固体饮料干燥工艺详解及结块问题解决方案
固体饮料干燥工艺详解及结块问题解决方案
固体饮料因其便捷性、多样性和良好的保存性而广受欢迎。然而，其生产过程中干燥工艺的选择和结块问题的解决一直是行业关注的重点。本文将深入解析固体饮料的主要干燥工艺，并探讨结块问题的系统解决方案。
固体饮料的干燥工艺
固体饮料种类繁多，包括茶类、咖啡类、五谷类、保健类等，不同种类的生产工艺也有所不同。在液态饮料生产工艺的基础上，固体饮料特别强调干燥工艺。目前，固体饮料生产中主要采用以下三种加工方法：
- 冷冻干燥：这是一种先进的干燥工艺，能较好地保留物料的营养及风味成分，但投资成本高，应用受到一定限制。
- 流化床造粒：适合于低果汁或不含果汁物料的干燥，通过混合、制粒、干燥等步骤在密闭容器内一次性完成，制出的颗粒大小均匀。
- 喷雾干燥：适合干燥高果汁含量的液态物料，由于受热温度低、时间短，能较好地保留物料的营养及风味成分。这种方法广泛应用于奶粉、速溶豆粉和番茄粉等产品的生产。
此外，固体饮料的其他加工方法还包括喷雾冷冻干燥、真空干燥等。
图片来源：食品伙伴网新产品数据库
冻干法
冻干法是将物料中的水冻结成固体的冰，在真空条件下，使水直接升华变成水蒸汽逸出，从而把水从物料中脱除。这种方法能较好地保留营养物质及挥发性成分，但加工成本极高，因此主要用于附加值较高的产品，如速溶茶粉、咖啡粉。
流化床造粒
流化床造粒又称沸腾造粒，是将常规湿法制粒的混合、制粒、干燥等步骤在密闭容器内一次完成的新型制粒技术。流化床造粒过程中，颗粒的成长一般有附聚、涂层和累积造粒三种机理，这些作用共同促进颗粒生长。这种方法可以大大减少辅料量，制出的颗粒大小均匀，效果好。
喷雾干燥
喷雾干燥是利用雾化器将料液分散为细小的雾滴，并在热干燥介质中迅速蒸发溶剂形成干粉的过程。这种方法适用于各种液体形式的物料，干燥的产品可以是粉状、颗粒状或经团聚的颗粒。喷雾干燥后的粉体营养损失小、色泽好，但一般粒度较小、冲调性差，需要造粒后才可以直接冲调。
固体饮料结块的解决方式
固体饮料在开封后容易结块，这是由于其含水量较低，在外界环境湿度稍高时就会吸收水分。为了解决这一问题，可以从以下三个方面入手：
物料基质加工环节
水分是导致固体饮料潮解结块的重要因素，因此在物料基质加工环节，需要严格控制物料的含水量，并确保干燥系统能有效干燥物料。
对于易吸潮结块的物料基质，通常建议采用制粒工艺，例如湿法制粒。这是一种在粉末物料中加入粘合液使之制成具有一定形状与大小的粒状物的工艺，可以改善物料基质的流动性，降低结块发生的几率。
另一种应对方法是添加抗结剂，常用的有二氧化硅和微晶纤维素。二氧化硅含有丰富的毛细孔，能迅速吸湿，但吸湿的二氧化硅很容易解吸，难以长时间保持固体饮料的干燥。微晶纤维素具有极强的吸水性，能起到防结块和帮助流动的作用，同时在水中分散时可以很快形成稳定的胶体溶液。
图片来源：食品伙伴网新产品数据库
灌装环节
经干燥系统加工过的固体饮料物料基质，将投入灌装生产线，然后封包入库。这一环节，物料基质通常仍保持较高的温度（50～60℃），因此封入包装后极易出现冷凝现象，从而致使固体饮料结块。同时，灌装环境的温湿度也会影响物料基质，特别是糖料的水分平衡。因此，灌装现场应设立控温控湿装置，避免灌装时包装内空气含湿量过高。
包装环节
固体饮料包装主要有马口铁罐、玻璃瓶和复合膜袋三种形式。塑料薄膜袋能很好地避免前两种包装的缺点，成为现今使用最广的包装形式。但从防潮角度来看，塑料薄膜袋与前两种包装形式存在一定差距。因此，固体饮料塑料薄膜包装应重点考虑包装的密封性、封边质量以及包装材料透湿性。
包装的密封性：固体饮料包装首先应保证包装整体具有良好的密封性，隔绝外界的水蒸气进入。例如，某固体饮料铝塑包装袋在负压密封性测试中，当压力为-67.6kPa时包装出现泄漏，位置在包装正面袋体中部压痕处。这类微小泄漏若能及时检验发现，可以及时采取调整灌装和包装等补救措施。
封口质量：塑料薄膜包装的固体饮料通常采用热封工艺封口，影响封口质量的因素包括热封的压力、温度和时间参数、封刀设计等。其中，影响最大的是封口处的粉料污染。对此，可以采用缩短下料口与包装底部的距离、增加除尘装置以及更换防静电包装材料等手段进行改善。
合理选择包装材料：不同包装材料对袋内水分含量的影响不同。例如，铝塑复合膜包装的豆乳粉，其固体饮料颗粒的含水量控制优于镀铝复合膜。但铝箔价格偏贵，会造成生产成本的增加。
巧用充气包装：向包装内充入一定量的干燥惰性气体，比如氮气，可以降低固体饮料所承受的压力，保证其良好的流动性。但充气包装技术有效性的关键在于维持袋内气体量的恒定，这同样与包装的密封性、封口质量和包装材料的气体渗透阻隔性有关。
固体饮料结块是一个系统工程，涉及原料、加工、添加剂、灌装、包装、仓储、环境管理等诸多环节。唯一有效的应对方式是多措并举，并且加强物料、包装等质量控制，建立一套有效的、系统的水分防控管理体系。