprosessi voidaan jakaa useisiin vaiheisiin:
Ensinnäkin nestemäinen tuote syötetään sumuttimeen, jossa nopea pyörivä pyörä sumuttaa nesteen, jolloin tuotteesta tulee kiinteä nestemäinen sekoitettujen hiukkasten olomuoto.
Toisessa vaiheessa sumutetut hiukkaset johdetaan kuivauskammioon, jossa on säädettävä lämpötila ja ilmavirtaus, ja kuuma ilma haihduttaa hiukkasissa olevan nesteen. Jotta lopputuote täyttäisi standardit, hiukkasten ja kuuman ilman kosketusajan on oltava sopiva tietyn kosteusmäärän ylläpitämiseksi jauhemaisessa tuotteessa. Samalla myös kuivaushuoneen olosuhteita on hallittava hyvin, koska kuivaushuoneen tilavuuden koko ja ilmavirtausolosuhteet voivat vaikuttaa tuotteen ravintosisältöön.
Kolmas ja viimeinen vaihe koko ohjelmassa on jauheen kerääminen ilmavirrassa astiaan erottimen avulla, jotta lopputuote voidaan pakata tai sekoittaa muiden komponenttien kanssa.
Ominaisuudet:Nopea kuivumisnopeus. Keskipakoissuihkutuksen jälkeen syöttönesteen pinta-ala kasvaa huomattavasti. Korkean lämpötilan ilmavirrassa 95–98 % vedestä haihtuu välittömästi, ja kuivumisaika on vain muutama sekunti. Rinnakkaisvirtaussuihkukuivaus voi saada pisarat virtaamaan samaan suuntaan kuin kuuma ilma. Vaikka kuuman ilman lämpötila on korkea, kuuma ilma tulee kuivaushuoneeseen ja joutuu välittömästi kosketuksiin suihkupisaroiden kanssa, mikä johtaa sisälämpötilan jyrkkään laskuun, kun taas materiaalien märkälämpötila pysyy käytännössä muuttumattomana, joten se soveltuu myös lämpöherkkien materiaalien kuivaamiseen.
Julkaisun aika: 26.4.2023