식품 제조업체를 위한 덩어리짐 및 뭉침 현상 근절을 위한 단계별 가이드

식품 및 제약 산업에서는 뭉침과 덩어리짐 현상이 흔히 발생합니다. 자유롭게 흐르는 분말이 있는 곳에는 대개 덩어리나 뭉침이 생기기 마련입니다.

분말이 습기에 노출되면 수증기를 흡수합니다. 처음에는 물이 분말 입자 표면에 머무르지만, 곧 입자 내부로 스며들기 시작합니다. 그러면 분말이 원활하게 흐르지 않게 되고, 문제가 발생하기 시작합니다.

수분 함량만으로는 예측할 수 없다

유동성이 좋은 분말은 5단계의 고결 과정을 거칩니다. 입자는 먼저 젖은 상태가 되고, 그다음 끈적거리는 상태가 되며, 응집과 압축을 거쳐 마침내 액화 단계에 이릅니다. 이 과정은 입자의 모양과 크기, 가해지는 압력, 화학적 조성 등 다양한 요인의 영향을 받습니다. 고결 현상을 예측하고 방지하는 데는 시간, 온도, 수분 활성도라는 세 가지 요소만 고려하면 됩니다.

임계 수분 활성도

제품은 특정 수분 활성도(aw)에서 뭉치거나 덩어리지는 현상이 발생합니다. 이 임계 수분 활성도는 제품마다 다르지만, 고해상도 등온선을 통해 파악할 수 있는 경우가 많습니다. 임계 수분 활성도를 파악한 후, 제품의 수분 활성도를 그 값 이하로 유지하면 뭉침을 방지할 수 있습니다.

수분 활성도가 높은 상태에서 원료를 첨가하면 제품의 수분 활성도가 변할 수 있습니다. 또한, 주변 습도가 높거나 온도가 상승하면 제품의 수분 활성도가 높아질 수 있습니다.

3가지 간단한 단계로 뭉침과 덩어리짐을 방지하세요

1. 물만 넣지 마세요
2. 수분을 공급하면 수분 활성이 증가합니다. 수분 활성도가 높을수록 습도가 높은 공기나 다른 성분으로부터 수분을 흡착할 수 있습니다.
3. 두 번 재고 한 번 처리하라
4. 주변 습도가 분말의 수분 활성도보다 높으면 분말이 뭉치게 됩니다. 첨가된 원료의 수분 활성도가 더 높을 경우에도 분말이 뭉치게 됩니다. 문제를 방지하기 위해 수분 활성도를 측정하십시오.
5. 고해상도 등온선을 확인하세요
6. DDI 등온선은 고결 및 덩어리 현상이 발생하는 수분 활성도(aw)의 임계점을 정확히 나타냅니다. 그림 1은 DDI 등온선의 모양을 보여줍니다. DVS 연구를 통해 다양한 조건에서 제품이 수분을 흡수하는 데 걸리는 시간을 예측할 수 있습니다. 이를 통해 제품 개발자는 (예를 들어) 실내 습도가 60%일 때 분말이 수분 활성도 0.45에 도달하는 데 걸리는 시간을 분석할 수 있습니다.

그림 1. 분유에 대한 DDI 등온선은 고결 및 덩어리 현상이 발생하는 수분 활성도를 명확히 보여준다

분말의 안정성 분석을 간소화합니다

이번 웨비나에서 브래디 카터 박사는 수분 흡착 등온선과 수분 활성도를 통해 얻은 정보를 활용하여 분말 제품의 유통기한을 연장하고 안정성을 관리하는 방법에 대해 설명합니다.

다루는 주제는 다음과 같습니다:

• 분말의 안정성
• 분말 유동 및 결괴 현상에 관한 과학
• 분말 유동 문제를 해결하는 방법
• 분말의 수분 함량을 측정하는 것이 왜 효과가 없는가
• 수분 활성을 이용하여 분말 유동성을 조절하는 방법
• 유리 전이 이해하기
• 등온선을 이용한 물의 주요 반응 식별