عنوان

شبیه سازی فرآیند خشک کردن ریزکپسول های حاوی روغن های فراسودمند با استفاده از خشک کن پاششی

Number

‭۱۶۷۳۹پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

شبیه سازی فرآیند خشک کردن ریزکپسول های حاوی روغن های فراسودمند با استفاده از خشک کن پاششی

First Statement of Responsibility

/سمیرا شمائی

Name of Publisher, Distributor, etc.

: کشاورزی

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۵‬

Text of Note

چاپی

Dissertation or thesis details and type of degree

دکترا

Discipline of degree

علوم و صنایع غذایی

Date of degree

‮‭۱۳۹۵/۱۱/۱۶‬

Body granting the degree

دانشگاه تبریز

Text of Note

فرآیند ریزدرون‌صپوشانی یکی از تکنولوژی‌صهای مورد توجه برای حفاظت اسیدهای‌صچرب‌ص‍ چندغیراشباعی فراسودمند از آسیب‌صهای محیطی و اکسیداسیون است .پرکاربردترین تکنولوژی در صنایع غذایی برای درون‌صپوشانی، استفاده از روش خشک-کردن پاششی می‌صباشد .در این روش، خشک‌صکردن مواد طی دو مرحله صورت می‌صگیرد .شروع دومین مرحله‌صی خشک‌صشدن که نقطه‌صی قفل نامیده می‌صشود، نقشی کلیدی در فرآیند ریزدرون‌صپوشانی روغن‌صهای فراسودمند توسط خشک‌صکن پاششی دارد .این نقطه می‌صتواند اثر مهمی بر کارایی ریزدرون‌صپوشانی و به تبع آن اکسیداسیون لیپید داشته باشد .در این پژوهش، نقطه‌صی قفل برای خشک صکردن قطرات منفرد امولسیونی حاصل از روغن گردو و پودر شیر پس چرخ توسط دستگاه خشک‌صکن قطرات منفرد تعیین شده و اثرات دمای هوای خشک‌صکننده، محتوای جامد کل و نسبت فاز روغنی به ماده‌صی دیواره، بر روی رفتار خشک-شدن، نقطه‌صی قفل، تغییرات قطر و تغییرات ساختاری بررسی شد .یک تابع رگرسیونی برای تخمین نقطه‌صی قفل و ضریب انتشار رطوبت در قطره‌صی در حال خشک‌صشدن تعیین شد .سپس با عنایت به نبود اطلاعات کافی در خصوص رفتار خشک شدن، تشکیل پوسته و پروفیل‌صهای توزیع رطوبت و دما در قطرات امولسیونی در حال خشک‌صشدن، شبیه سازی پدیده‌صهای انتقال در یک قطره‌صی منفرد صورت گرفته و مدل مناسب برای خشک‌صکردن قطرات منفرد ارائه و اعتبار سنجی شد .پس از آن ریزکپسول‌صهای مورد نظر با استفاده از سه فرمولاسیون متفاوت ماده‌صی دیواره) پودر شیر پس چرخ، پودر شیر پس چرخ/تویین ‮‭۸۰‬ و پودر شیر پس چرخ /مالتودکسترین(، سه دمای هوای خشک کننده‌صی متفاوت‮‭۱۸۰ - (۱۴۰‬درجه‌صی سانتی‌صگراد (و سه فشار نازل متفاوت‮‭(۲‬ - ‮‭۴‬بار (توسط یک خشک‌صکن پاششی در سطح پایلوت تولید شده و کارایی ریزدرون‌صپوشانی، محتوای رطوبت نهایی، توزیع اندازه ذره، شاخص کرویت، دانسیته‌صی ظاهری و مورفولوژی ذرات خشک بررسی شدند .در نهایت زمان ماند ذرات در خشک‌صکن پاششی توسط روش دینامیک سیالات محاسباتی ‮‭(CFD)‬ پیش‌صبینی شده و قابلیت کاربرد مدل قطره‌صی منفرد ارائه شده در خشک‌صکن‌صهای پاششی مورد بررسی قرار گرفت .نتایج نشان داد که با افزایش دمای هوا و محتوای جامد کل امولسیون نقطه‌صی قفل سریع‌صتر رخ داده و بنابراین ذره دارای اندازه بزرگتر، چروکیدگی کمتر و کارایی ریزدرون-پوشانی بهتر بوده است .نتایج مدل ارائه شده با داده‌صهای آزمایشی حاصل از خشک‌صکردن قطرات منفرد تطابق خوبی را نشان دادند .همچنین نتایج حاصل از فرآیند ریزدرون‌صپوشانی با خشک‌صکن پاششی نشان دادند که با افزایش دمای هوا صرفنظر از نوع ماده‌صی دیواره، ذرات با اندازه‌صی بزرگتر، چروکیدگی و دانسیته‌صی ظاهری کمتر و محتوای رطوبت نهایی پایین تری تولید شدند .اما کارایی ریزدروصپوشانی علاوه بر دما وابستگی زیادی به نوع دیواره داشت .با افزایش فشار نازل نیز ذرات با اندازه کوچکتر، چروکیدگی کمتر و محتوای رطوبت پایین‌صتری بدست آمدند .اما کارایی ریزدرون‌صپوشانی با افزایش فشار از ‮‭۲‬ به ‮‭۳‬ بار افزایش و از ‮‭۳‬ به ‮‭۴‬ بار کاهش یافت .بررسی نتایج حاصل از ‮‭CFD‬ و شبیه‌صسازی فرآیند خشک صکردن قطرات منفرد نشان داده که شبیه‌صسازی ارائه شده قابلیت تعمیم به شرایط خشک‌صکن پاششی را دارا بوده و می تواند در تحقیقات آتی با روش ‮‭CFD‬ کوپل شود .

Text of Note

Microencapsulation process is one of the attractive technologies for protection of polyunsaturated fatty acids from oxidation. The most commonly used techniques for encapsulation is spray drying. In this method, drying process occurs in two successive stages. Inception of the second drying stage called locking point plays a crucial role in the microencapsulation process of functional oils by spray drying. The transition between the first and the second drying periods can directly affect encapsulation efficiency and lipid oxidation. In this study, the locking point of a single emulsion droplet prepared by incorporating walnut oil into skim milk powder solution was determined using a droplet suspension device. The effects of drying air temperature, total solid content, and oil/wall material mass fraction were assessed on the droplet/particle drying behavior, shrinkage, and locking point.Two regression functions for estimating the locking point and water diffusivity from experimental variables were developed. To the best of our knowledge there is no information up to now on phenomenological modeling drying behaviour of a single emulsion droplet containing functional oils. Therefore, a mathematical model was developed to study drying behavior of single emulsion droplets containing and was validated by experimentally single droplet drying data. Then, encapsulation process of walnut oil was implemented by a pilot-scale spray dryer. The effects of wall material formula and spray drying conditions on physicochemical properties of walnut oil microcapsules were investigated. Three different wall materials including skim milk powder (SMP), SMP+Tween 80, and SMP+maltodextrin were used for emulsion preparation. The emulsions were then dried at three different drying air temperatures (140-180 C) and three different feed atomization pressures (2-4 bar). The microencapsulation efficiency, particle size distribution, sphericity, moisture content, bulk density, and morphology of produced microcapsules were also measured experimentally. Finally, due to extend the single droplet drying model for spray drying conditions, the residence time of particles in a spray dryer was estimated by computational fluid dynamic (CFD). The results of a single droplet drying showed that the drying behavior of the droplet/particle was remarkably influenced by experimental variables. Overall, an increase in drying air temperature and total solid content prompted crust formation and consequently led to lower shrinkage. This phenomenon could improve encapsulation efficiency and mitigate lipid oxidation during the microencapsulation process. The simulation results agreed fairly well with the experimental data indicating the suitability of the developed model for predicting drying characteristics of liquid droplets containing functional oils. Furthermore, the results of walnut oil microencapsulation by spray drying displayed that an increase of drying air temperature increased powder particle size and particle sphericity and decreased moisture content of finished powders and their bulk density. Also, an increase of feed atomization pressure decreased particle size and moisture content and increased particle sphericity and bulk density of generated powders. In addition, increasing inlet drying air temperature from 140 to 180 C and feed atomization pressure from 2 to 3 bar promisingly increased microencapsulation efficiency. However, augmenting feed atomization pressure from 3 to 4 bar did not lead to a positive effect on the microencapsulation efficiency. Incorporating Tween 80 into wall material formula improved microencapsulation efficiency. At final, the developed model could facilitate ongoing attempts to improve the encapsulation quality in large-scale spray drying and could couple with CFD in future researches

شمائی، سمیرا

سیدلو هریس، سید صادق، استاد راهنما

آغباشلو، مرتضی، استاد مشاور

ولیزاده، هادی، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی