Poedereigenschappen

• Voeding
• MBO
• Studiejaar 2

Wat zijn belangrijke fysisch chemische poedereigenschappen?

Fysisch chemische poedereigenschappen 

Hfd 6 Zuivelacademie

1 Samenstelling in droge stof       6 Oplosbaarheid

2 Freeflowing eigenschappen     7 Vrij vet

3 Sediment                                             8 Vocht

4 WPN                                                        9 Aw

5 Stampvolume

Welke zaken hebben met name invloed op het vocht%?

Vocht gehalte hangt vooral af van

Druppelgrootte en deze hangt vooral af van 

• Viscositeit concentraat en 
• Nozzledruk

Luchtcondities

• Temperaturen in- en uitgaande lucht
• Absoluut vochtgehalte ingaande lucht

Invloedsfactoren vocht

Effect op vocht% poeder bij gelijk absoluut vocht aanzuiglucht

Inlaat temp. hoger en gelijke uitlaattemp  = hoger vocht% + hogere nozzle druk

Inlaattemp gelijk en lagere uitlaattemp = hoger vocht% en hogere nozzle druk

5 graad hogere SFB inlaatttemp = 1 graad hogere uitlaattemp.

Hoe vocht% bijsturen bij Wheyco?

Vocht bijsturen bij Wheyco

• In principe is temperatuur luchtinlaat constant. Als veranderen luchtinlaattemperatuur dan is dat om de nozzle druk weer maximaal te krijgen
  
• Vocht% bij WPC wordt met name geregeld met temperatuur inlaat fluïdbed aanpassen (min. 95 °C en max. 105 °C)

Hoeveelheid lucht aanpassen (poeder moet wel goed blijven fluïdiseren)

Free Flowing
belang en hoe controleren?

Hoe kun je simpel free flowing bepalen

Bepalen van de Talud hoek /

Meten hoeveel cm een vaste hoeveelheid poeder "uitloopt"

Welke stroomt beter

Welke stroomt beter?

Waar hangt de stroombaarheid van af?

Vrijstroombaarheid hangt af van

• Grootte poederdeeltje (groter is beter)
• Vorm poederdeeltje (rond, glad is beter)
• Hygroscopiciteit (minder is beter)
• Electrische ladin (bijv cycloon en filterpoeder)
• Oppervlak poederdeeltje (weinig vrij vet en lactose is beter)

Invloedsfactoren op stampvolume / bulkdensity?

Pakvolume (PV) (ml/100g poeder)

Stampvolume (SV) = ml/100g na X  keren stampen

Bulkdensity = 100/SV (g/ml) (X = vaak 100)

3 componenten

• Poeder
• Interne lucht 
• Externe lucht

Wat is waar?

1. Hoge bulkdensity = licht poeder
2. Hoog stampvolume = licht poeder
3. Volle melkpoeder heeft een hoger stampvolume dan magere melkpoeder
4. Een hoger droge stof% van het concentraat geeft poeder met een hoog stampvolume

Invloedsfactoren op stampvolume

Kleinere druppel =  poederdeeltje geeft kleiner pakvolume

Hogere droge stof retentaat geeft kleiner pakvolume

Andere factoren op buldensity

• In- en externe lucht in poederdeeltjes
• Vrijstroombaarheid van de poederdeeltjes
• Variatie in deetjesgrootte (kleinere deeltjes vullen de ruimtes tussen de grotere delen)

Interne lucht = vacuolenvolume

Opgeloste lucht in concentraat zet uit tijdens droogproces en wordt opgesloten in poederdeeltje

• Meer bij magere dan bij volle melkpoeder
• Meer bij wiel dan bij nozzleverstuiving.

Procesvariabelen voor beheersing (verlaging) pakvolume (1)

1. Indikkingsgraad verhogen (werkt met name bij wielverstuiving) (zwaarder door minder interne lucht, lichter door grotere poederdeeltjes)
2. Lagere luchtinlaattemperatuur (minder dampbelvorming)
3. Hogere concentraattemperatuur (lagere visco, kleinere druppel/poederdeeltje met minder externe lucht)

Procesvariabelen voor beheersing (verlaging) pakvolume (2)

• Intensievere concentraatverstuiving (bij nozzle met hogere druk/kleinere nozzle opening) (bij wiel  hoger toerental/groter wiel of gebogen kanalen)
• Minder agglomereren van poeder
• Intensievere nabehandeling van poeder (meer poeder en meer lucht op externe bed, hogere luchtsnelheden bij pneumatisch transport)

Invloed voorverhitting 

op bulkdensity

jjll

Minder serumeiwit beschadiging = betere waterbinding = vereist intensiever drogen en geeft minder interne lucht

Nadelen interne lucht?

Nadelen interne lucht

• Meer kans op (vet)oxydatie
• Hoger pakvolume
• Lagere oplossnelheid/oplosbaarheid

3 theorieën over oorzaken interne lucht

1. Insluiten van lucht tijdens verneveling en in het wiel (oplossing stoom op het wiel zetten)
2. "Huidje" (schil) vorming + dampbeltheorie door te snelle droging. Dampbel condenseert en lucht wordt naar binnen gezogen.
3. Luchtkerntheorie (Gas in concentraat wordt een luchtkern) (wordt ook gebruikt om volumineus poeder te maken met N2)

Externe lucht = lucht tussen de deeltjes

Invloedsfactoren zie vrijstroombaarheid

Poeder

• Beter vrijstroombaar, minder externe lucht = zwaarder
• Externe lucht hangt af van deeltjesgrootte(verdeling) en vorm
• Vet% hoger minder interne lucht = zwaarder

Dosering gas aan concentraat voor verstuiver

Gebruikte gassen zijn stikstof en koolzuurgas

Doelen: beïnvloeding stortgewicht en schuimhoogte

Neveneffect: meer gas geeft snellere droging (ook kans op meer fines)

Wat zijn de verschillen tussen stikstof en koolzuurgas?

Verschillen

• CO2 lost op in de emulsie en wordt weer een gasbolletje in de droger. CO2 geeft een lichter poeder.
  
• CO2 doseer je als vloeistof (geen koeler nodig)
• N2 doseren als gas (liefst dicht bij de Nozzle) 
• N2 geeft een zwaarder poeder en beter schuim.

WPN?

4 categorien

1. High Heat WPN kleiner dan 1,5 mg/g (bijv. 4 min. 90 C)
2. Medium Heat WPN tussen 1,5 en 6,0 mg/g
3. Low Heat WPN groter dan 6 mg/g
4. WPN groter dan 8??mg/g. Vroeger voor kaasbereiding.

Voordelen High Heat

Voordelen High Heat 

• Lager kiemgetal
• Anti-oxydante werking (voor vet chocolade industrie
• Denaturatie serumeiwitten geven meer vochtbinding (brood)

Oplosbaarheid bepalen

• via sediment (in 50 ml oplossen)
• "koud" oplossen in water van 24 C (ADMI)
• Koffietest (zien van flecks)

 

Factoren die de oplosbaarheid beïnvloeden

Oplosbaarheid hangt af van

• Deeltjesgrootte
• Droogtemperatuur in de toren
• Denaturatie van serumeiwit
• Homogenisatiegraad

Deeltjesgrootte

Grotere druppel = moeilijker te drogen = intensiever = hogere (uitlaat)droogtemperatuur = meer onoplosbare delen

Grondstoffen

• Samenstelling (hoger eiwit%, visceuzer, grotere druppel, intensievere droging)
• pH (lagere pH, lagere eiwitstabiliteit)

Voorbewerking

• Hogere droge stof geeft visceuzer product,(grotere druppels, moeilijker te drogen). Slechter oplosbaar
• Homogenisatie geeft  meer adsorptie van caseïne aan vet en hogere viscositeit. Slechter oplosbaar
• Intensiever verhitten=meer denaturatie serumeiwit= viscositeitsverhoging en meer serumeiwit neerslaan op caseïne= Caseïne minder vetminnend=slechter oplosbaar vet, maar beter oplosbaar poeder
• 
  

Voorbewerking  en drogen

• Dikmelkbak op laag niveau / korte verblijftijd en concentraatverhitter zo dicht mogelijk bij verstuiver (bij hogere temperaturen serumeiwitdenaturatie, nadikken, (erg) visceur. Grote druppel en slechter oplosbaar
• Lagere lucht uitlaattemperaturen geven betere oplosbaarheid:

Fijne verneveling (kleinere druppels drogen gemakkelijker)

Weinig caseïne op het vet

Korte tijd in buffertank

Welke poedereigenschappen beïnvloed droge stof% concentraat

Relatie droge stof concentraat en poedereigenschappen

Reconstitutie= weer oplossen

4 fasen

1. Het bevochtigen = wettability
2. Het naar beneden zakken = sinkability
3. Het uiteen vallen van het poeder = dispersability
4. Het oplossen = solubility

Wat is vrij vet?

Vrij vet = snel extraheerbaar vet (met ether)

Naakt vet = vet (onbeschermd) aan oppervlak poederdeeltje

Oorzaken

• Te weinig oppervlakte actief materiaal (caseïne/lecithine) in het concentraat (of teveel oppervlakte vet (te veel vet, kleinere vetbollen etc.) 
• Intensief voorverhitten (serumeiwit "slaat neer op caseïne, daardoor caseïne beter oplosbaar en minder beschikbaar voor vet)

Oorzaken vrij vet 2

• Homogenisatie (meer vetboloppervlak, kans op te weinig membraanoppervlakmateriaal)
• Te intensief drogen (geeft hittebeschadiging en snelle krimp. Oppervlaktelaagjes zullen eerder scheuren
•  Beschadiging oppervlaktelaagje vetbol tijdens (ruw) transport

Nadelen hoog vrij vet%

1. Meer kans op oxydatiegebreken
2. Slechtere stromingseigenschappen/ meer vervuiling apparatuur
3. Slechtere oplosbaarheid (slecht bevochtigbar)
4. Ontstaan van flecks (stippen) en onoplosbaar "schuim" (als vrij vet zich met eiwit verbindt)

Deeltjesgrootteverdeling

Aantal kleine deeltjes (0-20 micrometer)is heel groot, maar klein in massa %

Als 20 (massa) % van het poeder naar de cyclonen gaat, hoeveel % van de poederdeeltjes is dit?

1. 20%
2. 40%
3. 60%
4. 80%