“真”白點“假”白點

    “小白點”是奶粉生產的常見問題,一般認為是蛋白質的熱變性產生,無法復溶還原的粉體顆粒。

      實際上,“小白點”還可分為:  完全變性無法溶解的“真白點”;  需要較長時間或較長時攪拌才能溶解的“假白點”。顯微觀察,假白點外圍往往包裹著一層油膜,由于脂肪的疏水作用,阻礙了水的沁入。也即粉體表面的游離脂肪過高,“表面油”過高。

 

 

      與“感覺”不同,進入塔體后,風始終在降溫,物料始終在升溫。物料并不會馬上升溫至進風溫度,其在“恒速干燥段”為“濕球溫度/臨界蒸發溫度”(如進料溫度達到,則直接開始蒸發),否則進塔就全部熱變性了。

      據塔型不同,進塔風速22~40m/s,塔內實際下降風速也在10m/s左右,而10m高塔體已經可以讓大多數物料達到蒸發終點,物料在塔內停留的時間是很短暫的。

      綜上,“濕潤/未干燥的粉不會熱變性”。如果在干燥機組產生了“真白點”,無非三個原因:

  一 塔壁粘掛的干燥粉末長時受到塔內溫度烘烤;

  二 附聚回塔頂的粉末受到熱風溫度劇烈加熱;

  三 塔內亂風造成排風中的粉體重接近高溫風區域。

 

      雖然理論上風/粉在中排風和下排風塔體中停留時間更短,但易掛粉、粘粉、窩風、亂風,造成少部分粉在塔內停留時間不可控,白點/雜質度增多后只能停機清洗。

     上排風塔體的風可一次性排出,并可形成貼塔壁的保護風幕,塔壁粘掛粉極少,避免產生“小白點”。

 

優點

      排風受到高速下吹的熱風吸引(文丘里現象)產生“塔內附聚”現象。上排風塔的產品粉粒徑明顯大于下排風塔,并且更易形成中空毛細結構,增加了潤濕表面積,提高了溶解速度。

      由于氣體密度低,具有可壓縮的“彈性”,塔體直徑更大,氣流易“自找正”,不易偏風。

      排風(含細粉)在塔內停留時間長于下排風塔,但絕大多數會一次全部排出。從實踐來看,上排風塔也不易產生熱變性的“小白點”。

      回卷的排風形成貼壁保護風層,可減少粘掛粉。

缺點

      由于大顆粒內部存在毛細空隙,所以堆積密度較低。同樣的原因,上排風塔無法制造“小而實”的顆粒。

 

      乳粉的假白點應首先從配方加以解決,如前處理混料時加入卵磷脂等表面活性劑。對于干燥機組,應從工藝和顆粒雙重著手。

恒速干燥段:

      此干燥段水蒸氣大量揮發,會帶動油脂向表層遷移,而這種遷移是無法避免的,只能盡可能縮短遷移時間,即需要更高的進風溫度。

降速干燥段:

      外殼盡快形成玻璃體網格化結構是組織油脂繼續外流的關鍵,由于物料在干燥機組中始終在升溫,所以應采用較高的塔內溫度。而形成外殼后,水蒸氣遷移速度變慢,也需較高的塔內溫度才能達到水分終點。

 

塔底、排風段:

      粉體干燥后,持續保持干燥環境是非常必要的,較高的水分含量或環境濕度會破壞玻璃體,變成粘流態。

      較高的排風溫度,或通過其他措施稀釋排風中的濕度,都有助于避免表面油上升。較低的水分含量,不論對于排風系統中的粉,還是存貯過程的粉,都是有利的。

粉體顆粒:

      較大的“基礎顆粒”,比表面積更小,有助于降低表面油含量。但如顆粒成團、無空心毛細結構、不易崩解,則易形成一層油膜包裹的大型“假白點”。

      高溫進風更有利于減少換熱時間、降低表面油,并且可以節約風量,降低塔容積。不過由于風量減少,蒸發量不變,排風中的相對濕度會升高,易造成錐底和排風系統粘粉掛壁,所以其更適用于氣候干燥的地區,并且需要補充干燥空氣,稀釋排風中的相對濕度。

 

東北地區:23℃    80%    14.28g/kg(空氣)

華北地區:30℃    80%    21.83g/kg(空氣)

 

高溫進風:

      干燥塔運行過程即為換熱過程,進、排風溫差越大,熱推動力越大,恒速干燥段時間越短。l產品含水率和產品特性決定排風溫度。l塔體體積越小、占地面積越小,土建建設成本越低。l風量越低,風機功率越小,設備投入成本越低。l但會導致排風相對濕度越高,當超過臨界時會導致沾塔掛壁。

 

      高溫進風+上排風干燥塔+固定流化床,可以最大限度減少粘塔掛壁,減少風量節能降耗,但需要使用CFD軟件精確修型,才能達到最佳風量風速匹配效果。

 

 

牦牛奶粉 噴霧干燥

2022-11-16
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