স্প্রে ড্রায়ারে শুকানোর সময় সান্দ্রতা কী কারণে হয়… কীভাবে নিয়ন্ত্রণ করবেন

স্প্রে ড্রায়ারে শুকানোর সময় সান্দ্রতা কী কারণে হয়… কীভাবে নিয়ন্ত্রণ করবেন

 সারসংক্ষেপ:

স্প্রে-ড্রাই করা খাবারকে দুটি শ্রেণীতে ভাগ করা হয়: অ-আঠালো এবং সান্দ্র। অ-আঠালো উপাদানগুলো স্প্রে-ড্রাই করা সহজ, ড্রায়ারের নকশা সরল এবং চূড়ান্ত গুঁড়ো অবাধে প্রবাহিত হয়। অ-আঠালো উপাদানের উদাহরণ হলো ডিমের গুঁড়ো, দুধের গুঁড়ো, দ্রবণ এবং অন্যান্য মাল্টোডেক্সট্রিন, গাম ও প্রোটিন। আঠালো খাবারের ক্ষেত্রে, সাধারণ স্প্রে-ড্রাইং পরিস্থিতিতে শুকানোর সমস্যা দেখা দেয়। আঠালো খাবার সাধারণত ড্রায়ারের দেয়ালে লেগে যায়, অথবা শুকানোর চেম্বার এবং পরিবহন ব্যবস্থায় অকেজো আঠালো খাবারে পরিণত হয়, যার ফলে পরিচালনগত সমস্যা কম হয় এবং পণ্যের উৎপাদনও কম হয়। চিনি এবং অ্যাসিডযুক্ত খাবার এর সাধারণ উদাহরণ।

গ্লাইকোলিক অ্যাসিড সমৃদ্ধ খাদ্যদ্রব্য শুকানোর প্রক্রিয়ায় সান্দ্রতা একটি লক্ষণীয় ঘটনা। পাউডারের সান্দ্রতা হলো এক ধরনের সংসক্তি-আসক্তি বৈশিষ্ট্য। এটি কণা-কণার সান্দ্রতা (সংসক্তি) এবং কণা-প্রাচীরের সান্দ্রতা (আসক্তি) ব্যাখ্যা করতে পারে। পাউডার কণার সাথে বন্ধন শক্তির পরিমাপটি এর সংসক্তি নামক অভ্যন্তরীণ বৈশিষ্ট্যের কারণে হয়ে থাকে, যা পাউডার বেডে পিণ্ড গঠন করে। তাই, পাউডারের পিণ্ড ভাঙতে যে শক্তির প্রয়োজন হয়, তা সংসক্তির চেয়ে বেশি হওয়া উচিত। আসঞ্জন একটি আন্তঃপৃষ্ঠীয় বৈশিষ্ট্য, এবং পাউডার কণাগুলো স্প্রে-ড্রাইং যন্ত্রের প্রবণতা অনুযায়ী লেগে যায়। সংসক্তি এবং আসঞ্জন হলো শুকানোর পদ্ধতি এবং শুকানোর শর্তাবলী নকশা করার জন্য মূল পরামিতি। পাউডার কণার পৃষ্ঠের গঠন মূলত সান্দ্রতার জন্য দায়ী। পাউডার কণার পৃষ্ঠের উপাদানগুলোর সংসক্তি এবং আসঞ্জনের প্রবণতা ভিন্ন। যেহেতু শুকানোর জন্য কণার পৃষ্ঠে প্রচুর পরিমাণে দ্রাবক স্থানান্তরিত করার প্রয়োজন হয়, তাই এটি একটি সামগ্রিক প্রক্রিয়া। চিনি-সমৃদ্ধ খাদ্যদ্রব্য স্প্রে-ড্রাইং করার সময় দুটি সান্দ্রতা বৈশিষ্ট্য (সংসক্তি এবং আসঞ্জন) একসাথে থাকতে পারে। কণাগুলোর মধ্যকার সান্দ্রতা স্থির তরল সেতু, চলমান তরল সেতু, অণুগুলোর মধ্যে যান্ত্রিক শৃঙ্খল এবং স্থিরবৈদ্যুতিক মাধ্যাকর্ষণ ও কঠিন সেতুর গঠনের মাধ্যমে তৈরি হয়। ড্রায়িং চেম্বারের দেয়ালে পাউডার কণা লেগে যাওয়ার প্রধান কারণ হলো স্প্রে-ড্রাইং প্রক্রিয়ায় চিনি এবং অ্যাসিড-সমৃদ্ধ খাবার থেকে উপাদানের ক্ষয়। পাউডারটি দীর্ঘ সময় ধরে রাখলে তা দেয়ালে শুকিয়ে লেগে যায়।

এর ফলে সান্দ্রতা দেখা দেয়

Sস্প্রে-সমৃদ্ধ খাদ্য শুকানোর পাউডার পুনর্ব্যবহারের জন্য স্প্রে ড্রাইং প্রযুক্তি ব্যবহার করা হয়। কম আণবিক ওজনের শর্করা (গ্লুকোজ, ফ্রুক্টোজ) এবং জৈব অ্যাসিড (সাইট্রিক অ্যাসিড, ম্যালিক অ্যাসিড, টারটারিক অ্যাসিড) খুবই চ্যালেঞ্জিং। উচ্চ জল শোষণ, থার্মোপ্লাস্টিসিটি এবং নিম্ন ভিট্রিফিকেশন ট্রানজিশন তাপমাত্রা (Tg)-এর মতো ছোট আণবিক পদার্থগুলো সান্দ্রতার সমস্যা তৈরি করে। স্প্রে ড্রাইং তাপমাত্রা Tg20-এর চেয়ে বেশি।°এই উপাদানগুলির বেশিরভাগই সান্দ্র পৃষ্ঠে নরম কণা তৈরি করে, যা পাউডারের মতো সান্দ্রতা সৃষ্টি করে এবং অবশেষে পাউডারের পরিবর্তে একটি পেস্টের মতো কাঠামো তৈরি করে। এই অণুর উচ্চ আণবিক সচলতার কারণ হলো এর নিম্ন ভিট্রফিকেশন ট্রানজিশন তাপমাত্রা (Tg), যা সাধারণত উচ্চ তাপমাত্রায় ব্যবহৃত স্প্রে ড্রায়ারগুলিতে সান্দ্রতার সমস্যা তৈরি করে। এর প্রধান বৈশিষ্ট্য হলো গ্লাস কনভার্সন তাপমাত্রা এবং অ্যামরফাস ফেজ কনভার্সন তাপমাত্রা। গ্লাস ট্রানজিশন ঘটনাটি একটি কঠিন, অনিয়তাকার চিনির মধ্যে ঘটে, যা একটি নরম রাবার তরল দশায় রূপান্তরিত হয়। কঠিন গ্লাসের পৃষ্ঠ শক্তি কম থাকে এবং এটি কম-শক্তি সম্পন্ন কঠিন পৃষ্ঠে লেগে থাকে না। গ্লাস থেকে রাবার ফেরি (বা তরল) অবস্থায় রূপান্তরিত হওয়ার কারণে, উপাদানটির পৃষ্ঠ উপরে উঠে আসতে পারে এবং অণু ও কঠিন পৃষ্ঠের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া শুরু হতে পারে। খাদ্য শুকানোর প্রক্রিয়ায়, পণ্যটি তরল বা আঠালো অবস্থায় থাকে এবং প্লাস্টিক এজেন্ট (জল) অপসারণকারী তরল/আঠালো খাদ্য গ্লাসে পরিণত হয়। যদি খাদ্য কাঁচামাল গ্লাসি তাপমাত্রার চেয়ে উচ্চ শুকানোর তাপমাত্রায় পরিবর্তিত না হয়, তবে পণ্যটি উচ্চ শক্তি সান্দ্রতা বজায় রাখবে। এই ধরনের খাবারকে কোনো উচ্চ-শক্তি সম্পন্ন কঠিন পৃষ্ঠের সংস্পর্শে আনলে, তা সেটির সাথে লেগে যাবে।

সান্দ্রতা নিয়ন্ত্রণ 

সান্দ্রতা কমানোর জন্য অনেক পদার্থ বিজ্ঞান-ভিত্তিক এবং প্রক্রিয়া-ভিত্তিক পদ্ধতি রয়েছে। পদার্থ বিজ্ঞানের মৌলিক পদ্ধতিগুলোর মধ্যে রয়েছে উচ্চ আণবিক ওজনের তরল শুষ্ককারী সংযোজনী পদার্থ, যা বাইরের তাপমাত্রা বাড়িয়ে কাঁচীভবন রূপান্তর ঘটায়, এবং প্রক্রিয়া-ভিত্তিক পদ্ধতিগুলোর মধ্যে রয়েছে যান্ত্রিক প্রকোষ্ঠের দেয়াল ও তলদেশ।