Secado al vacío de extractos herbales y vegetales: cuándo supera al secado por atomización

El secado por atomización produce en segundos un polvo fino y fluido a partir de un extracto bombeable; el secado al vacío seca un extracto espeso y concentrado a baja temperatura en un recipiente cerrado, y luego la torta seca se muele. Elija el secado por atomización cuando el extracto sea bombeable y quiera un polvo fino a gran escala. Elija el secado al vacío cuando el extracto sea una pasta espesa que no se atomiza, cuando sea muy pegajoso o cuando lo más importante sean la baja temperatura y el poco oxígeno. Muchos productores usan ambos, según el producto.

Contexto rápido: dos rutas hacia el mismo polvo

Un extracto herbal o vegetal empieza como un líquido diluido, se concentra por evaporación y luego se seca hasta polvo. El último paso puede hacerse de dos maneras principales.

• El secado por atomización pulveriza el líquido en una cámara de aire caliente. Las gotas se secan en segundos y caen como polvo fino.
• El secado al vacío extiende un concentrado espeso sobre superficies calentadas al vacío. El agua sale a baja temperatura, y el producto seco se desmenuza y se muele.

Ambos se usan para extractos herbales, y ninguno es siempre mejor. Esta guía los compara para el trabajo con extractos. Para el detalle del lado de la atomización, consulte secado por atomización de extractos herbales y vegetales, y para la comparación más amplia con la liofilización consulte atomización frente a liofilización.

Por qué los extractos son difíciles de secar

Los extractos son ricos en azúcares, ácidos orgánicos y otros componentes de bajo punto de fusión. Estos se vuelven pegajosos y plásticos cuando están calientes y húmedos, así que el extracto recubre paredes y agitadores. A menudo también son higroscópicos, por lo que el polvo seco absorbe humedad y se apelmaza en el almacenamiento. Los componentes activos y el aroma pueden ser sensibles al calor y al oxígeno. Cada método tiene que gestionar a la vez la pegajosidad, la estabilidad y la sensibilidad al calor.

Comparación lado a lado

Cuándo el secado por atomización es la mejor opción

• El extracto es bombeable tras la concentración.
• Quiere directamente un polvo fino y fluido, con tamaño de partícula controlado.
• El volumen es alto y continuo.
• Un portador es aceptable en la etiqueta.
• Una exposición al calor de segundos es tolerable.

Cuándo el secado al vacío es la mejor opción

• El concentrado es demasiado espeso o pegajoso para atomizarse.
• No quiere portador, o quiere un contenido de extracto muy alto.
• El activo o el aroma es sensible al oxígeno, o quiere la temperatura más baja posible.
• Los lotes son pequeños a medianos y variados, con cambios frecuentes de producto.
• Interviene un disolvente distinto del agua que debe recuperarse. El secado por conducción al vacío puede condensar y capturar el vapor de disolvente.

Los secadores al vacío con agitación de SINOTHERMO para esta tarea son el secador de paletas al vacío, el secador de rastrillo al vacío y el secador de discos horizontales al vacío, que secan líquidos, lodos, pastas y purés hasta polvo. Para el secado continuo en película fina de una pasta espesa hasta escamas, consulte el secador de tambor raspador al vacío. El secador de armario al vacío estático sirve para lotes pequeños con una fuente de calor inferior a 100 °C.

Elegir entre paletas, rastrillo, discos y tambor raspador para extractos

Las cuatro máquinas al vacío sirven para pastas, pero difieren.

• Secador de paletas al vacío. Las paletas huecas añaden superficie de calentamiento, lo que acelera el secado y es útil para concentrados pegajosos y azucarados.
• Secador de rastrillo al vacío. El agitador más simple; sirve para extractos no demasiado pegajosos y donde un rendimiento modesto es aceptable.
• Secador de discos horizontales al vacío. Los discos huecos añaden la mayor superficie de calentamiento y sirven para lotes grandes donde importa el tiempo de ciclo.
• Secador de tambor raspador al vacío. Un proceso continuo en película que convierte pasta espesa en escamas con 5 a 8 por ciento de humedad. Sirve para extractos espesos de mayor volumen, y las escamas se muelen después. El comportamiento de la película depende del extracto, así que pruébelo primero.

Para lotes pequeños de investigación o de alto valor, el secador de armario al vacío estático es una opción: las bandejas se apoyan en estantes calentados, con una fuente de calor inferior a 100 °C. Es sencillo pero lento, y da una torta que hay que romper.

Puntos de calidad específicos de los extractos

Compuestos marcadores. Los extractos se suelen especificar por el contenido de compuestos activos o marcadores. Compruebe que el contenido es el mismo antes y después del secado, ya que aquí se ven las pérdidas por calor u oxidación. Informe los resultados en base seca.

Solubilidad y dispersión. A los clientes suele importarles la rapidez con que se disuelve el polvo. El polvo atomizado es fino y tiende a disolverse rápido; la torta molida secada al vacío puede ajustarse con la elección de molino y tamiz.

Color, aroma y sabor. El sobrecalentamiento da una nota a quemado y un color más oscuro. Esto se comprueba con pruebas sensoriales y de color junto con el ensayo.

Microbiología y disolvente residual. Algunos mercados exigen límites de recuentos microbianos y de disolventes residuales. El secado a baja temperatura no esteriliza, y la eliminación del disolvente necesita un punto final acordado. Hable de ambos con el equipo de calidad antes del ensayo.

Higroscopicidad y envasado. Los polvos de extractos azucarados absorben humedad rápidamente. Planifique molienda, tamizado y envasado con baja humedad, con envase barrera a la humedad.

Limpieza y cambio de producto. Si la planta maneja varios extractos, la limpieza entre productos forma parte de la elección de máquina. Pregunte por el acceso, los métodos de limpieza y los residuos entre lotes.

Gestionar la fase pegajosa en un secador al vacío

Los concentrados de extractos suelen pasar por una fase plástica y gomosa, luego una espuma y después un sólido quebradizo. Para gestionarlo:

1. 1.Controlar la espuma. Llene el recipiente hasta un nivel seguro, suba el vacío gradualmente y use un espacio de vapor suficientemente grande para la espuma. Algunos extractos espuman mucho cuando se aplica el vacío demasiado rápido.
2. 2.Mantener la agitación en marcha. Una agitación lenta y constante renueva continuamente la superficie calentada y evita la formación de costra.
3. 3.Moderar el medio calefactor al principio. Una pared muy caliente sobre un extracto húmedo y azucarado puede chamuscarlo.
4. 4.Secar hasta un punto final quebradizo. El producto se muele más fácilmente cuando está totalmente quebradizo pero no sobresecado.
5. 5.Planificar la molienda. El polvo higroscópico debe molerse y envasarse con baja humedad.

Un ejemplo resuelto

Las cifras son ilustrativas, no datos de clientes.

Un productor tiene dos extractos.

• El extracto A es una solución fina y concentrada que se bombea bien. Es candidato al secado por atomización con portador. Un secador por atomización da un polvo fino en un solo paso y funciona en continuo.
• El extracto B es una pasta espesa y azucarada con muchos sólidos que no puede atomizarse sin una fuerte dilución, y el cliente no quiere portador. Un secador de paletas al vacío lo seca a baja temperatura, y después la torta se muele.

Ambos extractos están en la misma planta, y la ruta adecuada es distinta para cada uno. Una prueba piloto con cada uno confirma rendimiento, calidad y coste.

Escalado y consistencia entre lotes

Los clientes de extractos esperan el mismo polvo lote tras lote, por lo que la receta de secado debe ser repetible. Registre para cada lote los sólidos del concentrado, el nivel de llenado, el perfil de vacío, la temperatura del medio calefactor y la humedad del punto final, y manténgalos fijos al pasar de piloto a producción. La superficie de transferencia de calor por kilogramo de lote cambia con la escala, así que el tiempo de ciclo no escala linealmente; use los datos piloto como estimación y confírmela en los primeros lotes de producción. La variación del extracto entrante, como la estación o el origen del material vegetal, también cambia la viscosidad y la pegajosidad, por lo que una receta robusta tiene un rango, no un único punto de consigna.

Combinar las dos rutas

Algunos productores usan ambas en secuencia. Un extracto fino se concentra por evaporación, se seca por atomización para el grado principal, y el mismo concentrado, si es demasiado espeso, pasa a un secador de paletas al vacío para un grado sin portador. Operar ambas desde un mismo concentrado permite ofrecer un polvo fino con portador y un polvo de alto contenido sin portador, y una prueba piloto con cada uno muestra qué grados valen la pena.

Qué enviar con una solicitud de cotización

• Material vegetal, disolvente de extracción y método de concentración
• Contenido de sólidos y viscosidad de la alimentación
• Portador permitido o no
• Humedad objetivo y especificación del polvo (tamaño de partícula, solubilidad)
• Activos sensibles al calor y sus límites de temperatura
• Tamaño de lote o rendimiento, y número de productos
• Si se necesita recuperación de disolvente

Errores comunes que conviene evitar

1. 1.Elegir por costumbre. Pruebe ambas rutas cuando el extracto lo permita.
2. 2.Atomizar un extracto demasiado viscoso, lo que obstruye las boquillas y se acumula en las paredes.
3. 3.Aplicar el vacío total de una vez a un extracto que espuma.
4. 4.Sobresecar, lo que hace el polvo más difícil de moler o le deja una nota a quemado.
5. 5.Ignorar la higroscopicidad. Envase con baja humedad.
6. 6.Olvidar el paso de molienda en la comparación de costes del secado al vacío.

Pruebe antes de especificar

Los extractos se comportan de forma distinta de un lote a otro. SINOTHERMO realiza pruebas piloto de pago en las rutas de atomización y de vacío, para que pueda comparar calidad del polvo, rendimiento y coste con su propio extracto. Solicite una prueba piloto. Los resultados son suyos y pueden usarse con cualquier proveedor. SINOTHERMO puede suministrar cualquiera de los dos secadores como línea completa con sistema de vacío o de tratamiento de aire, condensador, unidades de calefacción o refrigeración y controles, y no ofrece secado por encargo.

Preguntas frecuentes

¿Debo secar mi extracto herbal por atomización o al vacío?

Por atomización si el concentrado es bombeable y quiere un polvo fino a gran escala. Al vacío si es demasiado espeso o pegajoso para atomizarse, si quiere evitar un portador, o si lo más importante son la baja temperatura y el poco oxígeno.

¿Necesito un portador como la maltodextrina?

El secado por atomización suele necesitar un portador para evitar la pegajosidad. El secado al vacío a menudo no, aunque la molienda y el almacenamiento siguen requiriendo cuidado con extractos higroscópicos.

¿Daña el secado al vacío los activos sensibles al calor?

El vacío baja el punto de ebullición, así que el producto se seca a baja temperatura en un recipiente con poco oxígeno. El resultado depende del activo, así que pruébelo.

¿Es el polvo del secado al vacío tan fino como el polvo atomizado?

No directamente. El producto secado al vacío es una torta o grumos que se muelen, por lo que el tamaño de partícula lo fija el molino. El secado por atomización produce polvo fino directamente.

¿Puedo recuperar disolvente de un extracto?

Sí, en un secador por conducción al vacío, un condensador capta el vapor de disolvente.

¿Puede SINOTHERMO suministrar una línea completa?

Sí. Podemos suministrar el secador con sistema de vacío o de tratamiento de aire, condensador, unidades de calefacción o refrigeración y controles.

¿Ofrece SINOTHERMO secado por encargo?

No. SINOTHERMO fabrica y vende equipos de secado y ofrece pruebas piloto de pago.