Вакуумная сушка травяных и растительных экстрактов: когда она лучше распылительной

Распылительная сушка за секунды даёт мелкий сыпучий порошок из перекачиваемого экстракта; вакуумная сушка сушит густой концентрированный экстракт при низкой температуре в закрытом корпусе, после чего сухой кек размалывают. Выбирайте распылительную сушку, когда экстракт перекачиваем и нужен мелкий порошок в больших объёмах. Выбирайте вакуумную сушку, когда экстракт — густая паста, не поддающаяся распылению, когда он очень липкий или когда важнее всего низкая температура и малое содержание кислорода. Многие производители используют обе, в зависимости от продукта.

Краткий контекст: два пути к одному порошку

Травяной или растительный экстракт начинается как разбавленная жидкость, концентрируется выпариванием, а затем сушится до порошка. Последний этап можно выполнить двумя основными способами.

• Распылительная сушка распыляет жидкость в камере с горячим воздухом. Капли высыхают за секунды и выпадают в виде мелкого порошка.
• Вакуумная сушка распределяет густой концентрат по нагретым поверхностям под вакуумом. Вода уходит при низкой температуре, а высушенный продукт крошат и размалывают.

Обе применяются для травяных экстрактов, и ни одна не всегда лучше. Это руководство сравнивает их для работы с экстрактами. Подробно о стороне распыления — в статье распылительная сушка травяных и растительных экстрактов, а о более широком сравнении с сублимационной сушкой — в статье распылительная и сублимационная сушка.

Почему экстракты трудно сушить

Экстракты богаты сахарами, органическими кислотами и другими легкоплавкими компонентами. В тёплом и влажном состоянии они становятся липкими и пластичными, поэтому экстракт обволакивает стенки и мешалки. Они часто ещё и гигроскопичны, поэтому высушенный порошок впитывает влагу и слеживается при хранении. Действующие вещества и аромат могут быть чувствительны к теплу и кислороду. Любой метод должен одновременно справляться с липкостью, стабильностью и термочувствительностью.

Сравнение бок о бок

Когда распылительная сушка — лучший выбор

• Экстракт перекачиваем после концентрирования.
• Нужен сразу мелкий сыпучий порошок с контролируемым размером частиц.
• Объёмы большие и непрерывные.
• Носитель допустим в составе на этикетке.
• Тепловое воздействие в течение секунд допустимо.

Когда вакуумная сушка — лучший выбор

• Концентрат слишком густой или липкий для распыления.
• Не нужен носитель либо требуется очень высокое содержание экстракта.
• Действующее вещество или аромат чувствительны к кислороду, либо нужна минимально возможная температура.
• Партии малые и средние, разнообразные, с частой сменой продуктов.
• Используется растворитель, отличный от воды, который нужно рекуперировать. Вакуумная контактная сушка может конденсировать и улавливать пары растворителя.

Вакуумные сушилки с перемешиванием SINOTHERMO для этой задачи — это вакуумная лопастная сушилка, вакуумная граблевая сушилка и вакуумная горизонтальная дисковая сушилка, которые сушат жидкости, шламы, пасты и пюре до порошка. О непрерывной сушке густой пасты тонкой плёнкой в хлопья см. вакуумная барабанная сушилка со скребком. Статическая вакуумная шкафная сушилка подходит для малых партий с источником тепла ниже 100 °C.

Выбор между лопастной, граблевой, дисковой и барабанной сушилкой со скребком для экстрактов

Все четыре вакуумные машины подходят для паст, но различаются.

• Вакуумная лопастная сушилка. Полые лопасти добавляют поверхность нагрева, что ускоряет сушку и полезно для липких, сахаристых концентратов.
• Вакуумная граблевая сушилка. Самая простая мешалка; подходит для не слишком липких экстрактов, когда допустима скромная производительность.
• Вакуумная горизонтальная дисковая сушилка. Полые диски дают наибольшую поверхность нагрева и подходят для крупных партий, где важна длительность цикла.
• Вакуумная барабанная сушилка со скребком. Непрерывный плёночный процесс, превращающий густую пасту в хлопья с влажностью 5–8 процентов. Подходит для густых экстрактов больших объёмов, а хлопья затем размалывают. Поведение плёнки зависит от экстракта, поэтому сначала испытайте его.

Для небольших исследовательских или ценных партий вариантом служит статическая вакуумная шкафная сушилка: лотки стоят на нагретых полках, источник тепла ниже 100 °C. Она проста, но медленна и даёт кек, который нужно разламывать.

Показатели качества, специфичные для экстрактов

Маркерные соединения. Экстракты обычно нормируют по содержанию действующих или маркерных соединений. Проверьте, что содержание одинаково до и после сушки, так как потери от тепла или окисления проявятся здесь. Приводите результаты в пересчёте на сухую массу.

Растворимость и диспергируемость. Заказчикам часто важно, как быстро порошок растворяется. Распылённый порошок мелок и обычно растворяется быстро; размолотый вакуумно-высушенный кек можно настроить подбором мельницы и сита.

Цвет, аромат и вкус. Перегрев даёт привкус гари и более тёмный цвет. Это проверяют сенсорными и цветовыми тестами параллельно с испытанием.

Микробиология и остаточный растворитель. Некоторые рынки требуют ограничений по микробному числу и остаточным растворителям. Низкотемпературная сушка не стерилизует, а удаление растворителя требует согласованной конечной точки. Обсудите оба вопроса со службой качества до испытания.

Гигроскопичность и упаковка. Порошки сахаристых экстрактов быстро впитывают влагу. Планируйте помол, просев и упаковку при низкой влажности, в влагозащитной таре.

Очистка и смена продукта. Если на производстве несколько экстрактов, очистка между продуктами входит в выбор машины. Спросите о доступе, методах очистки и остатках между партиями.

Как справиться с липкой стадией в вакуумной сушилке

Концентраты экстрактов часто проходят пластичную клейкую фазу, затем пену, затем хрупкое твёрдое состояние. Чтобы с этим справиться:

1. 1.Контролируйте пенообразование. Заполняйте корпус до безопасного уровня, повышайте вакуум постепенно и используйте паровое пространство, достаточное для пены. Некоторые экстракты сильно пенятся, если вакуум подать слишком быстро.
2. 2.Не останавливайте перемешивание. Медленное равномерное перемешивание постоянно обновляет нагретую поверхность и предотвращает образование корки.
3. 3.Умеренно задавайте теплоноситель в начале. Очень горячая стенка на влажном сахаристом экстракте может его подпалить.
4. 4.Сушите до хрупкой конечной точки. Продукт легче всего размалывать, когда он полностью хрупкий, но не пересушен.
5. 5.Планируйте помол. Гигроскопичный порошок следует размалывать и упаковывать при низкой влажности.

Разобранный пример

Цифры иллюстративные, а не данные клиентов.

У производителя два экстракта.

• Экстракт A — жидкий концентрированный раствор, хорошо перекачивается. Он кандидат на распылительную сушку с носителем. Распылительная сушилка за один шаг даёт мелкий порошок и работает непрерывно.
• Экстракт B — густая сахаристая паста с высоким содержанием твёрдого, которую нельзя распылить без сильного разбавления, а заказчик не хочет носитель. Вакуумная лопастная сушилка сушит его при низкой температуре, затем кек размалывают.

Оба экстракта на одном производстве, и правильный путь для каждого свой. Пилотное испытание на каждом подтверждает выход, качество и стоимость.

Масштабирование и стабильность партий

Заказчики экстрактов ждут одинаковый порошок от партии к партии, поэтому режим сушки должен воспроизводиться. Записывайте для каждой партии содержание твёрдого в концентрате, уровень заполнения, профиль вакуума, температуру теплоносителя и влажность в конечной точке и держите их неизменными при переходе от пилота к производству. Площадь теплопередачи на килограмм партии меняется с масштабом, поэтому время цикла не масштабируется линейно; используйте данные пилота как оценку и подтвердите её на первых производственных партиях. Колебания поступающего экстракта, например сезон или происхождение растительного сырья, тоже меняют вязкость и липкость, поэтому надёжный режим задаётся диапазоном, а не одной уставкой.

Сочетание двух путей

Некоторые производители используют оба последовательно. Жидкий экстракт концентрируют выпариванием, сушат распылением для основного сорта, а тот же концентрат, если он слишком густой, отправляют в вакуумную лопастную сушилку для сорта без носителя. Работа с обоими путями от одного концентрата позволяет предлагать мелкий порошок с носителем и порошок с высоким содержанием без носителя, а пилотное испытание на каждом показывает, какие сорта стоит выпускать.

Что приложить к запросу предложения

• Растительное сырьё, экстрагент и способ концентрирования
• Содержание твёрдого и вязкость питания
• Допускается ли носитель
• Целевая влажность и спецификация порошка (размер частиц, растворимость)
• Термочувствительные действующие вещества и их температурные пределы
• Размер партии или производительность и число продуктов
• Нужна ли рекуперация растворителя

Распространённые ошибки, которых стоит избегать

1. 1.Выбор по привычке. Испытайте оба пути там, где экстракт позволяет.
2. 2.Распыление слишком вязкого экстракта, что забивает форсунки и налипает на стенки.
3. 3.Подача полного вакуума одним шагом на вспенивающийся экстракт.
4. 4.Пересушка, из-за которой порошок труднее размалывать или появляется привкус гари.
5. 5.Игнорирование гигроскопичности. Упаковывайте при низкой влажности.
6. 6.Забытая стадия помола в сравнении затрат на вакуумную сушку.

Испытайте перед определением спецификации

Экстракты ведут себя по-разному от партии к партии. SINOTHERMO проводит платные пилотные испытания по распылительному и вакуумному путям, чтобы вы сравнили качество порошка, выход и стоимость на собственном экстракте. Запросите пилотное испытание. Результаты принадлежат вам и могут использоваться с любым поставщиком. SINOTHERMO может поставить любую из двух сушилок как комплектную линию с вакуумной системой или системой воздухоподготовки, конденсатором, нагревательными или охлаждающими блоками и системой управления и не предлагает сушку на давальческих условиях.

Часто задаваемые вопросы

Сушить мой травяной экстракт распылением или под вакуумом?

Распылением, если концентрат перекачиваем и нужен мелкий порошок в больших объёмах. Под вакуумом, если он слишком густой или липкий для распыления, если вы хотите избежать носителя или если важнее всего низкая температура и малое содержание кислорода.

Нужен ли мне носитель вроде мальтодекстрина?

Распылительной сушке обычно нужен носитель, чтобы предотвратить липкость. Вакуумной — часто нет, хотя помол и хранение гигроскопичных экстрактов всё равно требуют осторожности.

Повреждает ли вакуумная сушка термочувствительные действующие вещества?

Вакуум понижает температуру кипения, поэтому продукт сушится при низкой температуре в корпусе с малым содержанием кислорода. Результат зависит от действующего вещества, так что испытайте.

Так ли мелок порошок после вакуумной сушки, как после распылительной?

Не напрямую. Вакуумно-высушенный продукт — это кек или комки, которые размалывают, поэтому размер частиц задаёт мельница. Распылительная сушка сразу даёт мелкий порошок.

Можно ли рекуперировать растворитель из экстракта?

Да, в вакуумной контактной сушилке конденсатор улавливает пары растворителя.

Может ли SINOTHERMO поставить комплектную линию?

Да. Мы можем поставить сушилку с вакуумной системой или системой воздухоподготовки, конденсатором, нагревательными или охлаждающими блоками и системой управления.

Предлагает ли SINOTHERMO сушку на давальческих условиях?

Нет. SINOTHERMO производит и продаёт сушильное оборудование и предлагает платные пилотные испытания.