การผลิตผงน้ำตาลซูโครสด้วยเครื่องอบแห้งแบบพ่นฝอยภายใต้สภาวะสุญญากาศ

Abstract

การอบแห้งแบบพ่นฝอยเป็นวิธีการอบแห้งที่นิยมในอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์อาหารผงสำเร็จรูปและผงซักฟอก เนื่องจากเป็นวิธีการไม่ยุ่งยาก ใช้เวลาน้อย และมีต้นทุนต่ำ วิธีนี้จะได้ผงแห้งที่มีขนาดเล็กโดยการพ่นสารละลายหรือของเหลวหยดเล็กๆผ่านหัวฉีดเข้าสู่ห้องอบแห้ง หลังจากการนั้นจะมีตัวกลางให้ความร้อนหรือลมร้อนมาให้ความร้อนเพื่อช่วยในการระเหยและรับเอาไอน้ำออกจากอนุภาค ซึ่งโดยทั่วไปแล้วลมร้อนที่ใช้จำเป็นต้องใช้ที่อุณหภูมิสูงเนื่องจากต้องทำให้ตัวทำละลายระเหยได้อย่างรวดเร็ว จึงส่งผลให้วิธีการอบแห้งแบบพ่นฝอยมักเกิดปัญหาเหนียวติดในสารจำพวกน้ำตาลหรือสารที่มีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วต่ำ เนื่องจากเมื่อผิวของอนุภาคมีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วจะทำให้ผิวของอนุภาคที่มีสถานะคล้ายแก้วเปลี่ยนเป็นสถานะคล้ายยาง ส่งผลต่อการไหลตัวและปริมาณร้อยละผลได้ที่ได้จากการอบแห้ง จึงมีแนวคิดในการอบแห้งแบบพ่นฝอยภายใต้ความดันสุญญากาศเพื่อลดอุณหภูมิที่ต้องใช้ในการอบแห้ง แต่ยังคงมีอัตราการระเหยน้ำที่สูงอยู่ ซึ่งจะส่งผลให้ผลต่างของอุณหภูมิของผงหลังการอบแห้งกับอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วน้อยลง รวมถึงมีการเพิ่มอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วของผงแห้งโดยเติมแป้งมอลโตเดกซ์ตรินลงไป ในการทดลองนี้จะศึกษาการอบแห้งแบบพ่นฝอยของแป้งมอลโตเดกซ์ตรินDE11กับน้ำตาลซูโครสที่ความดันสุญญากาศโดยมีเครื่องทำความร้อนแบบอินฟราเรตเป็นตัวช่วยให้ความร้อนแทนลมร้อนที่หายไป อุณหภูมิในห้องอบแห้งที่ 40 50 60 และ 70 องศาเซลเซียสและที่ความดัน 0.54 บรรยากาศ นำมาเปรียบเทียบกับการอบแห้งแบบพ่นฝอยที่ความดันบรรยากาศ อุณหภูมิลมร้อน 120 องศาเซลเซียส จากการทดลองพบว่าที่ความดันสุญญากาศจะได้ปริมาณร้อยละผลได้เพิ่มมากขึ้นกว่าที่ความดันปกติ ความชื้นที่ได้มากกว่าเล็กน้อย และผิวของอนุภาคเกิดการเปลี่ยนเป็นสถานะคล้ายยางลดลง ดังนั้นผงแห้งที่ได้มีความเหนียวติดน้อยกว่า รวมถึงการอบแห้งแบบพ่นฝอยที่ความดันสุญญากาศยังสามารถได้ผงแห้งของน้ำตาลซูโครสโดยไม่ต้องเติมสารผสมออกมา ซึ่งดีกว่าการอบแห้งที่ความดันบรรยากาศที่ไม่สามารถได้น้ำตาลซูโครสออกมา