Qu’est-ce qui provoque la viscosité lors du séchage par atomisation ? Comment la contrôler ?

Qu’est-ce qui provoque la viscosité lors du séchage par atomisation ? Comment la contrôler ?

 Résumé:

Les aliments séchés par atomisation se divisent en deux catégories : non collants et visqueux. Les ingrédients non collants sont faciles à sécher par atomisation, la conception du séchoir est simple et la poudre finale s'écoule librement. Parmi les exemples de produits non collants, on trouve la poudre d'œuf, la poudre de lait, les solutions, la maltodextrine, les gommes et les protéines. En revanche, les aliments collants posent des problèmes de séchage dans des conditions d'atomisation classiques. Ils ont tendance à adhérer aux parois du séchoir ou à devenir inutilisables dans les chambres de séchage et les systèmes de transport, ce qui entraîne des problèmes opérationnels et une baisse des rendements. Les aliments sucrés et acides en sont des exemples typiques.

La viscosité est un phénomène observé lors du séchage d'aliments riches en acide glycolique. La viscosité des poudres est une caractéristique de la cohésion et de l'adhérence. Elle explique la viscosité entre les particules (cohésion) et la viscosité entre les particules et la paroi (adhérence). La force de liaison des particules de poudre est due à leurs propriétés internes, appelées cohésion, qui forment des masses au sein du lit de poudre. Par conséquent, la force nécessaire pour briser un agglomérat de poudre doit être supérieure à la cohésion. L'adhérence est une propriété interfaciale : les particules de poudre adhèrent aux parois du dispositif de séchage par atomisation. La cohésion et l'adhérence sont des paramètres clés pour la conception du séchage et de ses conditions. La composition de surface des particules de poudre est le principal facteur déterminant de la viscosité. Les tendances à la cohésion et à l'adhérence des matériaux de surface des particules de poudre diffèrent. Le séchage nécessitant le transfert d'une grande quantité de soluté à la surface des particules, la viscosité est de type volumique. Ces deux caractéristiques de viscosité (cohésion et adhérence) peuvent coexister lors du séchage par atomisation d'aliments riches en sucre. La viscosité entre les particules résulte de la formation de ponts liquides fixes, de ponts liquides mobiles, de chaînes mécaniques entre les molécules, ainsi que de ponts électrostatiques, gravitationnels et solides. L'adhérence des particules de poudre aux parois de la chambre de séchage est principalement due à la perte de matière lors du séchage par atomisation des aliments riches en sucre et en acide. Si la poudre y reste trop longtemps, elle finira par sécher sur les parois.

Cela conduit à une viscosité

STechnologie de séchage par atomisation avec recyclage des poudres alimentaires riches en phosphate. Les sucres de faible masse moléculaire (glucose, fructose) et les acides organiques (acide citrique, acide malique, acide tartrique) représentent un défi majeur. Les substances à faible masse moléculaire, telles qu'une forte absorption d'eau, une thermoplasticité et une faible température de transition vitreuse (Tg), contribuent aux problèmes de viscosité. La température de séchage par atomisation est supérieure à Tg20.°C. La plupart de ces composants forment des particules molles à la surface visqueuse, ce qui provoque la viscosité de la poudre et finit par former une pâte. La grande mobilité moléculaire de cette molécule est due à sa faible température de transition vitreuse (Tg), ce qui entraîne des problèmes de viscosité dans les séchoirs par pulvérisation, généralement utilisés à haute température. Les principales caractéristiques sont la température de transition vitreuse et la température de transition de phase amorphe. La transition vitreuse se produit dans un solide dur, le sucre amorphe, qui se transforme en une phase liquide caoutchouteuse molle. L'énergie de surface du verre solide est faible et il n'adhère pas aux surfaces solides à faible énergie. Lors du passage de l'état vitreux à l'état caoutchouteux (ou liquide), la surface du matériau peut se soulever et l'interaction entre la molécule et la surface solide peut commencer. Lors du séchage des aliments, le produit est à l'état liquide ou adhésif, et l'aliment liquide/adhésif qui enlève l'agent plastique (eau) se vitrifie. Si les matières premières alimentaires ne subissent pas de variations de température entre la température de séchage élevée et la température de vitrification, le produit conservera une viscosité élevée. Si ce type d'aliment entre en contact avec une surface solide à haute énergie, il y adhérera.

Contrôle de la viscosité 

Il existe de nombreuses méthodes, basées sur la science des matériaux et les procédés, pour réduire la viscosité. Parmi les méthodes de base en science des matériaux, on trouve l'utilisation de matériaux contenant des additifs de séchage liquide à masse moléculaire élevée afin d'augmenter la température hors du processus de vitrification. Les méthodes basées sur les procédés concernent notamment les parois et le fond de la chambre mécanique.