بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
ارزيابي تاثير پارامترهاي خشک کردن پاششي در توليد و ويژگيهاي پودر عسل
چکيده : خشک کردن پاششي گسترده ترين فرايند صنعتي مورد استفاده شامل تشکيل ذرات و خشک نمودن آنهاست . روشي بسيار مناسب براي توليـد مداوم مواد جامد خشک در اشکال پودر، گرانول و آگلومره ها از خوراک مايع بشکل محلول ، امولسيون و سوسپانسيون هاي قابل پمپ مي باشد.
در اين تحقيق با استفاده از يک خشک کن پاششي در مقياس آزمايشگاهي با اتمايزر چرخشـي بـا ٢٢٠٠٠ دور در دقيقـه و محـدوده دمـايي ١٨٠-١٤٠ درجه سانتيگراد و خوراک با سرعت جريان ٩ ميلي ليتر در دقيقه براي توليد پودر عسـل بکـار گرفتـه شـد و از مالتودکسـترين بـا (٢٠-١٨=DE) و بـا غلظت ٪٤٠-٣٠ بعنوان کمک خشک کن استفاده گرديد. ميزان حلاليت پودر توليدي، مقدار رطوبت ، دانسيته توده و بازده خشک کن از جملـه مـواردي بودند که مورد آزمون و بررسي قرار گرفتند. افزايش دما موجب کاهش ميزان رطوبت ، دانسيته توده پودر و نسبت بالاتر مالتودکسترين بـا افـزايش دمـاي انتقال شيشه اي سبب کاهش چسبندگي ذرات به ديواره خشک کن ، کاهش دانسيته توده ، بازدهي بالاتر و رطوبت بالاتر پودرها گرديد.
واژه هاي کليدي: خشک کردن پاششي،عسل ،پارامترهاي خشک کردن
1
مقدمه :
امروزه خشک کردن پاششي يکي از رايج ترين روشهاي خشک کردن مواد غذايي مي باشد و به عنوان عمليات واحد در صـنعت غـذا و لبنيـات
براي توليد پودر خشک با هدف حفظ ترکيبات فعال و مواد مغذي براي مدت زمان طولاني کاربرد دارد (١).
خشک کردن پاششي محصولات چسبنده در شرايط عادي خشک کردن امريست دشوار و در اين بين عسل با دارا بودن مقادير بالايي از مونو،دي و تـري ساکاريدها بخصوص (بطور متوسط فروکتوز ٣٧.٥ و گلوکز ٢٨.٥ درصد) دماي انتقال شيشه اي پائيني داشته که اين امر موجب چسبيدن ذرات به ديـواره خشک کن ، افت بازده و کاهش کيفيت محصول نهايي مي شود. يک روش جهت ممانعت از چسبندگي، خشک کردن پاششـي در کمتـر از دمـاي + Tg
C ٢٠ است . روش ديگر استفاده از کمک خشک کن هايي با وزن مولکولي بالا جهت افزايش دماي انتقال شيشه اي مخلوط مي باشد (٤).
آزمون هاي متعددي بر انواع کنستانتره ها انجام گرفت و بر اين اساس بهترين نتيجه در خشک کردن پاششي براي نسبت آبميوه به مالتودکسترين بـراي کشمش سياه ٦٥.٣٥، ٦٠.٤٠ براي زرد آلو و ٥٥.٤٥ براي تمشک حاصل گرديد. دماي هواي ورودي در اين آزمونها بين ٩٠ تا ١٦٠ درجه بود (١).
در تحقيق ديگري تاثير دماي هواي ورودي و سرعت جريان هواي فشرده بر خواص پودر گوجه خشـک شـده بـه روش پاششـي را مـورد بررسـي قـرار و دريافتند که بازده خشک کردن با افزايش دماي هواي ورودي و سرعت جريان هواي فشرده افزايش مي يابد (٥،٦).
شرستا در سال ٢٠٠٧، نشان داد که افزايش غلظت مالتودکسترين موجب کاهش دانسيته توده پودر آب پرتقـال مـي گـردد و از سـوي ديگـر چگينـي و قباديان (٢٠٠) نتيجه گرفتند که دانسيته توده با افزايش دماي هواي ورودي کاهش و همچنين توليد پودر آب پرتقال بـدون اسـتفاده از کمـک خشـک کن امکان پذير نبوده ، لکن با بکارگيري مالتودکسترين ، بازده خشک کردن به ٣٥-١٨ درصد مي رسد (٤).
پودر عسل توليدي رطوبت پائين داشته و مي تواند مستقيما به مخلوط هاي خشک و يا پوشش هاي خشـک افـزوده و بـه آسـاني بـه مخلـوطي از اجـزا خشک مخلوط شده و در شرايطي که امکان استفاده از عسل مايع نباشد بکار گرفته شود.
هدف از انجام اين پژوهش ايجاد شرايط بهينه اي از عوامل موثر در خشک کردن پاششي و بررسي تـاثير شـرايط خشـک کـردن پاششـي (دمـاي هـواي ورودي و مقدار مالتودکسترين ) در توليد پودر عسل با قابليت ماندگاري بالا، حمل و نقل آسـان ، قابليـت اسـتفاده ، خـواص کـاربردي، فيزيکوشـيميايي و تغذيه اي مناسب جهت استفاده در صنايع مختلف مي باشد.
مواد و روش ها:
خشک کردن پاششي: در اين تحقيق از خشک کن پاششي آزمايشگاهي ساخت شرکت مهام صنعت ايران - نيشابور براي فرآيند خشک کردن استفاده گرديد. محفظه خشک کن به صورت استوانه اي با قسمت تحتاني مخروطي شکل که قطر قسمت استوانه اي m ١ و ارتفاع کل محفظه m ٢ مي- باشد. دستگاه مجهز به يک پمپ پريستاليک براي ارسال خوراک به افشانه مي باشد. فرآيند پاشش توسط اتمايزر چرخشي با دور ٢٢٠٠٠ دور در دقيقه انجام و خشک کردن در دماي ١٨٠-١٤٠ درجه سانتيگراد و از مالتودکسترين در غلظت ٣٠ و ٤٠ درصد وزني، بر پايه ماده خشک استفاده گرديد.
پودر حاصل از خروجي محفظه در شيشه هاي تيره و دور از نور و تا زمان انجام آزمايشات نگهداري شد.
اندازه گيري ميزان رطوبت : حدود ٢ گرم پودر در يک پتري ديش ( که ظرف قبلاً خشک و وزن شده است ) وزن شد. سپس ظـرف حـاوي پـودر بمـدت ٣-٢ ساعت در يک آون در دماي (c ± ١٠٥ ) قرار داده شد، در نهايت از آون خارج و در دسيکاتور خنک و سپس وزن مي شود، فرايند خشـک کـردن تا رسيدن به وزن ثابت ادامه مي يابد. مقدار رطوبت از طريق معادله زير محاسبه گرديد (b١٩٧٨ ,A.S Niro Atomizer).
که در آن M درصد رصوبت ، W١ وزن ظرف خالي، W٢ مجموع وزن پودر و ظرف و W٣ مجموع وزن پودر خشک شده و ظرف بعـد از آون گـذاري مـي باشد.
دانسيته توده : ٢ گرم پودر را به دقت در يک استوانه مدرج ml١٠ بصورت تدريجي ريخته و استوانه را بر يک ويبراتور چرخشي بمدت ١ دقيقه نگهداشته ، سپس دانسيته توده از نسبت جرم پودر به حجم اشغال شده در استوانه بدست مي آيد ( ٢٠٠٤ ,Goula et al ).
در اين فرمول جرم پودر (گرم ) ، حجم نمونه (ميلي ليتر)
اندازه گيري شاخص انحلال پذيري: ١ گرم پودر به دقت به ml١٠٠ آب مقطر تحت شرايط هم زدن با يک همزن مغناطيسي در rpm ٣٨٥ بمدت ٥ دقيقه اضافه مي شود. ديسپرسيون حاصل در g ×٣٠٠٠ براي ٥ دقيقه سانتريفوژ مي شود. حجم ml ٢٥ حاوي مواد محلول جدا و به يک پتري ديش
2
که از قبل وزن گرديده منتقل و در آون c ١٠٥ بمدت ٥ ساعت خشک مي گردد. اختلاف وزن پودر نهايي ظرف به نسبت پودر اوليه بر حسب درصد جهت تعيين انحلال پذيري در آب بکار مي رود ( ٢٠٠٥,Cano-Chauca, Stringheta, Ramos, and Cal-Vidal).
بازده خشک کردن : بازده توليد محصول بصورت نسبت درصد جرمي محصول بدست آمده به جرم کل ماده جامد موجود در خوراک (بر حسب ماده
خشک ) و با استفاده از فرمول زير محاسبه گرديد:
که در اين فرمول : w٢، جرم محصول نهايي و w١، جرم کل ماده جامد خوراک مي باشند.
نتايج و بحث :
متداولترين موضوعات و خصوصيات يک پودر، مقدار رطوبت ، دانسيته توده و انحلال پذيري مي باشد. در اين رابطه دما و شرايط خشک کن و ميزان استفاده از کمک خشک کن ها تأثير قابل توجهي بر خواص پودر دارند.
همانگونه که در نمودار ١ مشاهده ميشود، افزايش دما موجب کاهش ميزان رطوبت پودرهاي حاصل ميشود که اين امر بدليل افزايش انتقال حرارت و خروج سريعتر رطوبت از ذرات است . با افزايش مقدار مالتودکسترين نيز بدليل ايجاد يک لايه نازک بر سطح قطرات و ذرات موجب کاهش انتشار رطوبت و حفظ بيشتر آن در ذرات و در نهايت افزايش مقدار رطوبت پودرها ميگردد.
ايـن يافتـه موافـق بـا نتـايج بدسـت آمـده توسـط گـولا و آداموپولوس (٢٠١٠) ميباشد که نشان دادنـد کـه افـزايش غلظت مالتودکسترين موجب افزايش مقدار رطوبت م گردد، اين امر بدليل حضور مولکولهاي بزرگ مالتودکسترين بـوده که انتشار مولکولهاي آب را با دشواري مواجه مي سازد.
نمودار١: مقادير رطوبت در پودرهاي عسل با نسبت هاي ٣٠ و ٤٠% مالتودکسترين
در مطالعه آنها از غلظت هاي بالاي مالتودکسترين براي توليد پودر آب پرتقال استفاده شده بود. با افزايش دمـاي هـواي ورودي، دمـاي هـواي خروجـي افزايش و مقدار رطوبت پودرها کاهش مي يابد. مالتودکسترين هايي با DE بالاتر موجب افزايش مقدار رطوبت پودرهـا مـي شـوند، زيـرا بـا کـاهش وزن مولکولي مالتودکسترين ، تعداد زنجيره هاي جانبي هدروفيل (آبدوست ) آنها افزايش مي يابد.
همانطور که در نمودار ٢ مشاهده ميگردد با افزايش دما و غلظت مالتودکسـترين از ميـزان دانسـيته تـوده پودرهـاي توليدي کاسته شد که اين امر با افزايش دما بدليل افـزايش سـرعت انتقـال جـرم و حـرارت و خـروج سـريعتر رطوبـت
