by satit.t satit.t

ส่วนประกอบของเครื่องสเปรย์ดราย

 

Feed System: ระบบจ่ายวัตถุดิบเหลวประกอบด้วยปั๊มหรือเครื่องพ่นฝอยที่จะพ่นวัตถุดิบเหลวหรือลงในห้องอบแห้ง การพ่นเป็นหยดละอองฝอยเล็กๆเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวสำหรับการอบแห้ง

Drying Chamber: ห้องอบแห้งคือที่ที่วัตถุดิบที่พ่นเข้ามามีการสัมผัสกับอากาศร้อน อากาศร้อนจะระเหยความชื้นจากหยดสารทิ้งเหลือเป็นอนุภาคแห้งไว้

Hot Air Supply System: ระบบให้ความร้อนจะให้อากาศร้อนสำหรับการอบแห้ง โดยมักจะมีเครื่องทำความร้อนเพื่อทำให้อากาศร้อนและพัดลมเพื่อวางระบบวงจรอากาศร้อนเข้าห้องอบแห้ง

Air Filter: ฟิลเตอร์อากาศใช้เพื่อให้แน่ใจว่าอากาศที่เข้าห้องอบแห้งสะอาดและไม่มีสิ่งสกปรกที่อาจส่งผลกระทบต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์

Product Collection System: ระบบรวบรวมผลิตภัณฑ์จากห้องอบแห้ง ซึ่งอาจรวมถึงเครื่องกรองหรือถุงกรองเพื่อแยกอนุภาคผงแห้งออกจากอากาศที่ถูกระบายออก

Exhaust System: ระบบระบายออกจากห้องอบแห้งลดอากาศที่มีความชื้นออกไป รวมถึงพัดลมเพื่อสร้างการไหลตัวของอากาศและระบบท่อที่จะพาอากาศระเหยออกไปจากเครื่องอบแห้ง

Control System: ระบบควบคุมความร้อนและการทำงานของเครื่องอบแห้ง รวมถึงอัตราการให้สารอาหาร อุณหภูมิอากาศเข้า และพารามิเตอร์อื่น ๆ เพื่อให้มีเงื่อนไขการอบแห้งที่ดีที่สุด

 

แหล่งอ้างอิง

1. Masters, K. (1972). Spray Drying Handbook. https://books.google.com/books?id=BzFOAAAAMAAJ
2. Encyclopedia of Chemical Processing and Design. (n.d.). https://www.taylorfrancis.com/books/9781351070144
3. Mujumdar, A. S. (Ed.). (1995). Handbook of Industrial Drying. https://doi.org/10.1201/9780203912691

by satit.t satit.t

อาหารเสริมกับการสเปรย์ดราย

herbal-powder

การแปรรูปอาหารเสริมด้วยสเปรย์ดราย

1. การรักษาคุณค่าทางโภชนาการ: การอบแห้งแบบสเปรย์ช่วยในการรักษาคุณค่าทางโภชนาการของสารอาหารที่อ่อนไหวต่อความร้อน เช่น วิตามิน แร่ธาตุ
2. เพิ่มประสิทธิภาพในการดูดซึม: กระบวนการอบแห้งแบบสเปรย์สามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการดูดซึมของสารอาหารและสารประกอบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพโดยการแปลงเป็นรูปแบบที่ง่ายต่อการดูดซึม
3. การยืดอายุการเก็บรักษา: การอบสเปรย์ช่วยในการยืดอายุการเก็บรักษาของอาหารเสริมสุขภาพโดยลดความชื้นและป้องกันการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ที่ทำให้เน่าเสียได้
4. การละลายดีขึ้น: อาหารเสริมสุขภาพและสารอาหารสำคัญในอาหารมักจะละลายดีขึ้นหลังจากการอบแห้งแบบสเปรย์ ทำให้ง่ายต่อการผสมในผลิตภัณฑ์ เช่น เครื่องดื่มผง
5. การจัดทำสูตรได้สะดวก: การอบแห้งแบบสเปรย์ช่วยในการจัดทำสูตรผลิตภัณฑ์ที่มีลักษณะเฉพาะ
6. การผลิตที่มีประสิทธิภาพ: ในขณะที่การลงทุนเริ่มต้นในเครื่องอบแห้งสามารถมีค่าใช้จ่ายสูง กระบวนการนี้มักประสิทธิภาพและคุ้มค่าต่อค่าใช้จ่ายมากกว่าในระยะยาว

 

แหล่งอ้างอิง

Encyclopedia.com. (n.d.). Spray Drying. Retrieved from https://www.encyclopedia.com/science-and-technology/chemistry/chemistry-general/spray-drying
Dehydration of foods. (1963). Food Engineering. Retrieved from https://books.google.com/books?id=cx0zAQAAMAAJ
Masters, K. (1972). Spray drying handbook. Retrieved from https://books.google.com/books?id=BzFOAAAAMAAJ

by satit.t satit.t

กรรมวิธีการผลิตกาแฟผงสำเร็จรูป

กรรมวิธีการผลิตกาแฟผงสำเร็จรูปประกอบด้วยขั้นตอนสำคัญดังนี้

1. การคัดคุณภาพและเก็บรักษาเมล็ดกาแฟ (Green Bean Cleaning & Storage)
ก่อนการผลิต เมล็ดกาแฟดิบที่ถูกเก็บไว้ในถังเก็บ ควบคุมความชื้นสัมพัทธ์ และ อุณหภูมิที่ต่ำ ป้องกันการเจริญ
ของเชื้อรา และแมลง เมล็ดกาแฟ จะถูกนำมาแปรรูปเบื้องต้นด้วยขั้นตอนการเตรียมวัตถุดิบ ดังนี้
ทำความสะอาดแบบแห้ง เช่น การใช้ลมเป่า การคัดขนาดด้วยเครื่องคัดขนาด การคัดสีด้วยเครื่องคัดสี
เพื่อให้ได้เฉพาะเมล็ดกาแฟคุณภาพดี เข้าสู่กระบวนการที่ 2 ต่อไป

2 การผสมกาแฟ (Blending)
เป็นขั้นตอนการนำกาแฟพันธุ์ต่างๆ เช่น โรบัสต้า อาราบิกา มาผสม กันตามสูตรเฉพาะ เพื่อให้
ได้กาแฟที่มีรสชาติต้องการในเครื่องผสม

3 การคั่ว (Roasting)การคั่ว เป็นขั้นตอนที่สำคัญที่สุดในการผลิตกาแฟ โดยกลิ่นรสสุดท้ายของกาแฟจะขึ้นกับวิธีการคั่ว ตลอดจนสภาวะที่ใช้คั่ว
โดยอุณหภูมิที่เหมาะสมในการคั่วอยู่ที่ประมาณ 200 องศาเซลเซียส

4 การบด (Grinding)
การบดมีลักษณะดังนี้คือ 1) แบบหยาบ 2) แบบหยาบปานกลาง 3) แบบละเอียด 4) แบบละเอียดมาก โดยใช้เครื่องบดมาตรฐาน
เรียกว่า motorized grinders

5 การสกัด (extraction) เพื่อแยกส่วนประกอบที่ละลายน้ำได้ของกาแฟที่ผ่านการคั่วและการบดละเอียดแล้ว โดยใช้น้ำ
เป็นตัวทำละลาย เพื่อให้ได้ของแข็งที่ละลายได้ทั้งหมด ละลายออกมาอยู่ในน้ำ การผลิตกาแฟผงกึ่งสำเร็จรูปนั้น เป็นการสกัดและทำแห้งของแข็งที่ละลายน้ำได้ใน กาแฟและองค์ประกอบของสารให้กลิ่นให้ผง

6. การทำให้เข้มข้น
การทำให้เข้มข้น (concentration) เพื่อแยกน้ำออกจากสารสกัดจากกาแฟให้เข้มข้นขึ้น ก่อนการทำแห้งด้วยเครื่องระเหยข้นแบบฟิล์มบาง
อุตสาหกรรมขนาดใหญ่มักใช้เครื่องระเหยแบบหลายขั้นตอน

7. การแยกสารที่ให้กลิ่นหอม (aroma recovery)
เป็นการถนอมกลิ่นกาแฟไม่ให้สูญเสียไปกับกระบวนการผลิตและให้สภาพของกลิ่นคงความหอมและสดใหม่อยู่เสมอ

8 การปรับค่ามาตรฐาน (standardization)
เป็นการวัดความเข้มข้นของกาแฟให้ได้มาตรฐานตามที่ต้องการ

9. การทำแห้ง (dehydration)
เครื่องทำแห้งแบบพ่นฝอย สเปรย์ดราย (spray drier) เป็นการทำให้น้ำกาแฟเกิดเป็นละอองเล็กขนาดหยดน้ำ (เส้นผ่านศูนย์กลาง
100-200 ไมโครเมตร) ในกระแสลมร้อนที่ไหลในทิศทางเดียวกัน (150-300 องศาเซลเซียส) ในถังทำแห้งขนาดใหญ่
กาแฟแห้งที่ได้จะถูกแยกออกไปโดยการใช้ centrifugal atomizer ส่วนของเหลวจะถูกส่งไปยังภาชนะหมุน เพื่อสร้าง
ขนาดของหยดสารละลายใหม่ในการสเปรย์
การทำแห้งแบบแช่เยือกแข็ง (freeze drying) การทำแห้งแบบแช่เยือกแข็งเป็นการทำแห้งโดยการทำให้ของแข็ง
กลายเป็นไอโดยไม่ละลายหรือเรียกว่า การระเหิด โดยน้ำกาแฟจะผ่านการแช่เยือกแข็ง (freezing) จากนั้นจึงทำการระเหิด
ภายใต้ความดัน

by satit.t satit.t

ต้นทุนการผลิตด้วยเครื่องสเปรย์ดราย

ต้นทุนการผลิตประกอบด้วยหลักๆ คือ วัตถุดิบป้อน ค่าแรงผู้ควบคุมเครื่อง ค่าพลังงานป้อนเครื่องสเปรย์ดราย

ค่าวัตถุดิบ เป็นต้นทุนหลัก ขบวนการแปรรูปวัตถุดิบเพื่อให้ได้ของเหลวพร้อมป้อนสเปรย์ดราย

หลายคนอาจไม่ทราบ แต่การเตรียมวัตถุดิบให้พร้อมกับการทำผงด้วยสเปรย์ดราย มีความจำเป็นมาก

ยิ่งวัตถุดิบมีราคาสูง หรือผลิตปริมาณที่มาก ยิ่งต้องทำการวิจัยให้เหมาะสม

ของเหลวที่มีความหนืด หรือมีความชื้นสูงมากไป จะทำให้สิ้นเปลืองต้นทุนการผลิต

ค่าแรง ขึ้นอยู่กับขนาดของเครื่องสเปรย์ดราย ลักษณะของการปฏิบัติงาน ความสามารถของผู้ควบคุม

โดยทั่วไปขนาดเครื่องใหญ่ไม่เกิน 50 ลิตร ต่อชั่วโมง ใช้คนควบคุมเพียง 1-2 คน

หากเป็นไลน์การผลิตที่ต่อเนื่อง 24 ชั่วโมง ไม่จำเป็นต้องมีผู้ควบคุมตลอดเวลาทำงาน

ค่าพลังงาน อยู่ที่ขนาดของเครื่องสเปรย์ดรายและเเหล่งที่มาของพลังงาน

ค่าไฟฟ้าใช้ป้อนส่วนตู้ควบคุมไฟฟ้าหน้าจอมอนิเตอร์ต่างๆ

ค่าพลังงานความร้อน หากเป็นสเปรย์ดรายขนาดเล็กมักเลือกใช้ฮีตเตอร์ไฟฟ้าซึ่งมีค่าไฟที่สูง

แต่สเปรย์ดรายจะมีราคาถูก และควบคุมได้ง่ายเพราะเป็นการปรับไฟฟ้าโดยตรง

ในเครื่องสเปรย์ดรายขนาดใหญ่กว่า 100 ลิตร มักใช้เชื้อเพลิงจากแก๊ส LPG NG Methane

จะมีค่าพลังงานที่ถูกกว่าฮีตเตอร์ไฟฟ้า 3-4 เท่าตัว

ต้นทุนอื่นๆ เช่น ค่าน้ำ ค่าน้ำยาล้างเครื่อง ในส่วนนี้หากเป็นวัตถุดิบล้างยาก และล้างทุกวันก็จะใช้มาก

แต่ในเครื่องขนาดใหญ่ๆมักไม่ทำการล้างเครื่องกันบ่อยเพราะเปลือง

ค่าวัสดุสิ้นเปลืองเช่น หัวฉีด ซีลยาง ซีลปะเก็น โดยทั่วไปจะเปลี่ยนปีละครั้ง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับลักษณะวัตถุดิบ

หากวัตถุดิบมีลักษณะการกัดกร่อน มีค่าPHสูงหรือต่ำมาก จะทำให้วัสดุเสื่อมเร็วกว่าปกติ

by satit.t satit.t

การเลือกขนาดเครื่องสเปรย์ดราย Spray dryer

มาตราฐานขนาดเครื่องจะวัดกันที่กำลังการผลิต หรือความสามารถในการระเหยน้ำ

เช่น เครื่องสเปรย์ดรายขนาดกำลังการระเหย 50 ลิตร ต่อชั่วโมง

spray dryer 50 litre

หากป้อนน้ำเปล่าเข้าเครื่องสเปรย์ดรายขนาด 50ลิตร น้ำจะระเหยหมดใน 1 ชั่วโมง

แต่ในวัตถุดิบแต่ละอย่างมีค่าวามร้อนที่เหมาะสมในการใช้ในเครื่องสเปรย์ดรายไม่เท่ากัน

โดยทั่วไปในอาหารจะใช้อุณหภูมิที่ 150-180 องศาเซลเซียส

ดังนั้นการตั้งค่าเครื่องสเปรย์ดรายต้องปรับอุณหภูมิลงมา ทำให้กำลังการระเหยจะลดลง

จากการระเหยน้ำสูงสุด 50 ลิตรต่อชั่วโมง อาจลดลงเหลือ 30 ลิตรต่อชั่วโมง

ก่อนเลือกขนาดที่เหมาะสมควรน้ำวัตถุดิบนั้นๆมาทดสอบให้ได้ค่าอุณหภูมิที่ดีที่สุด

เพราะหากเลือกค่าที่ต่ำจะส่งผลให้จำเป็นต้องเลือกขนาดของเครื่องสเปรย์ดรายที่ใหญ่เกินจำเป็น

ยกตัวอย่าง น้ำนม ที่มีเนื้อนมอยู่ 10% สเปรย์ดราย 100 กิโลกรัม จะได้นมผง 10 กิโลกรัม

น้ำที่ต้องระเหยออกประมาณ 100-10 = 90 กิโลกรัม

หากป้อนเข้าเครื่องสเปรย์ดราย 50ลิตร ที่ 180องศาเซลเซียส

จะใช้เวลาประมาณ 90/30 = 3 ชั่วโมง ในการสเปรย์ดราย

จากตัวอย่างจะเห็นได้ชัดว่าการทดลองหาจุดที่ดีที่สุด optimum point เป็นเรื่องสำคัญมาก

หากเป็นโปรเจคใหญ่ยิ่งส่งผลต่องบการลงทุนสูงเป็นหลักล้าน

บางครั้งในอุตสาหกรรมใหญ่ใช้อุณหภูมิสูงถึง 600 องศาเซลเซียส เนื่องจากวัตถุมีคุณสมบัติทนต่ออุณหภูมิที่สูงมาก

by satit.t satit.t

การทำงานของเครื่องสเปรย์ดราย Spray dryer

ของเหลววัตถุดิบป้อนเข้าเครื่องสเปรย์ดรายที่ถังป้อน Feed tank

ของเหลวจะถูกปั๊มป้อนด้วยปั๊ม Feed pump ไปยังหัวฉีดภายในถังอบแห้ง Drying chamber

ของเหลวที่ผ่านหัวฉีดจะเป็นละอองฝอยละเอียด เมื่อละอองฝอยได้รับความร้อนภายในถังอบแห้ง

ของเหลวละอองฝอยจะแห้งกลายเป็นผงละเอียด ผงที่ได้จะตกลงไปด้านล่างของถังอบแห้ง

และถูกดูดไปยังไซโคลน Cyclone จะทำหน้าที่แยกผงลงมาเก็บในถังเก็บใต้ไซโคลน

ผงจะถูกเก็บในถังเก็บผง Powder bucket โดยมีวาล์วกันลมย้อนที่ด้านบนถัง

ส่วนไอน้ำที่ระเหยออกจะถูกดูดออกเครื่องสเปรย์ดรายไปด้วยพัดลม Blower

ลมร้อนที่อยู่ในระบบของเครื่องสเปรย์ดรายจะถูกสร้างขึ้นด้วยเครื่องผลิตลลมร้อน Hot air generator

อากาศภายนอกจะถูกกรองด้วยแผ่นกรองอากาศ Air filter

อากาศจะไหลผ่านฮีตเตอร์ Heater หรือหัวพ่นไฟ Burner ทำให้อากาศเป็นลมร้อน

ลมร้อนที่ได้จะผ่านเข้าทางด้านบนถังอบแห้งของเครื่องสเปรย์ดราย

อุปกรณ์กระจายลมร้อน Hot air distributor จะกระจายลมเข้าไปเจอกับของเหลวละอองฝอย