
牛初乳的核心價值在于富含免疫球蛋白(IgG)、生長因子(如 EGF) 等活性成分,但這些成分對溫度極度敏感,傳統(tǒng)高溫噴霧干燥(進風(fēng)溫度>100℃)會導(dǎo)致活性成分大量失活(IgG 保留率常低于 50%)。低溫噴霧干燥(進風(fēng)溫度通常為 40-80℃)的核心目標(biāo)是:在保證牛初乳粉達(dá)到合格含水率(通常≤5%)的同時,最大程度保留其活性成分,同時解決低溫下易出現(xiàn)的 “干燥效率低、粉體結(jié)塊、溶解性差” 等問題。
關(guān)鍵工藝參數(shù)的優(yōu)化通常會通過單因素實驗或響應(yīng)面法,優(yōu)化影響干燥效果與產(chǎn)品品質(zhì)的 4 個核心參數(shù),具體影響如下: 進風(fēng)溫度:最關(guān)鍵參數(shù)。
溫度過低(如<40℃):干燥不徹底,粉體含水率超標(biāo),易吸潮結(jié)塊; 溫度過高(如>100℃):IgG 失活率上升,活性價值下降; 多數(shù)研究得出最優(yōu)區(qū)間:進風(fēng)溫度 45-65℃,此時 IgG 保留率可達(dá) 75%-90%,且干燥效率與粉體品質(zhì)平衡。 進料速率: 速率過快:料液在干燥塔內(nèi)停留時間短,水分未充分蒸發(fā),粉體含水率高; 速率過慢:料液過度干燥,易產(chǎn)生焦粉,且能耗增加; 最優(yōu)值通常與霧化器類型匹配,如離心式霧化器的進料速率多控制在 15-30 mL/min。 進料固形物含量: 含量過低(如<10%):料液黏度低,霧化后液滴過小,易被熱風(fēng)帶走(損失率高); 含量過高(如>30%):料液黏度高,霧化不均,易堵塞噴嘴,粉體粒徑差異大; 常見最優(yōu)區(qū)間:15%-25%,既能保證霧化效果,又能提升干燥效率。 霧化壓力 / 轉(zhuǎn)速: 離心式霧化器:轉(zhuǎn)速越高,液滴粒徑越小,干燥越充分,但轉(zhuǎn)速過高(如>20000 r/min)會導(dǎo)致 IgG 因剪切力受損; 壓力式霧化器:壓力通常控制在 0.2-0.4 MPa,壓力過低則液滴過大,干燥不徹底。
輔助技術(shù)與產(chǎn)品品質(zhì)影響 為進一步提升牛初乳粉品質(zhì),研究常搭配輔助措施,其對產(chǎn)品的影響如下: 助劑添加:干燥前添加麥芽糊精(10%-20%)、乳清分離蛋白(5%-10%) 等復(fù)合助劑。 作用:降低料液黏度,改善霧化效果;減少粉體吸濕性(避免結(jié)塊);提升溶解性(助溶劑作用),同時對 IgG 有 “包裹保護” 作用,進一步降低活性損失。
干燥后處理:采用 “冷風(fēng)送粉 + 旋風(fēng)分離” 組合,避免干燥后的粉體與高溫部件接觸,減少二次熱損傷;部分研究會搭配真空冷卻,快速降低粉體溫度至室溫,鎖住活性。 產(chǎn)品品質(zhì)評估結(jié)果: 理化性質(zhì):最優(yōu)工藝下,牛初乳粉含水率≤4%,粒徑分布均勻(D50 通常為 10-30 μm),溶解性>90%,吸濕性≤8%(40℃、相對濕度 75% 條件下); 活性保留:IgG 保留率≥80%,抑菌活性(對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌)較高溫干燥產(chǎn)品提升 30%-50%。
最優(yōu)工藝總結(jié):多數(shù)研究得出的典型最優(yōu)參數(shù)為 —— 進風(fēng)溫度 60-80℃、進料固形物含量 20%、離心霧化轉(zhuǎn)速 15000-18000 r/min、麥芽糊精添加量 15%,此時可實現(xiàn) “高活性保留(IgG≥85%)+ 高干燥效率 + 優(yōu)質(zhì)粉體品質(zhì)”。 應(yīng)用價值:該技術(shù)解決了傳統(tǒng)高溫干燥 “活性損失大” 的痛點,可用于生產(chǎn)高活性牛初乳粉,適配嬰幼兒配方食品、老年保健品、運動營養(yǎng)補劑等高端產(chǎn)品,為牛初乳深加工提供技術(shù)支撐。
那艾儀器超低溫噴霧干燥機(Low temperature spray dryer)是我司專門為熱敏性,不耐高溫的物料而研制的一款機型,該機型利用空氣飽和濕度原理,利用露點差技術(shù),讓干透的空氣能承載更多水分的方法,實現(xiàn)在常壓低溫環(huán)境下(最低35°C左右)液體物料的干燥成型,保證了物料的原有活性,提升了物料干燥成型效果和收集率,還可以實現(xiàn)放大生產(chǎn),廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥,食品飲料,植物提取物,化工材料等等行業(yè)。
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