Совмещение распылительной и сублимационной сушки

Значительную роль в улучшении тепло- и массопереноса играет поверхность испарения и толщина слоя замерзшего материала. Увеличение поверхности испарения добиваются путем увеличения дисперсности и удельной поверхности материала. Это может быть осуществлено за счет распыления и дополнительного измельчения замороженного продукта, что позволяет получать продукт высокой дисперсности.
По предварительной оценке стоимость удаления 1 кг влаги путем распылительной сушки в 6 раз меньше, чем сублимационной. При этом значительно ниже затраты на транспортировку, а состояние продуктов стабильно при длительном хранении. Однако, как показало исследование, применение распылительной сушки возможно только для микроорганизмов, выдерживающих высокие температуры. Для большинства же культур сублимационная сушка остается единственным подходящим методом.
Последние исследования ученых показали, что для получения протеин-насыщенных сухих порошков можно совместить распылительную и сублимационную сушку в одном процессе, основное преимущество которого заключается в получении продукта высокой дисперсности. Процесс проводился в две стадии:

• распыление раствора в металлическую емкость, наполненную жидким азотом, при постоянном взбалтывании;
• сублимационная сушка в вакуумном лиофилизаторе компании Crist.

При этом по качеству продукты, высушенные совмещенным способом (степень сохранения ценных свойств, первоначальной структуры, активность ингредиентов), не уступают сублимационно высушенным в вакууме. Продукты обладают лучшей сыпучестью и морфологией, при этом отсутствует спекание верхнего слоя.
Полученные таким способом порошки могут быть использованы для последующей инкапсуляции, прессования, эпидермального введения, а также для повышения растворимости плохорастворимых веществ.
Некоторые ученые также исследовали влияние способа сушки на сыпучесть порошка, которая зависит от сочетания различных факторов: размера, формы, поверхностных свойств частиц. Сравнение способов распылительной и совмещенной распылительной и сублимационной сушки проводилось по таким показателям, как:

• размер и форма частиц;
• влагосодержание, физико-химические свойства;
• влияние добавок и покрытий на сыпучесть порошков.

Порошки, полученные распылительной и совмещенной распылительной и сублимационной сушкой, имеют принципиальные различия по форме частиц. При этом остаточное влагосодержание, поверхностные свойства частиц, полученных двумя данными способами, были близки. В обоих случаях сыпучесть была неудовлетворительной. При использовании добавок наблюдалось улучшение сыпучести.
С учетом вышеизложенного становится очевидной необходимость в улучшении энергоэффективности технологии сублимационного обезвоживания, разработке нового оборудования, создании комбинированных способов сушки, направленных на повышение качества получаемых продуктов.
Одна из задач усовершенствования процесса сублимационной сушки (снижения продолжительности, энергоемкости процесса) с одновременным решением проблем качества получаемых продуктов может быть решена за счет перехода от сушки в вакууме к сушке при атмосферном давлении.