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前言
    微膠囊化技術(shù)是將高分子化合物的成膜材料在微小分散的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)等核心物質(zhì)上沉積、涂層或包埋的一種技術(shù)。微膠囊化技術(shù)它可以包埋的材料非常廣泛，在食品工業(yè)中，無論是食品添加劑，如香精、色素、調(diào)味劑、營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑等，還是食品本身或組成部分都可以進(jìn)行包埋，甚至微生物也可以包埋。被微膠囊化后的物質(zhì)可以改變其原來的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、熱敏性；防止物料氧化、揮發(fā)以及同其它物料之間的反應(yīng)；可以掩蓋物料的不良?xì)馕痘蚩谖叮贿�可以保持物料本身的生物活性；可以控制物料在希望的環(huán)境和時(shí)間內(nèi)以一定的速度釋放。微膠囊化技術(shù)無疑在一些領(lǐng)域給食品工業(yè)帶來了突破性的進(jìn)展。
    微膠囊化技術(shù)的方法大致可分為化學(xué)方法、物理方法和機(jī)械方法三大類二十余種。其中常用的有界面聚合法、銳孔法、水相分離法、凝聚法、空氣懸浮法、噴霧干燥法、粉末床法以及真空蒸發(fā)沉積法等。其中噴霧干燥法因其具有成本低廉、工藝簡(jiǎn)單、適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)以及可包埋熱敏性物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，故目前已成為微膠囊化技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的一種方法。
    本研究引進(jìn)了國(guó)外1990年代水平的具有內(nèi)置流化床附聚裝置和第二次噴嘴可以進(jìn)行二次包埋的壓力式二流體噴霧干燥裝置，對(duì)食品工業(yè)中的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑、調(diào)味料、保健食品、各類食用油脂以及天然果汁等三十多種物料進(jìn)行了試驗(yàn)，并取得了良好的效果。現(xiàn)將試驗(yàn)情況綜述如下：
一、噴霧干燥裝置簡(jiǎn)介
    如圖所示，物料在干燥室內(nèi)進(jìn)行第一級(jí)干燥…噴霧干燥，干燥后的大部分細(xì)粉直接進(jìn)入下面的流化床內(nèi)，少量的細(xì)粉跑出干燥室，被旋風(fēng)分離器收集，經(jīng)管道回到流化床。細(xì)粉在流化床內(nèi)進(jìn)行第二級(jí)干燥～流化床干燥。一級(jí)干燥后，在流化床內(nèi)并未完全干燥的細(xì)粉相互粘附而生成多孔的團(tuán)結(jié)構(gòu)，并且進(jìn)一步干燥，直至水分含量和顆粒度均達(dá)到要求，才由出料閥排出。
    流化床噴霧干燥烘干機(jī)與普通噴霧干燥機(jī)相比它有如下優(yōu)點(diǎn)
    (1)熱利用率高
    在干燥系統(tǒng)中，溫度降越大，熱利用率就越高，因此提高進(jìn)風(fēng)溫度和降低排風(fēng)溫度可以達(dá)到提高熱利用率的要求。但對(duì)很多粉末油脂產(chǎn)品來說，進(jìn)風(fēng)溫度過高可能使產(chǎn)品變質(zhì)，而排風(fēng)溫度過低又會(huì)增加產(chǎn)品的含水量，產(chǎn)生粘壁現(xiàn)象。如果用流化床噴霧干燥器可以在噴霧干燥中高溫迸風(fēng)，因產(chǎn)品尚未完全干燥，故物料溫度不會(huì)過高。當(dāng)產(chǎn)品進(jìn)入流化床時(shí)，流化床的進(jìn)氣溫度可較低，因而排風(fēng)溫度和產(chǎn)品溫度也會(huì)降低。同時(shí)在流化床干燥中蒸發(fā)的水分也少得多，排風(fēng)溫度低不影響產(chǎn)品含水量，這就提高了干燥過程的熱利用率而不利影響產(chǎn)品質(zhì)量。由于干燥的推動(dòng)力增大，也提高了蒸發(fā)速率。因此，干燥設(shè)備的生產(chǎn)能力得到提高。
    (2)通過分級(jí)和聚結(jié)以達(dá)到產(chǎn)品的粒度要求
    有些產(chǎn)品需要粒度均勻，不希望產(chǎn)品含有細(xì)粉，這時(shí)，可調(diào)節(jié)流化床速度以控制細(xì)粉排出量，分出的細(xì)粉返回噴霧干燥室中重新聚結(jié)成多孔粗粒，使產(chǎn)品粒度均勻，且具有速溶性能。
    (3)可以使干燥產(chǎn)品達(dá)到很低的含水量
    單用噴霧干燥器不能達(dá)到很低的含水量，但是流化床中的二級(jí)干燥物料，另外通入濕含量低的空氣進(jìn)行干燥。物料在流化床中停留時(shí)間長(zhǎng)短可以調(diào)控，因而能使最終產(chǎn)品的含水量達(dá)到很低。
    (4)具有二次噴頭
    安裝于流化床頂端的二次噴頭可以對(duì)粉末再次進(jìn)行濕潤(rùn)，以利用粉末的聚結(jié)造粒，也可以噴出包埋劑，對(duì)粉末進(jìn)行二次包埋，提高微膠囊產(chǎn)品的包埋效果。
    (5)可使物料在較低溫度下排出，保證物料質(zhì)量
二、工藝參數(shù)的確定
    (1)均質(zhì)時(shí)間、溫度、和壓力等工藝參數(shù)的確定
    在其他條件均相等的情況下，分別改變均質(zhì)溫度、均質(zhì)壓力和均質(zhì)時(shí)間，測(cè)定均質(zhì)液的穩(wěn)定性。結(jié)果表明，均質(zhì)時(shí)間長(zhǎng)，乳化效果好。但對(duì)予一定的均質(zhì)設(shè)備來說，在一定的均質(zhì)溫度，均質(zhì)壓力下，均質(zhì)到一定程度，脂肪球顆粒直徑便不再顯著下降，乳化效果提高不多，同時(shí)，均質(zhì)用時(shí)過長(zhǎng)，不利于提高生產(chǎn)效率。下圖表示均質(zhì)時(shí)間與均質(zhì)效果的關(guān)系。
    根據(jù)這一圖線關(guān)系，最后確定TO為均質(zhì)時(shí)間。對(duì)于一定量的乳化液的均質(zhì)時(shí)間TO為20-40分鐘。
    均質(zhì)溫度過低，因乳化劑不能溶于原料液中，不能起到乳化作用。但當(dāng)均質(zhì)溫度過高時(shí)，乳化劑雖能溶解于原料液中，但因破壞了與原料液之間的親和力，致使均質(zhì)液的穩(wěn)定性降低，故最佳的均質(zhì)溫度應(yīng)為40～70℃（視物料而定）。
    當(dāng)均質(zhì)壓力在一定范圍時(shí)，均質(zhì)液的穩(wěn)定性隨均質(zhì)壓力的增大而明顯增高。但當(dāng)均質(zhì)壓力達(dá)到一定值后，均質(zhì)液的穩(wěn)定性隨均質(zhì)壓力的增高變化就不明顯了。因此最佳均質(zhì)壓力宜為50～60MPa。
    (2)噴霧干燥空氣進(jìn)出口溫度的確定
    這是微膠囊化操作中的關(guān)鍵。眾所周知，微膠囊噴霧干燥過程包括恒速干燥和減速干燥，在恒速干燥階段，液滴的水分?jǐn)U散速度大于或等于蒸發(fā)速度，液滴中的絕大多都發(fā)生在此階段，如果在這階段溫度過高，不僅可能會(huì)產(chǎn)生焦粉現(xiàn)象，而且還會(huì)因水分蒸發(fā)過快，加快壁材的濃縮成膜，阻礙膜殼內(nèi)水分的蒸發(fā)，并使液滴內(nèi)壓力升高，膨脹過度時(shí)，膠囊即破裂，嚴(yán)重影響微膠囊的顆粒度、流動(dòng)性等質(zhì)量指標(biāo)。但若這階段溫度過低、干燥速度減慢，液滴還沒完成干燥，就已落入塔底或接觸塔壁，就會(huì)出現(xiàn)潮粉或粘壁現(xiàn)象，致使噴霧干燥無法進(jìn)行。經(jīng)試驗(yàn)，根據(jù)不同物料，進(jìn)風(fēng)溫度一般控制在140～200℃，出風(fēng)溫度控制在60～90℃。
(3)噴霧干燥進(jìn)料霧化壓力在噴霧干燥中，利用壓縮空氣通過噴嘴將料液噴入干燥塔內(nèi)，同時(shí)使料液微粒化。當(dāng)氣源壓力增加時(shí)，物料的噴出速度提高，壓縮空氣量增加，使霧化液滴的粒徑減小，比表面積增加，微粒與熱空氣接觸后，水分迅速蒸發(fā)，致使跑粉現(xiàn)象嚴(yán)重，產(chǎn)品得率降低，產(chǎn)品的顆粒度流動(dòng)性等外觀質(zhì)量也受較大影響。但當(dāng)氣流壓力過低時(shí)，霧化液滴粒徑太大，比表面積減小，干燥速度減緩，造成粘塔或潮粉現(xiàn)象，也影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此，進(jìn)料壓力也必須進(jìn)行篩選。通過試驗(yàn)，進(jìn)料霧化壓力應(yīng)控制在0. 12～0. 21MPa。
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