ייבוש מייבש ספריי במקור שמוביל לדביקות... כיצד לשלוט

ייבוש מייבש ספריי במקור שמוביל לדביקות... כיצד לשלוט

מזונות מיובשים בהתזה מתחלקים לשתי קטגוריות: לא דביקים ודביקים. רכיבים לא דביקים קלים לייבוש בהתזה בעזרת עיצובים פשוטים של מייבשים ואבקות סופיות בעלות זרימה חופשית. דוגמאות לחומרים לא צמיגים כוללות אבקת ביצים, אבקת חלב, מלטודקסטרינים כגון תמיסה, גומי וחלבונים. במקרה של מזונות דביקים, ישנן בעיות ייבוש בתנאי ייבוש רגילים בהתזה. מזונות דביקים בדרך כלל נדבקים לדפנות המייבש או הופכים למזונות דביקים חסרי תועלת בתאי ייבוש ובמערכות הובלה עם בעיות תפעוליות ותפוקות מוצר נמוכות. מזונות המכילים סוכר וחומצה הם דוגמאות אופייניות.

דביקות היא תופעה המתרחשת במהלך ייבוש של חומרי מזון עשירים בסוכר וחומצה המרוססים לעתים קרובות. דבקות אבקה היא תכונת הידבקות קוהזיבית. ניתן להסביר אותה במונחים של הידבקות חלקיק-חלקיק (קוהזיה) והידבקות לדופן חלקיק (הידבקות). מידת הכוח שבו חלקיקי האבקה נקשרים נובעת מתכונותיה הפנימיות המכונות קוהזיה, ויוצרות גושים במיטת האבקה. לכן, הכוח הנדרש כדי לפרוץ את צברי האבקה צריך להיות גדול מכוח הקוהזיביות. הידבקות היא תכונה בין-פנימית, הנטייה של חלקיקי האבקה להידבק לדפנות ציוד הייבוש בהתזה. הקוהזיביות וההידבקות הן פרמטרים מרכזיים בתכנון תנאי ייבוש. הרכב פני השטח של חלקיקי האבקה אחראי בעיקר לבעיית ההידבקות. נטיות הקוהזיביות וההידבקות של חומרי פני השטח של חלקיקי האבקה שונות. מכיוון שייבוש דורש כמות גדולה של מעבר מומסים לפני השטח של החלקיק, הוא בעל גוש. שני המאפיינים הצמיגים (קוהזיביות והידבקות) יכולים להתקיים יחד בחומרי מזון עשירים בסוכר מיובשים בהתזה. הידבקות בין חלקיקים היא היווצרות של גשרי נוזלים קבועים, גשרי נוזלים נעים, חיבור מכני בין מולקולות לבין כוח הכבידה האלקטרוסטטי וגשרים מוצקים. חלקיקי אבקה נדבקים לדופן תא הייבוש בעיקר עקב אובדן חומר בייבוש בהתזה של סוכר ומזונות עשירים בחומצה. חומרים אבקתיים נשמרים זמן רב יותר בדופן ייבוש, מה שמביא לאובדן חומר.

גורמים להידבקות:

שחזור אבקה לייבוש מזונות עשירים בחומצה בסוכר בהתזה. שימוש בטכנולוגיית ייבוש בהתזה, סוכרים בעלי משקל מולקולרי נמוך (גלוקוז, פרוקטוז) וחומצות אורגניות (חומצת לימון, מאלית, טרטרית) הם מאתגרים מאוד. ספיגת מים גבוהה, תרמופלסטיות וטמפרטורת מעבר זכוכית נמוכה (Tg) - מולקולות קטנות אלו תורמות לבעיית הדביקות. טמפרטורות ייבוש בהתזה מעל 20°C של Tg, מרכיבים אלו יוצרים בעיקר חלקיקים רכים על משטחים דביקים, מה שגורם לאבקה להידבק ולקבל מבנה דמוי משחה במקום אבקה. הניידות המולקולרית הגבוהה של מולקולות כאלה נובעת מטמפרטורת מעבר זכוכית נמוכה יותר (Tg), מה שמוביל לבעיות דביקות בטמפרטורות הנפוצות בדרך כלל במייבשי התזה. טמפרטורת מעבר זכוכית היא המאפיין העיקרי של טמפרטורת מעבר פאזה אמורפית. אירוע מעבר זכוכית מתרחש כאשר סוכר מוצק ואמורפי, קשה, עובר טרנספורמציה לפאזה נוזלית וגומיית רכה. אנרגיית פני השטח, לזכוכית מוצקה יש אנרגיית פני השטח נמוכה והיא אינה נדבקת למשטחים מוצקים בעלי אנרגיה נמוכה. כתוצאה מהמעבר ממצב זכוכיתי למצב גומי (או נוזלי), פני השטח של החומר יכולים להתרומם, ויכולות להתחיל אינטראקציות בין המולקולות למשטח המוצק. בפעולת ייבוש מזון, המוצר נמצא במצב נוזלי או קשור, ובשל הסרת החומר הפלסטי (מים), מוצר המזון הנוזלי/הקשור הופך למצב זכוכיתי. חומר המזון יישאר צמיג בעל אנרגיה גבוהה אם מוצר המזון לא יעבור מעבר מטמפרטורת ייבוש גבוהה לשינוי בטמפרטורת הוויטריפיקציה. אם מוצר מזון זה בא במגע עם משטח מוצק בעל אנרגיה גבוהה, הוא יידבק אליו.

שליטה על צמיגות:

ישנן מספר גישות מבוססות-תהליך ומדע חומרים להפחתת צמיגות. שיטות מבוססות-תהליך כוללות תוספי ייבוש נוזליים לחומרים בעלי משקל מולקולרי גבוה כדי להעלות את הטמפרטורה מעבר למעבר זכוכיתי, ושיטות מבוססות-תהליך כוללות דפנות, תחתיות וכו' של תאים מכניים.