Secagem a vácuo de extratos herbais e vegetais: quando supera a secagem por atomização

A secagem por atomização produz em segundos um pó fino e fluido a partir de um extrato bombeável; a secagem a vácuo seca um extrato espesso e concentrado a baixa temperatura num recipiente fechado, e depois a torta seca é moída. Escolha a secagem por atomização quando o extrato for bombeável e quiser um pó fino em grande escala. Escolha a secagem a vácuo quando o extrato for uma pasta espessa que não se atomiza, quando for muito pegajoso ou quando o mais importante forem a baixa temperatura e o pouco oxigénio. Muitos produtores usam ambas, conforme o produto.

Contexto rápido: dois caminhos para o mesmo pó

Um extrato herbal ou vegetal começa como um líquido diluído, é concentrado por evaporação e depois seco até pó. O último passo pode ser feito de duas formas principais.

• A secagem por atomização pulveriza o líquido numa câmara de ar quente. As gotículas secam em segundos e caem como pó fino.
• A secagem a vácuo espalha um concentrado espesso sobre superfícies aquecidas sob vácuo. A água sai a baixa temperatura, e o produto seco é esfarelado e moído.

Ambas são usadas para extratos herbais, e nenhuma é sempre melhor. Este guia compara-as para o trabalho com extratos. Para o detalhe do lado da atomização, veja secagem por atomização de extratos herbais e vegetais, e para a comparação mais ampla com a liofilização veja atomização versus liofilização.

Por que os extratos são difíceis de secar

Os extratos são ricos em açúcares, ácidos orgânicos e outros componentes de baixo ponto de fusão. Estes tornam-se pegajosos e plásticos quando quentes e húmidos, pelo que o extrato reveste paredes e agitadores. Muitas vezes são também higroscópicos, de modo que o pó seco absorve humidade e empedra no armazenamento. Os componentes ativos e o aroma podem ser sensíveis ao calor e ao oxigénio. Cada método tem de gerir em conjunto a pegajosidade, a estabilidade e a sensibilidade ao calor.

Comparação lado a lado

Quando a secagem por atomização é a melhor escolha

• O extrato é bombeável após a concentração.
• Quer diretamente um pó fino e fluido, com tamanho de partícula controlado.
• O volume é alto e contínuo.
• Um carreador é aceitável no rótulo.
• Uma exposição ao calor de segundos é tolerável.

Quando a secagem a vácuo é a melhor escolha

• O concentrado é demasiado espesso ou pegajoso para atomizar.
• Não quer carreador, ou quer um teor de extrato muito alto.
• O ativo ou o aroma é sensível ao oxigénio, ou quer a temperatura mais baixa possível.
• Os lotes são pequenos a médios e variados, com mudanças frequentes de produto.
• Há um solvente que não é água e que deve ser recuperado. A secagem por condução a vácuo pode condensar e captar o vapor de solvente.

Os secadores a vácuo com agitação da SINOTHERMO para esta tarefa são o secador de pás a vácuo, o secador de rastelo a vácuo e o secador de discos horizontais a vácuo, que secam líquidos, lamas, pastas e purés até pó. Para a secagem contínua em película fina de uma pasta espessa até flocos, veja o secador de tambor raspador a vácuo. O secador de armário a vácuo estático serve para pequenos lotes com uma fonte de calor abaixo de 100 °C.

Escolher entre pás, rastelo, discos e tambor raspador para extratos

As quatro máquinas a vácuo servem para pastas, mas diferem.

• Secador de pás a vácuo. As pás ocas acrescentam superfície de aquecimento, o que acelera a secagem e é útil para concentrados pegajosos e açucarados.
• Secador de rastelo a vácuo. O agitador mais simples; serve para extratos não demasiado pegajosos e onde um rendimento modesto é aceitável.
• Secador de discos horizontais a vácuo. Os discos ocos acrescentam a maior superfície de aquecimento e servem para lotes maiores onde o tempo de ciclo importa.
• Secador de tambor raspador a vácuo. Um processo contínuo em película que transforma pasta espessa em flocos com 5 a 8 por cento de humidade. Serve para extratos espessos de maior volume, e os flocos são moídos depois. O comportamento da película depende do extrato, por isso teste primeiro.

Para pequenos lotes de investigação ou de alto valor, o secador de armário a vácuo estático é uma opção: os tabuleiros ficam em prateleiras aquecidas, com uma fonte de calor abaixo de 100 °C. É simples mas lento, e dá uma torta que tem de ser partida.

Pontos de qualidade específicos dos extratos

Compostos marcadores. Os extratos são normalmente especificados pelo teor de compostos ativos ou marcadores. Verifique que o teor é o mesmo antes e depois da secagem, pois as perdas por calor ou oxidação aparecem aqui. Apresente os resultados em base seca.

Solubilidade e dispersão. Os clientes importam-se muitas vezes com a rapidez com que o pó se dissolve. O pó atomizado é fino e tende a dissolver-se depressa; a torta moída seca a vácuo pode ser ajustada pela escolha de moinho e peneira.

Cor, aroma e sabor. O sobreaquecimento dá uma nota de queimado e cor mais escura. Isto verifica-se por testes sensoriais e de cor em paralelo com o ensaio.

Microbiologia e solvente residual. Alguns mercados exigem limites de contagens microbianas e de solventes residuais. A secagem a baixa temperatura não esteriliza, e a remoção do solvente precisa de um ponto final acordado. Discuta ambos com a equipa de qualidade antes do ensaio.

Higroscopicidade e embalagem. Os pós de extratos açucarados absorvem humidade rapidamente. Planeie moagem, peneiração e embalagem com baixa humidade, com embalagem barreira à humidade.

Limpeza e mudança de produto. Se a fábrica trata vários extratos, a limpeza entre produtos faz parte da escolha da máquina. Pergunte sobre o acesso, os métodos de limpeza e os resíduos entre lotes.

Gerir a fase pegajosa num secador a vácuo

Os concentrados de extratos passam muitas vezes por uma fase plástica e gomosa, depois uma espuma e depois um sólido quebradiço. Para a gerir:

1. 1.Controlar a espuma. Encha o recipiente até um nível seguro, aumente o vácuo gradualmente e use um espaço de vapor suficientemente grande para a espuma. Alguns extratos espumam muito quando o vácuo é aplicado depressa demais.
2. 2.Manter a agitação a funcionar. Uma agitação lenta e constante renova continuamente a superfície aquecida e evita a formação de crosta.
3. 3.Moderar o meio de aquecimento no início. Uma parede muito quente num extrato húmido e açucarado pode chamuscá-lo.
4. 4.Secar até um ponto final quebradiço. O produto mói-se mais facilmente quando está totalmente quebradiço mas não sobresseco.
5. 5.Planear a moagem. O pó higroscópico deve ser moído e embalado com baixa humidade.

Um exemplo resolvido

Os números são ilustrativos, não dados de clientes.

Um produtor tem dois extratos.

• O extrato A é uma solução fina e concentrada que se bombeia bem. É candidato à secagem por atomização com carreador. Um secador por atomização dá um pó fino num só passo e funciona em contínuo.
• O extrato B é uma pasta espessa e açucarada com muitos sólidos que não pode ser atomizada sem forte diluição, e o cliente não quer carreador. Um secador de pás a vácuo seca-o a baixa temperatura, e depois a torta é moída.

Ambos os extratos estão na mesma fábrica, e o caminho certo é diferente para cada um. Um ensaio-piloto com cada um confirma rendimento, qualidade e custo.

Ampliação de escala e consistência entre lotes

Os clientes de extratos esperam o mesmo pó lote após lote, pelo que a receita de secagem tem de ser repetível. Registe para cada lote os sólidos do concentrado, o nível de enchimento, o perfil de vácuo, a temperatura do meio de aquecimento e a humidade do ponto final, e mantenha-os fixos ao passar de piloto a produção. A área de transferência de calor por quilograma de lote muda com a escala, pelo que o tempo de ciclo não escala linearmente; use os dados do piloto como estimativa e confirme-a nos primeiros lotes de produção. A variação do extrato recebido, como a estação ou a origem da matéria vegetal, também altera a viscosidade e a pegajosidade, pelo que uma receita robusta tem um intervalo, não um único ponto de ajuste.

Combinar os dois caminhos

Alguns produtores usam ambos em sequência. Um extrato fino é concentrado por evaporação, seco por atomização para o grau principal, e o mesmo concentrado, se for demasiado espesso, vai para um secador de pás a vácuo para um grau sem carreador. Operar ambos a partir de um só concentrado permite oferecer um pó fino com carreador e um pó de alto teor sem carreador, e um ensaio-piloto com cada um mostra que graus valem a pena.

O que enviar com um pedido de cotação

• Matéria vegetal, solvente de extração e método de concentração
• Teor de sólidos e viscosidade da alimentação
• Carreador permitido ou não
• Humidade pretendida e especificação do pó (tamanho de partícula, solubilidade)
• Ativos sensíveis ao calor e os seus limites de temperatura
• Tamanho de lote ou rendimento, e número de produtos
• Se é necessária recuperação de solvente

Erros comuns a evitar

1. 1.Escolher por hábito. Teste ambos os caminhos onde o extrato o permitir.
2. 2.Atomizar um extrato demasiado viscoso, o que entope os bicos e se acumula nas paredes.
3. 3.Aplicar o vácuo total de uma só vez a um extrato que espuma.
4. 4.Sobresecar, o que torna o pó mais difícil de moer ou lhe deixa uma nota de queimado.
5. 5.Ignorar a higroscopicidade. Embale com baixa humidade.
6. 6.Esquecer o passo de moagem na comparação de custos da secagem a vácuo.

Ensaie antes de especificar

Os extratos comportam-se de forma diferente de lote para lote. A SINOTHERMO realiza ensaios-piloto pagos nos caminhos de atomização e de vácuo, para que possa comparar qualidade do pó, rendimento e custo com o seu próprio extrato. Peça um ensaio-piloto. Os resultados são seus e podem ser usados com qualquer fornecedor. A SINOTHERMO pode fornecer qualquer dos dois secadores como linha completa com sistema de vácuo ou de tratamento de ar, condensador, unidades de aquecimento ou arrefecimento e controlos, e não oferece secagem por encomenda.

Perguntas frequentes

Devo secar o meu extrato herbal por atomização ou a vácuo?

Por atomização se o concentrado for bombeável e quiser um pó fino em grande escala. A vácuo se for demasiado espesso ou pegajoso para atomizar, se quiser evitar um carreador, ou se o mais importante forem a baixa temperatura e o pouco oxigénio.

Preciso de um carreador como a maltodextrina?

A secagem por atomização costuma precisar de um carreador para evitar a pegajosidade. A secagem a vácuo muitas vezes não, embora a moagem e o armazenamento continuem a exigir cuidado com extratos higroscópicos.

A secagem a vácuo danifica ativos sensíveis ao calor?

O vácuo baixa o ponto de ebulição, pelo que o produto seca a baixa temperatura num recipiente com pouco oxigénio. O resultado depende do ativo, por isso teste.

O pó da secagem a vácuo é tão fino como o pó atomizado?

Não diretamente. O produto seco a vácuo é uma torta ou grumos que são moídos, pelo que o tamanho de partícula é definido pelo moinho. A secagem por atomização produz pó fino diretamente.

Posso recuperar solvente de um extrato?

Sim, num secador por condução a vácuo, um condensador capta o vapor de solvente.

A SINOTHERMO pode fornecer uma linha completa?

Sim. Podemos fornecer o secador com sistema de vácuo ou de tratamento de ar, condensador, unidades de aquecimento ou arrefecimento e controlos.

A SINOTHERMO oferece secagem por encomenda?

Não. A SINOTHERMO fabrica e vende equipamentos de secagem e oferece ensaios-piloto pagos.