Dôležité výrobné vlastnosti práškových nápojov

V predajných automatoch sú práškové prípravky často riedené vo vode pre výrobu rôznych nápojov, ako je káva, horúca čokoláda a polievka. Dávkovanie práškov musí byť presne riadené, aby sa pri riedení dosiahol konzistentný výsledok a zabránilo sa zablokovaniu prístroja. Vďaka prirodzeným vlastnostiam mnohých potravinových práškov je to často veľmi ťažké. Prášky s vysokým obsahom tuku môžu byť kohézne, môžu mať variabilné tokové vlastnosti a môžu byť náchylné na agregáciu. Tieto problémy môžu tiež zvýšiť variabilitu alebo dokonca priniesť neadekvátne výsledky pri bežných testoch prietoku prášku, ako je sypný uhol, prietok tryskou a testovanie šmykového trenia.
Variabilné spôsoby skladovania a dávkovania používané rôznymi strojmi zaťažujú prášky rôznymi podmienkami, ktoré ovplyvňujú ich charakteristiky. Žiaden jediný parameter nedokáže presne opísať správanie vo všetkých predajných automatoch, preto je potrebné kvantifikovať sériu vlastností, kvôli porozumeniu pravdepodobného vzťahu medzi práškami a spôsobu ich správaní v danom dávkovaní.

Vplyv výrobných podmienok

Tri podobné prášky boli pripravené pre dávkovanie v predajných automatoch. V závislosti od typu stroja ukážeme rozdiely v spôsobe skladovania práškov (napr. veľkosť skladovacej nádoby alebo vlhkosť a teplota okolia, kde je stroj umiestnený) a spôsobe dávkovania (gravitáciou, šnekovým dopravníkom, atď.).
Tieto tri prášky boli charakterizované pomocou FT4 Powder Rheometera® (Freeman Technology), ktorý odhalil jasné a opakovateľné rozdiely, ktoré sa líšili s ohľadom na skúšobné podmienky.

Obr. 1: Práškový reometer FT4 Powder Rheometer®

Výsledky

Dynamické testovanie: Základná energia toku (BFE)
Vzorka 3 vykazovala vyššiu základnú tokovú energiu (BFE) než ostatné dve vzorky, čo naznačuje, že by bola odolnejšia voči dynamickým podmienkam s núteným prúdením, napríklad v zásobníku so skrutkou. Medzi vzorkami 1 a 2 nebola pozorovaná žiadna diferenciácia a z toho sa dá usúdiť, že v tomto type prevádzky môžu zariadenia pôsobiť podobne.

Obr. 2: Dynamický test základnej energie toku (BFE)

Objemové testovanie: Stlačiteľnosť
Vzorka 1 bola viac stlačiteľná než ostatné dve vzorky a z toho vyplýva, že keby bola skladovaná vo veľkých množstvách, bola by náchylnejšia ku konsolidácii. Nižšia stlačiteľnosť bola pozorovaná pri vzorkách 2 a 3, to znamená menšiu konsolidáciu, a preto sú vhodné pre stroje s väčšími zásobníkmi.

Obr. 3: Objemový test stlačiteľnosti

Objemové testovanie: Priepustnosť
Vzorka 2 spôsobila podstatne nižší pokles tlaku ako vzorka 1, ktorá zase generovala nižší tlakový pokles ako vzorka 3. Nízky pokles tlaku znamená vysokú priepustnosť, to znamená, že vzorka 2 by bola najmenej problematická pri dávkovaní gravitáciou, keďže vzduch môže ľahko prúdiť skrz, aby vyplnil priestor uvoľnený práškom. Menej priepustné materiály by pravdepodobne mali problémy v prípade tohto typu dávkovača.

Obr. 4: Objemový test priepustnosti

Zhrnutie

Použitím viacrozmerného prístupu k charakterizácii práškov môže FT4 identifikovať významné rozdiely medzi tromi podobnými práškami. Pri vysokom BFE a nízkej permeabilite vzorky 3 sa dajú očakávať problémy počas dávkovania. Vzorka 1 má vyššiu stlačiteľnosť, a tak je väčšia pravdepodobnosť, že bude kompaktná počas skladovania, čo vedie k problémom s dávkovaním, ak je uložená vo väčších zásobníkoch.
Úspešné spracovanie vyžaduje, aby prášok a proces boli dobre zladené a nie je neobvyklé, že rovnaký prášok sa správa dobre v jednom procese, ale zle v inom. Skôr než sa spoliehať na charakterizáciu jednotlivých výsledkov pre popis správania naprieč všetkými jednotlivými fázami výroby, komplexný prístup FT4 simuluje sériu jednotlivých operácií, umožňujúcu priamu analýzu, ako reagujú práškové materiály na rôzne procesné a environmentálne podmienky.

Pre ďalšie informácie, prosím, kontaktujte: perdochova@pragolab.sk .