Scientific Works

ISSN-print: 2073-8730
ISSN-online:
ISO: 26324:2012
Архiви

ДОСЛІДЖЕННЯ КРОХМАЛЬНОЇ ПАТОКИ ЯК ОБ′ЄКТУ РОЗ-ПИЛЮВАЛЬНОГО СУШІННЯ В СИСТЕМІ «КРАПЛЯ-ПАРОГАЗОВЕ СЕРЕДОВИЩЕ»

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

ТЕТЯНА ЯКІВНА ТУРЧИНА, ст. наук. співр.

Анотація

. Стаття присвячена дослідженням крохмальної патоки як об’єкту розпилювального сушіння в системі «крапля-парогазове середовище» на експериментальному стенді сушіння одиничних крапель у потоці нагрітого теплоносія.


Рідкий концентрат крохмальної патоки з вмістом сухих речовин 78-83% має високов’язку консистенцію, що викликає ускладнення в багатьох технологічних процесах. Отримання її у формі сухого порошку методом розпилювання дозволить поліпшити умови використання та розширити галузі її застосування.


Наявність цукристих речовин у складі відносно кислих розчинів сприяє прояву властивостей, характерних для аморфних речовин та полімерних матеріалів. За рахунок цього крохмальна патока належить до категорії термопластичних матеріалів – одних з найскладніших об’єктів розпилювального сушіння.


Здатність до висушування колоїдної системи, якою є крохмальна патока, а також адгезійність висушених часток у камері розпилювальної сушарки, закладені в її фізико-хімічних характеристиках та реологічних властивостях. Саме вони визначають кінетику сушіння крапель її розчинів, морфологію та міцність висушених часток під впливом різних температурних режимів.


Дослідження процесу сушіння крапель крохмальної патоки з масовою часткою редукуючих речовин 38-42% проводились з розчинами концентрацією сухих речовин 40%, 45%, 50%, 55%, 60% і температурах теплоносія 140 оС, 160оС, 180оС, 200оС. Встановлено, що при вмісті сухих речовин у розчинах ≥50% і підвищенні температури теплоносія до 200оС відбувається миттєве зростання градієнтів концентрації та тиску на поверхні щільної непроникливої оболонки висушуваної краплі, що характерно для колоїдних систем. Свідченням тому є наведені фотоматеріали різких змін форми, розмірів та структури крапель у стадіях кипіння та досушування.


Більш того, різке зростання дифузійного опору процесам вологопереносу призводить до утримання залишкової вологи всередині кралі. Підтвердженням тому стало зафіксоване в процесі вивчення фізичного стану висушених крапель (часток) даних розчинів (≥50%) кипіння водяної пари у вигляді бульбашок, які виникали з отворів крапель під час їх зондування у потоці теплоносія.


Більшу здатність висушуватись до сухого стану, визначену за кінетичними залежностями відносної тривалості зневоднення крапель до крапки кр.3, встановлено для розчинів з концентрацією <50% при температурі теплоносія 180-190оС. Однак, у потоці теплоносія висушені краплі усіх досліджених концентрацій розчинів патоки перебували у в’язко-пластичному стані і проявляли адгезійність. За результати аналізу фізичного стану висушених крапель крохмальної патоки у потоці теплоносія та поза його межами лише після охолодження частки набували твердості при відсутності адгезійних властивостей

Ключові слова:
крапля, температура теплоносія, крохмальна патока, кінетика сушіння, адгезійність.

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
ТУРЧИНА, Т. (2022). ДОСЛІДЖЕННЯ КРОХМАЛЬНОЇ ПАТОКИ ЯК ОБ′ЄКТУ РОЗ-ПИЛЮВАЛЬНОГО СУШІННЯ В СИСТЕМІ «КРАПЛЯ-ПАРОГАЗОВЕ СЕРЕДОВИЩЕ». Scientific Works, 2(85), 91-101. https://doi.org/10.15673/swonaft.v2i85.2223
Розділ
Статьи

Посилання

1. Hofman, D. L., Vincent J. van Buul, Fred J. P. H. Brouns (2016). Nutrition, Health, and Regulatory Aspects of Digestible Maltodextrins. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 56(12), 2091–2100. doi: 10.1080/10408398.2014.940415 [in English].
2. Kataloh konditerskoho syr`ya. (2021). Ofitsiinyi sait ChAO "SOKOMARINAD" [Official site of ChAO "SOKOMARINAD"]. Retrieved from http://sokomarinad.com.ua/products/katalog-povidla-i-nachinki/napolniteli-dlya-konditerskih-izdeliy [in Russian].
3. Interstarch. (2021). Ofitsiinyi sait Interstarch [Official site of Interstarch]. Retrieved from https://interstarch.com.ua/uk/products [in Ukrainian].
4. Kukuruznaya patoka – poleznye svoystva i chem ona otlichaetsya ot druhikh vidov. (2021). Ofitsiinyi sait Orehi-zerna [Official site of Orehi-zerna]. Retrieved from https://orehi-zerna.ru/patoka/ [in Russian].
5. Patoka: sklad, vlastivosti, korist` i shkoda. (2021). Ofitsiinyi sait Edim [Official site of Edim]. Retrieved from http://edim.com.ua/patoka-sklad-vlastivosti-ko/ [in Ukrainian].
6. Takeiti, C. Y., Kieckbusch, T. G., Collares-Queiroz, F. P. (2010). Morphological and Physicochemical Characterization of Commercial Maltodextrins with Different Degrees of Dextrose-Equivalent. International Journal of Food Properties. 13(2), 411–425. doi: 10.1080/10942910802181024 [in English].
7. Flagma (2021). Ofitsiinyi sait Flagma [Official site of Flagma] Retrieved from https://harkov.flagma.ua/uk/sirop-glyukozy-kukuruznaya-patoka-patoka-o7582005.html [in Russian].
8. Rowe, R.C., Sheskey, P.J., Quinn, M.E. (2009). Handbook of Pharmaceutical Excipients. London, Chicago: Press and American Pharmacists Association, 2009. Retrieved from https://jums.ac.ir/dorsapax/Data/sub_7/file/Handbook%20of%20pharmaceutical%20excipients.pdf [in English].
9. Loret, C. L., Meunier, V., Frith, W. J., & Fryer, P. J. (2004). Rheological characterisation of the gelation behaviour of maltodextrin aqueous solutions. Carbohydrate Polymers, 57, 153–163. doi: 10.1016/j.carbpol.2004.03.026 [in English].
10. Dolinskiy, A. & Maletskaya, K. (2011). Teplofizicheskie osnovy. Metody intensifikatsii i enerhosbere-zheniya Raspylitel`naya sushka v 2 tomakh. [Spray drying in 2 volumes]. (Vol. 1). Kiev: Akademperiodika [in Russian].
11. Kremnev, O. A., Borovskiy, V. R., Dolinskiy, A. A. (1963). Skorostnaya sushka [High-speed drying]. Kiev: Hostekhizdat USSR [in Russian].
12. Baker, C. G. J. & Mckenzie, K. A. (2002). Energy Consumption of Industrial Spray Dryers. Drying 2002 Proc. 13th International Drying Symposium (IDC 2002), Beijing, China, 27-30 Aug. 2002. [in English].
13. Baker, C. G. J. (2003). Energy Efficient Design and Operation of Dryers: The Roles of Practice. Theory and Legislation, PRES'03. Hamilton, Canada [in English].
14. Kudra, T. & Аrun, S. Mujumdar (2009). Advanced Drying Technologies: CRC Press [in English].
15. Dolinsky, A., Maletskaya, K., Snezhkin, Y. (2000). Fruit and vegetable powders production technology on the bases of spray and convective drying methods. Drying Technology, 18(3), 747–758. doi: 10.1080/07373930008917735 [in English].
16. Dolinskiy, A. A. & Ivanitskiy, H. K. (1984). Optimizatsiya protsessov raspylitel`noy sushki [Оptimization of spray drying processes]. Kyiv: Naukova dumka [in Russian].
17. Dolinskiy, A. & Maletskaya, K. (2015). Teplotekhnolohii i oborudovanie dlya polucheniya poroshkovykh materialov. Raspylitel`naya sushka v 2-kh tomakh. [Spray drying in 2 volumes]. (Vol. 2). Kiev: Akademperiodika [in Russian].
18. Siemons, I., Politek, R. G. A., Boom, R. M., et al. Dextrose equivalence of maltodextrins determines particle morphology development during single sessile droplet drying. Food research International, 131. Retrieved from https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996920300132 [in English].
19. Тurchina, Т. Ya. & Zhukotsky, E. K. (2014). Doslidzhennya vplivu protseciv strukturoutvorennya na efek-tivnist` znevodnennya skladnikh koloyidnikh sistem metodom znevodnennya [Research of the effect of structure formation on the efficiency of the process of dehydration complex colloidal systems by spraying]. Promyshlennaya teplotekhnika, 36(5), 27–33 [in Ukrainian].
20. Dolinskyi, А. А., Тurchyna, Т. Y. & Zhukotsky, E.K. (2015). Suchasni metodi vplivu na strukturuyuchi vlastivosti skladnikh materialiv yak ob’yektiv rozpilyuval`noho sushinnya [Modern methods of influencing the structural properties of complex materials as objects of spray drying]. In Mikro- i nanourovnevye protsessy v tekhnolohiyakh DIVE [Micro and nanolevel processes in DIEP technologies]. (pp. 351–357). Кyiv: Akademperiodika [in Ukrainian].
21. Тurchyna, Т. Y., Zhukotsky, E. K., Аvdieieva, L. Y., Makarenko, А. А. (2018). Vpliv mal`todekstrinu yak strukturuyuchoyi dobavki na protses sushinnya krapel` emul`siy z fosfolipidnimi nanostrukturami [Influence of maltodextrin as a structural additive on the process of drying drops of phospholipid suspensions]. Promislova teplotekhnika. 40(4), 19–24. doi: https://doi.org/10.31472/ihe.4.2018.03 [in Ukrainian].
22. Тurchyna, Т. J., Zhukotskyy, E. K., Kostianets, L. A., Makarenko, А. A. (2019). Modelyuvannya vplivu β-tsiklodekstrinu yak strukturuyuchoyi dobavki na kinetiku sushinnya vodnoyi suspenziyi yistivnoho hriba shiyitake [Modeling of the influence of β-cyclodextrin as a structural supplement on the drying kinetics for mushroom shiitake suspension]. Naukovi pratsi. 83(1), 152–156 [in Ukrainian].
23. Тurchyna, Т. Y. (2008). Fiziko-khimichniy sklad i strukturuyucha zdatnist` roslinnikh materialiv rozpilyuval`noho sushinnya [Physicochemical composition and structuring ability of plant materials for spray drying]. Kharchova i pererobna promislovist`. 5, 17–20 [in Ukrainian].
24. Sharkova, N., Тurchyna, Т., Zhukotskyy, E., Kostyanets, L. (2017). Modernizatsiya eksperimental`noho stendu dlya doslidzhennya protsesu sushinnya odinichnikh krapel` ridin-nikh sistem. [Modernization of the experimental stand for studying the drying process of single drops of liquid systems]. Naukovi pratsi NU-KHT. 23(4), 120–126 [in Ukrainian].

Найчастіше прочитані статті того самого автора (ів)