Przewodnik krok po kroku dla producenta żywności dotyczący eliminacji zbrylania i tworzenia się grudek

Zbrylanie i grudkowanie to powszechne zjawiska w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym. Tam, gdzie występują sypkie proszki, zazwyczaj pojawiają się też grudki i zbrylenia.

Kiedy proszki są wystawione na działanie wilgoci, pochłaniają parę wodną. Początkowo woda osadza się na powierzchni cząstek proszku, jednak wkrótce zaczyna wnikać w ich wnętrze. Proszek traci swobodną sypkość i zaczynają się problemy.

Wilgotność nie pozwala przewidzieć

Proszki o swobodnym przepływie przechodzą przez pięć etapów zbrylania. Cząstki stają się wilgotne, a następnie lepkie; aglomerują, ulegają zagęszczeniu i w końcu osiągają etap upłynnienia. Proces ten zależy od wielu czynników, w tym od kształtu i wielkości cząstek, przyłożonego ciśnienia oraz składu chemicznego. Przewidywanie i unikanie zbrylania sprowadza się do zaledwie trzech czynników: czasu, temperatury i aktywności wody.

Krytyczna aktywność wody

Produkty zbrylają się lub grudkują przy określonej aktywności wody (aw). Ta krytyczna wartość aktywności wody jest inna dla każdego produktu, ale często można ją określić za pomocą izotermy o wysokiej rozdzielczości. Gdy znasz już krytyczną aktywność wody, utrzymanie produktu poniżej tej wartości pozwoli uniknąć grudkowania.

Dodawanie składników o wyższej aktywności wody może zmienić aktywność wody w produkcie. Ponadto wysoka wilgotność otoczenia i wzrost temperatury mogą podnieść aktywność wody w produkcie.

3 proste kroki, aby zapobiec zbrylaniu i grudkowaniu

1. Po prostu NIE dodawaj wody
2. Dodanie wilgoci zwiększy aktywność wody. Wilgoć może być adsorbowana z powietrza o wysokiej wilgotności lub z innych składników o wyższej aktywności wody.
3. Mierz dwa razy, przetwarzaj raz
4. Jeśli wilgotność otoczenia jest wyższa niż aktywność wody w proszku, proszek ulegnie zbryleniu. Jeśli aktywność wody dodanego składnika jest wyższa, proszek również się zbryli. Mierz, aby unikać problemów.
5. Uzyskaj izotermę o wysokiej rozdzielczości
6. Izoterma DDI dokładnie wskazuje aktywność wody, powyżej której dochodzi do zbrylania i grudkowania. Rysunek 1 przedstawia wygląd izotermy DDI. Badania DVS pozwalają przewidzieć, jak długo potrwa pochłanianie wilgoci przez produkt w różnych warunkach. Umożliwia to twórcom produktów zbadanie (na przykład) czasu potrzebnego na osiągnięcie przez proszek wartości 0,45 aw, jeśli wilgotność w pomieszczeniu wynosi 60%.

Rysunek 1. Izoterma DDI dla mleka w proszku wskazuje aktywność wody, powyżej której dochodzi do zbrylania i grudkowania

Uprość analizę stabilności proszków

W tym webinarium dr Brady Carter omawia, jak wykorzystać informacje dostarczane przez izotermy sorpcji wilgoci oraz aktywność wody do przedłużenia okresu trwałości i kontroli stabilności proszków.

Omawiane tematy obejmują:

• Stabilność proszków
• Nauka o sypkości i zbrylaniu proszków
• Jak radzić sobie z problemami dotyczącymi sypkości proszków
• Dlaczego pomiar zawartości wilgoci w proszkach nie działa
• Jak wykorzystać aktywność wody do kontroli przepływu proszków
• Zrozumienie przejść szklistych
• Wykorzystanie izoterm do określenia krytycznych wartości aktywności wody