L'agglomerazione e la formazione di grumi sono fenomeni molto diffusi nell'industria alimentare e farmaceutica. Dove c'è polvere a flusso libero, di solito si formano grumi e agglomerati.

Quando le polveri sono esposte all'umidità, assorbono il vapore acqueo. Inizialmente, l'acqua rimane sulla superficie delle particelle di polvere, ma ben presto inizia a penetrare al loro interno. La polvere smette di scorrere liberamente e iniziano i problemi.

Il contenuto di umidità non può prevedere

Le polveri a flusso libero attraversano cinque fasi di agglomerazione. Le particelle si inumidiscono, poi diventano appiccicose; si agglomerano, si compattano e infine raggiungono la fase di liquefazione. Il processo è influenzato da molti fattori, tra cui la forma e le dimensioni delle particelle, la pressione applicata e la composizione chimica. Per prevedere ed evitare l'agglomerazione bastano tre fattori: tempo, temperatura e attività dell'acqua.

L'attività critica dell'acqua

I prodotti tendono a formare grumi o agglomerati a un determinato livello di attività dell'acqua (aw). Questo livello critico varia a seconda del prodotto, ma spesso può essere determinato utilizzando un isotermo ad alta risoluzione. Una volta individuato il livello critico di attività dell'acqua, mantenendo il prodotto al di sotto di tale valore si eviterà la formazione di grumi.

L'aggiunta di ingredienti con attività dell'acqua più elevata può modificare l'attività dell'acqua del prodotto. Inoltre, un'elevata umidità ambientale e un aumento della temperatura possono aumentare l'attività dell'acqua del prodotto.

3 semplici passaggi per evitare la formazione di grumi e agglomerati

1. Non aggiungere acqua
2. L'aggiunta di umidità aumenterà l'attività dell'acqua. L'umidità può essere assorbita dall'aria ad alta umidità o da altri ingredienti con un'attività dell'acqua più elevata.
3. Misura due volte, procedi una volta sola
4. Se l'umidità ambientale è superiore all'attività dell'acqua di una polvere, la polvere tenderà ad aggregarsi. Se l'attività dell'acqua di un ingrediente aggiunto è superiore, la polvere tenderà ad aggregarsi. Misurate per evitare problemi.
5. Ottieni un isotermo ad alta risoluzione
6. Un'isoterma DDI individua l'attività dell'acqua al di sopra della quale si verificano agglomerazione e formazione di grumi. La figura 1 mostra l'aspetto di un'isoterma DDI. Gli studi DVS prevedono il tempo necessario affinché un prodotto assorba umidità in varie condizioni. Ciò consente agli sviluppatori di prodotti di studiare (ad esempio) il tempo necessario affinché una polvere raggiunga 0,45 aw se l'umidità ambiente è del 60%.

Figura 1. L'isoterma DDI per il latte in polvere individua l'attività dell'acqua al di sopra della quale si verificano agglomerati e grumi.

Semplificare l'analisi della stabilità nelle polveri

In questo webinar, il dottor Brady Carter spiega come utilizzare le informazioni fornite dalle isoterme di assorbimento dell'umidità e dall'attività dell'acqua per prolungare la durata di conservazione e controllare la stabilità delle polveri.

Gli argomenti trattati includono:

• Stabilità della polvere
• La scienza del flusso delle polveri e dell'agglomerazione
• Come affrontare i problemi legati al flusso della polvere
• Perché misurare il contenuto di umidità nelle polveri non funziona
• Come utilizzare l'attività dell'acqua per controllare il flusso della polvere
• Comprendere le transizioni vetrose
• Utilizzo delle isoterme per identificare le attività critiche dell'acqua