Essiccazione sottovuoto di estratti erboristici e vegetali: quando supera lo spray

L'essiccazione spray produce in pochi secondi una polvere fine e scorrevole da un estratto pompabile; l'essiccazione sottovuoto essicca un estratto denso e concentrato a bassa temperatura in un recipiente chiuso, poi il panello secco viene macinato. Scegliete l'essiccazione spray quando l'estratto è pompabile e volete una polvere fine su larga scala. Scegliete l'essiccazione sottovuoto quando l'estratto è una pasta densa che non si nebulizza, quando è molto appiccicoso o quando contano soprattutto la bassa temperatura e il poco ossigeno. Molti produttori usano entrambe, a seconda del prodotto.

Contesto rapido: due vie verso la stessa polvere

Un estratto erboristico o vegetale parte come liquido diluito, viene concentrato per evaporazione e poi essiccato in polvere. L'ultimo passaggio può avvenire in due modi principali.

• L'essiccazione spray nebulizza il liquido in una camera di aria calda. Le goccioline essiccano in pochi secondi e cadono come polvere fine.
• L'essiccazione sottovuoto stende un concentrato denso su superfici riscaldate sottovuoto. L'acqua esce a bassa temperatura, e il prodotto essiccato viene sbriciolato e macinato.

Entrambe sono usate per gli estratti erboristici, e nessuna è sempre migliore. Questa guida le confronta per il lavoro sugli estratti. Per i dettagli sul lato spray, vedere essiccazione spray di estratti erboristici e vegetali, e per il confronto più ampio con la liofilizzazione vedere essiccazione spray e liofilizzazione.

Perché gli estratti sono difficili da essiccare

Gli estratti sono ricchi di zuccheri, acidi organici e altri componenti a basso punto di fusione. Questi diventano appiccicosi e plastici quando sono caldi e umidi, così l'estratto riveste pareti e agitatori. Spesso sono anche igroscopici, quindi la polvere secca assorbe umidità e si impasta durante lo stoccaggio. I componenti attivi e l'aroma possono essere sensibili a calore e ossigeno. Ogni metodo deve gestire insieme appiccicosità, stabilità e sensibilità al calore.

Confronto affiancato

Quando l'essiccazione spray è la scelta migliore

• L'estratto è pompabile dopo la concentrazione.
• Volete direttamente una polvere fine e scorrevole, con granulometria controllata.
• Il volume è alto e continuo.
• Un carrier è accettabile in etichetta.
• Un'esposizione al calore di pochi secondi è tollerabile.

Quando l'essiccazione sottovuoto è la scelta migliore

• Il concentrato è troppo denso o appiccicoso per essere nebulizzato.
• Non volete alcun carrier, o volete un contenuto di estratto molto alto.
• Il principio attivo o l'aroma è sensibile all'ossigeno, oppure volete la temperatura più bassa possibile.
• I lotti sono da piccoli a medi e vari, con frequenti cambi di prodotto.
• È presente un solvente diverso dall'acqua che deve essere recuperato. L'essiccazione per conduzione sottovuoto può condensare e catturare il vapore di solvente.

Gli essiccatori sottovuoto agitati di SINOTHERMO per questo compito sono l'essiccatore sottovuoto a pale, l'essiccatore sottovuoto a rastrello e l'essiccatore sottovuoto a dischi orizzontali, che essiccano liquidi, fanghi, paste e purè in polvere. Per l'essiccazione continua in film sottile di una pasta densa in scaglie, vedere l'essiccatore sottovuoto a tamburo con raschiatore. L'essiccatore statico ad armadio sottovuoto è adatto a piccoli lotti con una fonte di calore inferiore a 100 °C.

Scegliere tra pale, rastrello, dischi e tamburo con raschiatore per gli estratti

Le quattro macchine sottovuoto si adattano alle paste, ma differiscono.

• Essiccatore sottovuoto a pale. Le pale cave aggiungono superficie riscaldante, che accelera l'essiccazione ed è utile per concentrati appiccicosi e zuccherini.
• Essiccatore sottovuoto a rastrello. L'agitatore più semplice; funziona per estratti non troppo appiccicosi e dove è accettabile una produttività modesta.
• Essiccatore sottovuoto a dischi orizzontali. I dischi cavi aggiungono la maggiore superficie riscaldante e si adattano a lotti più grandi dove conta il tempo di ciclo.
• Essiccatore sottovuoto a tamburo con raschiatore. Un processo continuo in film che trasforma una pasta densa in scaglie con il 5-8 per cento di umidità. Si adatta a estratti densi di volume maggiore, e le scaglie vengono poi macinate. Il comportamento del film dipende dall'estratto, quindi provatelo prima.

Per piccoli lotti di ricerca o di alto valore, l'essiccatore statico ad armadio sottovuoto è un'opzione: i vassoi poggiano su ripiani riscaldati, con una fonte di calore inferiore a 100 °C. È semplice ma lento, e dà un panello che va spezzato.

Punti di qualità specifici per gli estratti

Composti marker. Gli estratti sono di solito specificati dal contenuto di composti attivi o marker. Verificate che il contenuto sia lo stesso prima e dopo l'essiccazione, perché le perdite per calore od ossidazione si vedono qui. Riportate i risultati su base secca.

Solubilità e dispersione. Ai clienti spesso interessa la rapidità con cui la polvere si scioglie. La polvere spray è fine e tende a sciogliersi in fretta; il panello macinato essiccato sottovuoto si può regolare con la scelta di mulino e setaccio.

Colore, aroma e sapore. Il surriscaldamento dà una nota di bruciato e un colore più scuro. Lo si verifica con prove sensoriali e di colore insieme alla prova.

Microbiologia e solvente residuo. Alcuni mercati richiedono limiti sulle conte microbiche e sui solventi residui. L'essiccazione a bassa temperatura non sterilizza, e la rimozione del solvente richiede un punto finale concordato. Discutete entrambi con il team qualità prima della prova.

Igroscopicità e confezionamento. Le polveri di estratti zuccherini assorbono rapidamente umidità. Pianificate macinazione, setacciatura e confezionamento a bassa umidità, con imballaggio barriera all'umidità.

Pulizia e cambio prodotto. Se lo stabilimento tratta più estratti, la pulizia tra un prodotto e l'altro fa parte della scelta della macchina. Chiedete di accessibilità, metodi di pulizia e residui tra i lotti.

Gestire la fase appiccicosa in un essiccatore sottovuoto

I concentrati di estratti attraversano spesso una fase plastica e gommosa, poi una schiuma, poi un solido friabile. Per gestirla:

1. 1.Controllare la schiuma. Riempite il recipiente fino a un livello sicuro, aumentate gradualmente il vuoto e usate uno spazio di vapore abbastanza grande per la schiuma. Alcuni estratti fanno molta schiuma se il vuoto viene applicato troppo in fretta.
2. 2.Tenere l'agitazione in funzione. Un'agitazione lenta e costante rinnova di continuo la superficie riscaldata e previene la formazione di crosta.
3. 3.Moderare il fluido riscaldante all'inizio. Una parete molto calda su un estratto umido e zuccherino può bruciarlo.
4. 4.Essiccare fino a un punto finale friabile. Il prodotto si macina più facilmente quando è del tutto friabile ma non sovraessiccato.
5. 5.Pianificare la macinazione. La polvere igroscopica va macinata e confezionata a bassa umidità.

Un esempio svolto

I numeri sono illustrativi, non dati di clienti.

Un produttore ha due estratti.

• L'estratto A è una soluzione fluida e concentrata che si pompa bene. È candidato all'essiccazione spray con carrier. Uno spray dryer dà una polvere fine in un solo passaggio e funziona in continuo.
• L'estratto B è una pasta densa e zuccherina ad alto contenuto di solidi che non può essere nebulizzata senza forte diluizione, e il cliente non vuole carrier. Un essiccatore sottovuoto a pale lo essicca a bassa temperatura, poi il panello viene macinato.

Entrambi gli estratti sono nello stesso stabilimento, e la via giusta è diversa per ciascuno. Una prova pilota su ciascuno conferma resa, qualità e costo.

Scale-up e costanza tra i lotti

I clienti di estratti si aspettano la stessa polvere lotto dopo lotto, quindi la ricetta di essiccazione deve essere ripetibile. Registrate per ogni lotto solidi del concentrato, livello di riempimento, profilo del vuoto, temperatura del fluido riscaldante e umidità del punto finale, e teneteli fissi nel passaggio da pilota a produzione. La superficie di scambio termico per chilogrammo di carica cambia con la scala, quindi il tempo di ciclo non scala linearmente; usate i dati pilota come stima e confermatela nei primi lotti di produzione. La variabilità dell'estratto in ingresso, come stagione o origine del materiale vegetale, cambia anche viscosità e appiccicosità, quindi una ricetta robusta ha un intervallo, non un solo setpoint.

Combinare le due vie

Alcuni produttori usano entrambe in sequenza. Un estratto fluido viene concentrato per evaporazione, essiccato a spruzzo per il grado principale, e lo stesso concentrato, se troppo denso, va in un essiccatore sottovuoto a pale per un grado senza carrier. Far funzionare entrambe da un unico concentrato permette di offrire una polvere fine con carrier e una polvere ad alto contenuto senza carrier, e una prova pilota su ciascuna mostra quali gradi valgono la pena.

Cosa allegare a una richiesta di offerta

• Materiale vegetale, solvente di estrazione e metodo di concentrazione
• Contenuto di solidi e viscosità dell'alimentazione
• Carrier consentito o no
• Umidità obiettivo e specifica della polvere (granulometria, solubilità)
• Principi attivi sensibili al calore e relativi limiti di temperatura
• Dimensione del lotto o portata, e numero di prodotti
• Se serve il recupero del solvente

Errori comuni da evitare

1. 1.Scegliere per abitudine. Provate entrambe le vie dove l'estratto lo consente.
2. 2.Nebulizzare un estratto troppo viscoso, che intasa gli ugelli e si accumula sulle pareti.
3. 3.Applicare il vuoto pieno in un solo passaggio a un estratto che fa schiuma.
4. 4.Sovraessiccare, il che rende la polvere più difficile da macinare o le lascia una nota di bruciato.
5. 5.Ignorare l'igroscopicità. Confezionare a bassa umidità.
6. 6.Dimenticare la macinazione nel confronto dei costi dell'essiccazione sottovuoto.

Provare prima di specificare

Gli estratti si comportano in modo diverso da lotto a lotto. SINOTHERMO esegue prove pilota a pagamento sia sulla via spray sia su quella sottovuoto, così potete confrontare qualità della polvere, resa e costo sul vostro estratto. Richiedete una prova pilota. I risultati sono vostri e utilizzabili con qualsiasi fornitore. SINOTHERMO può fornire l'uno o l'altro essiccatore come linea completa con sistema del vuoto o di trattamento dell'aria, condensatore, unità di riscaldamento o raffreddamento e comandi, e non offre essiccazione per conto terzi.

Domande frequenti

Devo essiccare a spruzzo o sottovuoto il mio estratto erboristico?

A spruzzo se il concentrato è pompabile e volete una polvere fine su larga scala. Sottovuoto se è troppo denso o appiccicoso per essere nebulizzato, se volete evitare un carrier, o se contano soprattutto la bassa temperatura e il poco ossigeno.

Mi serve un carrier come la maltodestrina?

L'essiccazione spray di solito richiede un carrier per evitare l'appiccicosità. Quella sottovuoto spesso no, anche se macinazione e stoccaggio richiedono comunque cura con estratti igroscopici.

L'essiccazione sottovuoto danneggia i principi attivi sensibili al calore?

Il vuoto abbassa il punto di ebollizione, quindi il prodotto essicca a bassa temperatura in un recipiente povero di ossigeno. Il risultato dipende dal principio attivo, quindi provatelo.

La polvere dell'essiccazione sottovuoto è fine come quella spray?

Non direttamente. Il prodotto essiccato sottovuoto è un panello o dei grumi che vengono macinati, quindi la granulometria è fissata dal mulino. L'essiccazione spray produce direttamente polvere fine.

Posso recuperare il solvente da un estratto?

Sì, in un essiccatore per conduzione sottovuoto un condensatore cattura il vapore di solvente.

SINOTHERMO può fornire una linea completa?

Sì. Possiamo fornire l'essiccatore con sistema del vuoto o di trattamento dell'aria, condensatore, unità di riscaldamento o raffreddamento e comandi.

SINOTHERMO offre essiccazione per conto terzi?

No. SINOTHERMO costruisce e vende apparecchiature di essiccazione e offre prove pilota a pagamento.