##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
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
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Посилання
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].