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Investigación sobre métodos de procesamiento y propiedades de bebidas sólidas

May 11, 2024

01
Métodos de procesamiento de bebidas sólidas

El secado de congelación, la granulación de la cama fluidizada y el secado por pulverización son tres métodos de procesamiento principales en la producción de bebidas sólidas en la actualidad. El secado de congelamiento es un proceso de secado avanzado que puede retener efectivamente los nutrientes y los componentes de los materiales de sabor, pero tiene una alta inversión y una aplicación limitada; La granulación de la cama fluidizada es adecuada para secar materiales bajos de jugo o jugo sin jugo; La tecnología de secado en aerosol es adecuada para secar materiales líquidos con alto contenido de jugo de fruta. Debido a la baja temperatura de calentamiento y el corto tiempo de los materiales, los componentes de nutrición y sabor de los materiales pueden conservarse bien. Otros métodos de procesamiento de bebidas sólidas incluyen congelación de spray, secado al vacío, etc.

1. Método de secado

El secado de congelación es el proceso de congelar agua en un material en hielo sólido, que, en condiciones de vacío, se sublima directamente en vapor de agua y escapa, eliminando así el agua del material. Su característica es que los nutrientes y los componentes volátiles están bien conservados, pero el costo de procesamiento es extremadamente alto. Por lo tanto, la producción de bebidas sólidas que utilizan el método de liofilización aún es rara, y solo se utilizan unos pocos productos con alto valor agregado, como el polvo de té instantáneo y el café en polvo.

2. Granulación de lecho fluidizado

Hay cuatro tipos de tecnologías de granulación: granulación húmeda, granulación seca, granulación de agitación rápida y granulación del lecho fluidizado. La granulación del lecho fluidizado, también conocida como granulación de ebullición, es una nueva tecnología de granulación que combina los tres pasos de mezcla, granulación y secado de granulación húmeda convencional en un recipiente cerrado. Puede reducir en gran medida la cantidad de materiales auxiliares, producir partículas de tamaño uniforme y lograr buenos resultados.
Generalmente hay tres mecanismos para el crecimiento de partículas en la granulación del lecho fluidizado: aglomeración, recubrimiento y granulación acumulativa. En el proceso de granulación del lecho fluidizado, estos tres efectos a menudo trabajan juntos para promover el crecimiento de las partículas.
El propósito de la granulación de la industria alimentaria es principalmente para resolver el problema de la solubilidad instantánea, mejorar la apariencia, la fluidez, facilitar el embalaje y, por lo tanto, aumentar el valor de los bienes.
En la actualidad, las bebidas sólidas instantáneas de frutas y verduras producidas en China generalmente adoptan los métodos de mezcla, granulación y secado, utilizando un granulador columpio para la granulación. Sin embargo, la principal desventaja de usar directamente un granulador de swing para procesar bebidas sólidas es su alto contenido de excipientes.

3. Secado por spray

El secado por pulverización es el proceso de uso del atomizador para dispersar el líquido de alimentación en gotas pequeñas y evaporar rápidamente el disolvente en el medio de secado en caliente para formar polvo seco. El líquido de alimentación puede estar en forma de líquido que puede transportarse mediante bombas como solución, suspensión, emulsión, etc. Los productos secos pueden estar en forma de polvo, granulado o partículas aglomeradas.
El rango de producción de bebidas sólidas secas en aerosol es muy amplia. Además del polvo de leche, el polvo de soja instantáneo y el polvo de tomate ampliamente utilizado en la producción, también hay informes de polvo de litchi, pólvora de raíz de loto, polvo de plátano, polvo de fresa, etc.

El polvo procesado por el secado por pulverización tiene una pequeña pérdida de nutrición y un buen color. Además de la preparación directa, también se puede usar como ingrediente. Sin embargo, el polvo después del secado por pulverización es generalmente pequeño en tamaño de partícula y pobre en compatibilidad, y puede mezclarse directamente solo después de la granulación. La leche en polvo instantánea es una de las bebidas sólidas más típicas que se pueden disolver rápidamente en agua caliente y fría mediante la granulación de la aglomeración después del secado por pulverización, y su investigación también es la más popular.

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Progreso de investigación en la solubilidad instantánea de bebidas sólidas

1. Definición de solubilidad instantánea de bebidas sólidas

El proceso de preparación de bebidas sólidas requiere un buen color, sabor y estabilidad, y la velocidad de su proceso de disolución determina directamente su calidad.
La definición amplia de solubilidad instantánea incluye dos significados. La primera es una bebida sólida que puede disolver rápida y completamente en agua, como té instantáneo, cristales de naranja, castañas de frutas, etc., que se pueden disolver completamente en agua; Otro tipo se refiere a la formación de una suspensión uniformemente dispersa después de una dispersión rápida, como leche en polvo de soja, leche en polvo, etc.

2. El proceso de mezcla de bebidas sólidas

El proceso de mezcla de polvo se divide en cuatro pasos: humectación, hundimiento y dispersión. Finalmente, el polvo con buena solubilidad se disuelve y se infiltra en agua bajo acción capilar. El proceso de disolución se puede completar en unos segundos. Sin embargo, si hay grupos hidrofóbicos en la superficie del material, el polvo es difícil de mojar. En general, los aglutinantes como la maltodextrina y los tensioactivos como la granulación de lecitina (como la leche en polvo) se utilizan para mejorar la solubilidad.

3. Investigación teórica sobre las propiedades de mezcla de bebidas sólidas

El proceso de disolución de las bebidas sólidas es esencialmente un proceso de transferencia de masa, en el que el agua se transfiere de la fase acuosa a la superficie de las partículas, y luego se difunde en el interior de las partículas. Las partículas se disuelven de las superficies internas y externas de las partículas, y las partículas disueltas entran en la fase acuosa y se difunden desde la superficie interior hasta la superficie externa de las partículas. Luego se transfieren desde la superficie externa de las partículas a la fase acuosa a través de la difusión o convección hasta que las partículas se disuelvan por completo.
Según la teoría de la transferencia de masa molecular, los factores que afectan la velocidad de transferencia de masa incluyen el área superficial interna y externa de las partículas, el diámetro de partículas, el espesor de la película líquida, la diferencia de concentración desde el interior de las partículas hasta la superficie de las partículas, la diferencia de concentración de las partículas disueltas en La fase acuosa desde la superficie de las partículas hacia el exterior de la película líquida, coeficiente de difusión, etc.

El aumento de la superficie específica interna y externa de las partículas, reduciendo el diámetro de las partículas pequeñas y el espesor de la película líquida, y la mejora de la difusión o los coeficientes de transferencia de masa convectiva son beneficiosos para la disolución de partículas. En términos generales, cuanto más pequeño es el tamaño de partícula, mayor es el área de superficie específica de las partículas y más rápida es la velocidad de disolución; Pero el tamaño de partícula es pequeño, y los espacios entre partículas también son pequeños. Cuando las partículas se disuelven en la superficie, se unen, evitando que el agua se extienda dentro del polvo. Además, el tamaño de partícula es pequeño, la densidad de la granel es ligera y flota en la superficie del líquido, reduciendo relativamente el área de humectación, y la velocidad de disolución no es rápida.

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Progreso de investigación en las propiedades de la bebida sólida en polvo

Las propiedades del polvo incluyen la flujo y la cohesión de las partículas de polvo, el tamaño y la distribución de partículas, la forma de partículas, la densidad aparente, las propiedades de la superficie, la carga estática, el contenido de humedad, etc. Afecta directamente el almacenamiento, el envasado y el procesamiento de polvo. La fluitud del polvo juega un papel importante en el procesamiento, el empaque, como el flujo, el transporte, la mezcla, la compresión y el embalaje entre los tanques de almacenamiento y los silos de grano. Por lo tanto, medir la flujo de flujo del polvo es de gran importancia para la ingeniería de polvo.
El procesamiento industrial de polvos requiere flujo de flujo confiable y consistente, de modo que los silos de almacenamiento y alimentación no se desborden ni produzcan polvo.
Existen fuerzas de fricción, fuerzas de fricción estática, fuerzas de adhesión y fuerzas cohesivas entre las partículas de polvo durante el flujo, entre las cuales la fuerza de adhesión es causada por la atracción intermolecular entre partículas, también conocida como fuerza de van der Waals; La fuerza gravitacional causada por la carga estática anisotrópica transportada por partículas; Fuerza capilar de humedad unida; La fuerza de mordedura mecánica causada por la superficie desigual de las partículas, a veces estas fuerzas coexisten.
Representar y medir las propiedades mecánicas del flujo o la quietud entre los polvos, representados por el ángulo de fricción. Jenike fue el primero en utilizar el método de la cámara de corte para medir las características de flujo de los polvos en 1964, y luego desarrolló el método anular de la cámara de corte, que puede medir la fuerza de fricción interna del polvo en sí.
La forma de la partícula, la composición de la superficie, el tamaño de la partícula y el contenido de humedad también tienen un impacto significativo en la flujo y el cálculo del polvo. Cuanto mayor sea el contenido de humedad, más puentes líquidos entre los polvos aumentan, más fuerte es la fuerza de adhesión y peor es la flujo de flujo. Entre ellos, el tamaño de partícula tiene el mayor impacto en la flujo de flujo del polvo.

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Investigue el progreso en bebidas sólidas compuestas de frutas y verduras

En la actualidad, hay relativamente poca investigación sobre polvos compuestos de frutas y vegetales, y la investigación de un solo polvo sigue siendo el enfoque principal. Para compensar las deficiencias nutricionales, de color o de sabor de cierta fruta y vegetales en producción, varias frutas y verduras a menudo se mezclan para el procesamiento, y el procesamiento de bebidas sólidas de frutas y verduras no es una excepción. En la actualidad, la investigación sobre el procesamiento del polvo compuesto de frutas y vegetales se centra principalmente en la tecnología, y la investigación teórica es débil.


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