牛初乳的核心价值在于富含免疫球蛋白(IgG)、生长因子(如 EGF) 等活性成分,但这些成分对温度极度敏感,传统高温喷雾干燥(进风温度>100℃)会导致活性成分大量失活(IgG 保留率常低于 50%)。低温喷雾干燥(进风温度通常为 40-80℃)的核心目标是:在保证牛初乳粉达到合格含水率(通常≤5%)的同时,最大程度保留其活性成分,同时解决低温下易出现的 “干燥效率低、粉体结块、溶解性差” 等问题。
关键工艺参数的优化通常会通过单因素实验或响应面法,优化影响干燥效果与产品品质的 4 个核心参数,具体影响如下: 进风温度:最关键参数。
温度过低(如<40℃):干燥不彻底,粉体含水率超标,易吸潮结块; 温度过高(如>100℃):IgG 失活率上升,活性价值下降; 多数研究得出最优区间:进风温度 45-65℃,此时 IgG 保留率可达 75%-90%,且干燥效率与粉体品质平衡。 进料速率: 速率过快:料液在干燥塔内停留时间短,水分未充分蒸发,粉体含水率高; 速率过慢:料液过度干燥,易产生焦粉,且能耗增加; 最优值通常与雾化器类型匹配,如离心式雾化器的进料速率多控制在 15-30 mL/min。 进料固形物含量: 含量过低(如<10%):料液黏度低,雾化后液滴过小,易被热风带走(损失率高); 含量过高(如>30%):料液黏度高,雾化不均,易堵塞喷嘴,粉体粒径差异大; 常见最优区间:15%-25%,既能保证雾化效果,又能提升干燥效率。 雾化压力 / 转速: 离心式雾化器:转速越高,液滴粒径越小,干燥越充分,但转速过高(如>20000 r/min)会导致 IgG 因剪切力受损; 压力式雾化器:压力通常控制在 0.2-0.4 MPa,压力过低则液滴过大,干燥不彻底。
辅助技术与产品品质影响 为进一步提升牛初乳粉品质,研究常搭配辅助措施,其对产品的影响如下: 助剂添加:干燥前添加麦芽糊精(10%-20%)、乳清分离蛋白(5%-10%) 等复合助剂。 作用:降低料液黏度,改善雾化效果;减少粉体吸湿性(避免结块);提升溶解性(助溶剂作用),同时对 IgG 有 “包裹保护” 作用,进一步降低活性损失。
干燥后处理:采用 “冷风送粉 + 旋风分离” 组合,避免干燥后的粉体与高温部件接触,减少二次热损伤;部分研究会搭配真空冷却,快速降低粉体温度至室温,锁住活性。 产品品质评估结果: 理化性质:最优工艺下,牛初乳粉含水率≤4%,粒径分布均匀(D50 通常为 10-30 μm),溶解性>90%,吸湿性≤8%(40℃、相对湿度 75% 条件下); 活性保留:IgG 保留率≥80%,抑菌活性(对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌)较高温干燥产品提升 30%-50%。
最优工艺总结:多数研究得出的典型最优参数为 —— 进风温度 60-80℃、进料固形物含量 20%、离心雾化转速 15000-18000 r/min、麦芽糊精添加量 15%,此时可实现 “高活性保留(IgG≥85%)+ 高干燥效率 + 优质粉体品质”。 应用价值:该技术解决了传统高温干燥 “活性损失大” 的痛点,可用于生产高活性牛初乳粉,适配婴幼儿配方食品、老年保健品、运动营养补剂等高端产品,为牛初乳深加工提供技术支撑。
那艾仪器超低温喷雾干燥机(Low temperature spray dryer)是我司专门为热敏性,不耐高温的物料而研制的一款机型,该机型利用空气饱和湿度原理,利用露点差技术,让干透的空气能承载更多水分的方法,实现在常压低温环境下(最低35°C左右)液体物料的干燥成型,保证了物料的原有活性,提升了物料干燥成型效果和收集率,还可以实现放大生产,广泛应用于生物医药,食品饮料,植物提取物,化工材料等等行业。