O que causa a viscosidade na secagem por aspersão… Como controlá-la?

O que causa a viscosidade na secagem por aspersão… Como controlá-la?

 Resumo:

Os alimentos desidratados por aspersão dividem-se em duas categorias: não pegajosos e viscosos. Os ingredientes não pegajosos são fáceis de desidratar por aspersão, possuem um design de secador simples e o pó final flui livremente. Exemplos de materiais não pegajosos incluem ovo em pó, leite em pó, soluções e outras maltodextrinas, gomas e proteínas. No caso de alimentos viscosos, existe um problema de secagem em condições normais de desidratação por aspersão. Os alimentos viscosos geralmente aderem às paredes do secador ou tornam-se inutilizáveis ​​nas câmaras de secagem e nos sistemas de transporte, resultando em problemas operacionais e baixo rendimento do produto. Alimentos açucarados e ácidos são exemplos típicos.

A viscosidade é um fenômeno observado no processo de secagem de materiais alimentícios ricos em ácido glicólico. A viscosidade do pó é um tipo de comportamento de coesão e adesão. Ela explica a viscosidade partícula-partícula (coesão) e a viscosidade partícula-parede (adesão). A força de ligação entre as partículas do pó deve-se às suas características internas, chamadas de coesão, que formam massas no leito de pó. Portanto, a força necessária para romper o aglomerado de pó deve ser maior que a coesão. A adesão é um comportamento interfacial, e as partículas de pó aderem à tendência do equipamento de secagem por aspersão. Coesão e adesão são parâmetros-chave para o projeto e o dimensionamento das condições de secagem. A composição da superfície das partículas de pó é a principal responsável pela viscosidade. A tendência de coesão e adesão dos materiais da superfície das partículas de pó é diferente. Como a secagem requer a transferência de uma grande quantidade de soluto para a superfície da partícula, ela ocorre em grande escala. Duas características de viscosidade (coesão e adesão) podem coexistir na secagem por aspersão de materiais alimentícios ricos em açúcar. A viscosidade entre as partículas resulta da formação de pontes líquidas fixas, pontes líquidas móveis, cadeias mecânicas entre moléculas e pontes eletrostáticas, gravitacionais e sólidas. A principal razão para a adesão das partículas de pó às paredes da câmara de secagem é a perda de material durante a secagem por aspersão de açúcares e alimentos ricos em acidez. Quando o pó permanece na câmara por um período prolongado, ele tende a secar aderindo às paredes.

Isso leva a uma viscosidade

STecnologia de secagem por aspersão com reciclagem de pó para secagem de alimentos ricos em nutrientes. Açúcares de baixo peso molecular (glicose, frutose) e ácidos orgânicos (ácido cítrico, ácido málico, ácido tartárico) apresentam grandes desafios. Substâncias de baixo peso molecular, como alta absorção de água, termoplasticidade e baixa temperatura de transição vítrea (Tg), contribuem para problemas de viscosidade. A temperatura de secagem por aspersão é superior a Tg20.°C. A maioria desses componentes forma partículas macias na superfície viscosa, causando viscosidade no pó e, eventualmente, formando uma estrutura pastosa em vez de pó. A alta mobilidade molecular dessa molécula se deve à sua baixa temperatura de transição vítrea (Tg), o que leva a problemas de viscosidade em secadores por pulverização, geralmente populares em altas temperaturas. As principais características são a temperatura de conversão vítrea e a temperatura de conversão da fase amorfa. O evento de transição vítrea ocorre em um sólido duro, o açúcar amorfo, que sofre uma transformação em uma fase líquida elástica e macia. A energia superficial e o estado vítreo sólido têm baixa energia superficial e não aderem a superfícies sólidas de baixa energia. Devido ao estado vítreo para a fase elástica (ou líquida), a superfície do material pode ser elevada e a interação entre a molécula e a superfície sólida pode começar. Em operações de secagem de alimentos, o produto está em um estado líquido ou viscoso, e o alimento líquido/viscoso que remove o agente plastificante (água) torna-se vítreo. Se as matérias-primas alimentícias não mudarem de uma temperatura de secagem alta para uma temperatura vítrea, o produto manterá alta viscosidade energética. Se esse tipo de alimento entrar em contato com uma superfície sólida de alta energia, ele grudará ou aderirá a ela.

Controlando a viscosidade 

Existem muitos métodos baseados na ciência dos materiais e em processos para reduzir a viscosidade. Os métodos básicos da ciência dos materiais incluem materiais com aditivos de secagem líquida de alto peso molecular para aumentar a temperatura fora da conversão de vitrificação, e os métodos baseados em processos incluem as paredes e o fundo da câmara mecânica.