Распылительная сушка травяных и растительных экстрактов: решаем проблему липкого порошка

Распылительная сушилка для экстрактов превращает жидкий травяной или растительный экстракт в порошок, но экстракты относятся к самому сложному сырью для распылительной сушки. Они богаты сахарами, органическими кислотами и другими легкоплавкими компонентами, которые при температуре сушки становятся липкими, покрывают стенку камеры и пригорают. Решение — сочетание управления процессом (носитель, содержание твёрдого, температура) и конструкции оборудования (охлаждаемые стенки, очистка стенок, осушенный воздух).

Если вы пытались сушить распылением концентрированный травяной экстракт и в итоге получили корку на стенке башни и низкий выход, проблема не только в вашей рецептуре. Это несоответствие между липким сырьём и сушилкой, рассчитанной на сыпучие материалы. В этом руководстве объясняется, почему экстракты липнут, что можно изменить в рецептуре и какие особенности сушилки важны.

Краткий контекст: почему экстракты липнут

Многое из того, что делает экстракт ценным, делает его и трудным для сушки.

Низкая температура стеклования. Сахара, органические кислоты и мелкие молекулы имеют низкие температуры стеклования. Когда температура поверхности частицы поднимается выше её температуры стеклования, она размягчается и становится липкой. Липкая частица прилипает к стенке, а не падает в сборник.

Гигроскопичность. Многие порошки экстрактов поглощают влагу из воздуха. Даже частица, корректно высохшая в башне, может снова стать липкой в сборной ёмкости, если воздух влажный.

Термочувствительность активных соединений. Полифенолы, флавоноиды, сапонины, терпены и другие активные вещества могут разлагаться под действием тепла. Низкая температура продукта защищает содержание активных компонентов.

Переменный состав. Травяные экстракты меняются в зависимости от урожая, растворителя и метода экстракции. Рецептура, работающая на одной партии, может липнуть на следующей, поэтому процессу нужен запас.

Рецептурные рычаги, которыми вы управляете

Прежде чем менять оборудование, посмотрите на само сырьё.

1. 1.Добавить носитель — мальтодекстрин, гуммиарабик, модифицированный крахмал и подобные носители повышают температуру стеклования высушенной частицы и снижают липкость. Правильное соотношение зависит от экстракта. Распространённый подход — начать с добавки носителя в процентах от твёрдого экстракта и затем корректировать по результатам испытаний. Конкретные соотношения зависят от продукта и подтверждаются испытанием.
2. 2.Подобрать содержание твёрдого — больше твёрдого уменьшает воду для испарения и экономит энергию, но повышает вязкость и может усилить налипание. Найдите самое высокое содержание, при котором экстракт ещё чисто распыляется.
3. 3.Контролировать pH и фильтрацию — нерастворимые частицы забивают форсунки. Фильтруйте или центрифугируйте экстракт перед сушкой.
4. 4.Деаэрировать и держать сырьё стабильным — пенообразование и расслоение в ёмкости питания приводят к неравномерному распылению.

Параметры процесса, которые важны

Температура на входе. Для чувствительных экстрактов умеренная температура на входе защищает активные вещества. ZLPG-Экстрактная распылительная сушилка SINOTHERMO работает в диапазоне температуры входящего воздуха от 140 до 180 °C, что подходит для превращения жидких экстрактов в порошок без более высоких температур, применяемых для менее чувствительного сырья.

Температура на выходе. Это показатель, который наиболее прямо влияет на липкость и влажность. Более низкая температура на выходе защищает продукт, но оставляет больше остаточной влаги. Более высокая сильнее досушивает частицу, но повышает риск налипания. Настраивайте температуру на выходе через расход сырья.

Распыление. Более мелкие капли сохнут быстрее и меньше контактируют со стенкой. Выбор распылителя влияет на размер частиц и форму факела. О компромиссах между форсуночными и центробежными распылителями читайте наше руководство по атомизации в распылительных сушилках.

Влажность воздуха. Влажный воздух на входе замедляет сушку и делает гигроскопичный порошок более липким. В влажном климате осушенный воздух делает процесс стабильным.

Особенности оборудования, решающие проблему налипания

Рецептура помогает, но сушилка, созданная для экстрактов, решает проблему на стенке. Вот особенности, на которые стоит обратить внимание, и те, которые SINOTHERMO закладывает в свою сушилку для экстрактов.

Эти особенности дополняют стандартные части распылительной сушилки: распылитель, сушильную камеру, циклон и систему сбора. Об общих принципах читайте наше руководство по распылительным сушилкам.

Где применяется распылительная сушка экстрактов

Травяные и ботанические экстракты. Порошковые экстракты для добавок и традиционных составов, где содержание активных веществ нужно защитить от пригорания на поверхности стенки.

Пищевые ароматизаторы и натуральные красители. Экстракты ароматов и красителей превращаются в порошки, удобные для дозирования. О близком пищевом применении см. распылительную сушку в пищевой промышленности.

Фармацевтические и нутрицевтические активные вещества. Активные вещества на основе экстрактов, высушенные в порошок в контролируемых условиях с охлаждаемой стенкой. См. также: фармацевтическая распылительная сушка.

Косметические активные вещества. Ботанические экстракты, превращённые в порошок для составления рецептур.

Биоэкстракты. Жидкие экстракты, склонные липнуть или разлагаться на горячих поверхностях.

На нашей странице отрасли «Экстракты» перечислена вся линейка оборудования для этого применения.

Экстрагент и концентрация: что поступает в сушилку

От способа получения экстракта зависит, насколько легко его сушить.

Водные экстракты проще всего обрабатывать в сушилке с открытым циклом, но они часто несут много сахаров и слизи, откуда и берётся большая часть налипания.

Этанольные или водно-спиртовые экстракты обычно сначала концентрируют, чтобы удалить большую часть этанола. Любой этанол, оставшийся в сырье, меняет обоснование безопасности сушилки, поэтому укажите уровень остаточного растворителя при запросе предложения.

Концентрирование перед распылением. Упаривание экстракта до более высокого содержания твёрдого экономит энергию сушилки, но концентрат может быть вязким и повреждённым теплом, если концентрировался слишком агрессивно. Вакуумное концентрирование при низкой температуре защищает активные вещества, которые затем должна сохранить распылительная сушилка.

Хранение жидкости. Некоторые экстракты бродят, окисляются или осаждаются при выдержке в течение нескольких часов. Сушите свежий экстракт, где возможно, или держите его холодным и перемешиваемым.

Устранение проблем при запуске с липким экстрактом

Подробнее об этом классе проблем читайте нашу статью о решении проблемы налипания на стенки при распылительной сушке и руководство по устранению неисправностей распылительной сушилки.

Что указать при покупке сушилки для экстрактов

Сообщите поставщику следующее.

• Тип экстракта и экстрагент (вода, этанол или смесь).
• Содержание твёрдого и вязкость сырья.
• Целевая влажность и размер частиц порошка.
• Активные соединения и их температурные пределы.
• Требуемая производительность в литрах или килограммах сырья в час.
• Планируете ли вы добавлять носитель, и какой.
• Влажность на площадке и доступные ресурсы.

Если сырьё содержит этанол или другой органический растворитель, стандартная сушилка с открытым циклом не подходит. Для этого случая см. наше руководство по распылительной сушилке с замкнутым контуром.

Типичные ошибки, которых следует избегать

Выбор сушилки только по производительности. Универсальная сушилка, подходящая для сухого молока, может не справиться с липким экстрактом. Спросите о контроле температуры стенки и очистке.

Повышение температуры на входе для борьбы с липкостью. Более высокая температура на входе может усилить налипание на стенки и повредить активные вещества. Используйте вместо этого носители и охлаждаемые стенки.

Игнорирование этапа сбора. Порошок, сухой в башне, может поглотить влагу в открытом сборнике. Используйте герметичный сбор и быструю фасовку.

Пропуск испытания. Каждый экстракт ведёт себя по-своему. Пилотный запуск на вашем экстракте показывает, как он липнет, какое соотношение носителя нужно и какого выхода ожидать. Наша испытательная лаборатория проводит платные пилотные испытания и сообщает параметры, выход и свойства порошка.

Заключение

Распылительная сушка травяных и растительных экстрактов работает, когда рецептура и сушилка согласованы с липким, термочувствительным сырьём. Используйте носители для повышения температуры стеклования, контролируйте температуру на выходе и выбирайте сушилку с охлаждаемыми стенками, очисткой стенок и осушенным воздухом. Проверьте на своём экстракте, прежде чем масштабировать.

Следующий шаг: Запросить пилотное испытание на вашем экстракте. Пилотные испытания — платная услуга, а результаты дают соотношение носителя, температуры и данные по выходу для проекта производства.

Часто задаваемые вопросы

Почему мой травяной экстракт липнет к стенке распылительной сушилки?

Экстракты содержат сахара и органические кислоты с низкой температурой стеклования. При температуре сушки поверхность частицы размягчается и становится липкой, поэтому прилипает к стенке. Носитель, более низкая температура на выходе и сушилка с охлаждаемой стенкой уменьшают проблему.

Какой носитель использовать для распылительной сушки растительных экстрактов?

Мальтодекстрин и гуммиарабик — распространённые отправные точки, также используется модифицированный крахмал. Лучший выбор и соотношение зависят от вашего экстракта, поэтому подтвердите их испытанием.

Какая температура на входе подходит для сушилки для экстрактов?

Распылительная сушилка SINOTHERMO для экстрактов работает в диапазоне температуры входящего воздуха от 140 до 180 °C. Фактически используемая температура зависит от термочувствительности ваших активных соединений и должна определяться испытаниями.

Чем помогают охлаждаемые стенки башни?

Система охлаждения удерживает стенку ниже 80 °C, поэтому липкий экстракт, касающийся стенки, не пригорает. Это уменьшает подгоревшие остатки и защищает качество порошка.

Какую влажность порошка можно ожидать?

Распылительная сушилка SINOTHERMO для экстрактов выдаёт порошок влажностью 3–8 процентов. Результат зависит от температуры на выходе и рецептуры.

Можно ли сушить в этой сушилке этанольный экстракт?

Сушилка с открытым циклом не подходит для горючих растворителей. Используйте систему с замкнутым контуром, контуром инертного газа и рекуперацией растворителя.

Как узнать, можно ли высушить мой экстракт распылением?

Проведите пилотное испытание на вашем образце. Оно покажет поведение при налипании, необходимое соотношение носителя и ожидаемый выход. Пилотные испытания — платная услуга, которую можно заказать через страницу контактов.