结块和结团现象在食品和制药行业中随处可见。凡是有自由流动粉末的地方,通常就会出现结块和结团。
当粉末接触到水分时,会吸收水蒸气。起初,水会附着在粉末颗粒的表面,但很快就会渗入颗粒内部。粉末不再能自由流动,问题便随之而来。
水分含量无法预测
自由流动的粉末会经历五个结块阶段。颗粒先变湿,然后变粘;随后发生团聚、压实,最终达到液化阶段。这一过程受多种因素影响,包括颗粒形状和大小、施加的压力以及化学成分。预测和避免结块的关键仅在于三个因素:时间、温度和水分活度。
关键的水分活度
产品会在特定的水分活度 aw)下结块。这种临界水分活度 产品水分活度 但通常可通过高分辨率等温线来确定。一旦确定了临界水分活度,只要将产品保持在该值以下,就能避免结块。
在较高的水分活度条件下添加原料,可能会改变水分活度 。此外,较高的环境湿度和温度升高也会水分活度 上升。
3个简单步骤,防止结块
- 千万不要加水
- 增加水分会提高水分活度。当水分活度较高时,水分可从高湿度空气或其他配料中被吸附。
- 量两次,做一次
- 如果环境湿度高于某种水分活度 ,该粉末就会结块。如果添加水分活度 原料水分活度 较高,粉末也会结块。请进行测量以避免出现此类问题。
- 获取高分辨率等温线
- DDI等温线精确水分活度 和团聚水分活度 。图1展示了DDI等温线的形态。DVS研究可预测产品在各种条件下吸收水分所需的时间。这使得产品开发人员能够研究(例如)当室内湿度为60%时,某种粉末达到0.45 aw所需的时间。

图1. 奶粉的DDI等温线明确指出了水分活度 该值时会发生结块和结团
简化粉末的稳定性分析
在本期网络研讨会中,布雷迪·卡特博士探讨了如何利用吸湿等温线和水分活度 提供的信息水分活度 延长粉末产品的保质期并控制其稳定性。
涵盖的主题包括:
- 粉末稳定性
- 粉体流动与结块的科学
- 如何处理粉料流动问题
- 为什么测量粉末中的水分含量行不通
- 如何利用水分活度 控制粉末流动性
- 理解玻璃转变
- 利用等温线确定水的临界活度
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