為了製造風味良好，分散性好的全脂乳粉，開發了泡沫乾燥法，使製品的分散性好，體積密度低，容量大。其方法要求是：①在有黏性液中吹入惰性氣體，使之呈海綿狀，然後在真空室內使物料發泡進行乾燥。②或在通常噴霧乾燥法噴霧前，向濃縮乳中送入惰性氣體，將含有氣泡的濃縮乳噴霧乾燥。
基本介紹
- 中文名：泡沫乾燥法
- 外文名：foam-mat drying
- 分類：泡沫乾燥，泡沫噴霧乾燥
- 充入氣體：惰性氣體
- 用途：全脂乳粉等
- 優勢：分散性好，體積密度低，容量大
原理及適用性,特點,設備結構,工藝條件,
原理及適用性
泡沫乾燥法(foam-mat drying)適用於含糖量高、熱敏性強的食品物料、農產品等的脫水乾燥。泡沫乾燥法的乾燥原理是：通過使物料內部產生大量泡沫，增加乾燥的表面積，進而提高幹燥速率。通常進行泡沫乾燥前,需要對原料進行預處理,對於本身易起泡的原料,如蛋清等,可以直接向其中補充氣體或者用外部機械撹拌形成大量泡沫;對於不易起泡的原料,如果漿、果汁等,可以添加適量發泡劑,如大豆分離蛋白、分子蒸餾單苷酯、膠類等,再撹拌形成泡沫。同時也應適量添加一些穩定劑,如羧甲基纖維素等,確保所形成的泡沫穩定,且密度在0.2-0.6 g/cm範圍內,該密度範圍內的泡沫穩定性好,適合進行泡沫乾燥。
特點
常規的泡沫乾燥以熱風乾燥、真空乾燥等方法作為輔助乾燥手段,這些乾燥方法大都具有乾燥時間長、能源消耗大等缺點,製品原料或受熱時間過長,或溫度過高,這些會破壞製品自身獨特的風味,造成營養成分的流失。
泡沫乾燥法分類
泡沫乾燥
泡沫乾燥是在冷卻後的濃縮乳中吹入氮氣後，在高真空下薄膜乾燥法獲得濃縮乳原容積的24~96倍的泡沫乾燥物，然後粉碎包裝。密度為0.2克/毫升，完全溶解。其理由為蛋白質變性少，並由於乳粉粒子中形成空泡沫，可濕性好。但由於多孔性，保藏性不良，非充氮保藏不可。
泡沫噴霧乾燥
這種方法可以利用一般的壓力式噴霧乾燥設備，稍加改造即可。將製品均質後，殺菌，濃縮到含50%的固體物，在噴霧乾燥前用特殊裝置可一邊吹入惰性氣體，一邊噴霧乾燥。制出分散性，溶解性良好的製品。
用氮氣、二氧化碳氣和壓縮空氣吹入法製造泡沫噴霧乾燥的製品，在脫氣狀態下，40℃貯藏3～6個月，製品的物理性質，風味等無明顯變化。所以使用壓縮空氣製造泡沫製品較為安全。
設備結構
泡沫料分散在寬為1.2m的多孔不鏽鋼帶上形成厚度為3mm_左右的均勻薄層。不鏽鋼帶上孔眼的大小正好使泡沫料停留其上而不致漏下。料層隨帶的移動，首先經過空氣射流區，被空氣擴張而膨脹，進一步增大幹燥面。隨後料層進入乾燥區，與順流及逆流空氣充分接觸，使料層迅速獲得乾燥。
傳送帶也有不帶孔的，這種傳送帶上的泡沫料層更薄，在乾燥區停留的時間更短。熱風被設計成與傳送帶平行或垂直流動。此外，在傳送帶下側設蒸汽箱，通過水蒸氣在傳送帶上凝結而供給熱量，以提高幹燥速率。
除帶式泡沫層乾燥設備外，還有一種淺盤式泡沫層乾燥器，它是以4m×4m的多孔淺盤代替多孔帶作泡沫料的支持物而進行乾燥的。
工藝條件
為了提高幹燥的效率，料液須先行濃縮，製成比較穩定的濃稠泡沫體後，才能進行乾燥。但是也應注意預濃縮的適度。否則，如果濃縮過度，得到的濃縮物密度過大，就會影響泡沫乾燥的效果，也即最終製品的含水量較高。至於原料濃度多少為宜，因原料的種類而異，一般為30%～60%。
在製造泡沫料時。除少數物料外，大多數物料需加入發泡穩定劑。發泡穩定劑的種類很多，其選擇應視原料液的性質而定。當原料的不溶性固體含量少或體積黏度小時，應選擇甲基纖維素或瓜爾豆膠，目的是使料液硬化。對於缺乏表面活性物質的料液，可選用硬脂酸甘油酯、可溶性大豆蛋白等，目的是形成薄膜。
泡沫料的性能還與發泡的溫度、時間等因素有關。
連續發泡的方法是：在適當的溫度下，用機械連續攪拌原料液，在攪入空氣的同時，添加發泡穩定劑，使料液形成穩定的泡沫。最後形成的泡沫密度為0.4～0.6g/mL。
乾燥介質的參數對乾燥速率起決定性的作用。在剛開始乾燥時，空氣流速是影響乾燥速率的主要因素，在乾燥即將完成時，空氣的相對濕度則是主要影響因素。為此，泡沫乾燥最好採用兩段式的乾燥方法：第一階段用順流空氣流。流速為1.5m/s，溫度為105℃。第二個階段用逆流空氣流，速率為0.25m/s，溫度為60℃，並適當降低空氣的相對濕度。在乾燥臨近結束時，如製品是熱塑性的，則須在刮料前以乾燥的冷空氣冷卻泡沫層。
