Valumakeisten kuivaus vakuumiuunilla
Jurvanen, Sini (2022)
Jurvanen, Sini
2022
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202205067612
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202205067612
Tiivistelmä
Valumakeisia kuivataan kuivaushuoneessa tuotteelle ominaisen lämpötila/kuivausaika -ohjelman mukaisesti, minkä jälkeen tuote jäähdytetään huonelämpötilaan. Insinöörityön tavoitteena oli tutkia alipaineen hyödyntämistä valumakeisten kuivaamisessa sekä selvittää alipaineen vaikutuksia valumakeisten rakenteisiin. Tämä insinöörityö toteutettiin Fazer Makeiset Oy:lle (Lappeenranta).
Tutkittava makeinen oli rakeistettavan tuotteen makeisaihio pitkän kuivausajan vuoksi. Ennen koesuunnitelman luomista tehtiin esikokeina kaksi referenssikuivausta (65 °C/200 ja 100 mbar) sekä mitattiin vakuumiuunin ilman suhteellista kosteutta kuivauksen (24 h) aikana. Insinöörityössä tutkittiin lämpötilan (65–70 °C), vakuumipaineen (50–200 mbar) ja ajan (24–48 h) vaikutuksia makeisten kuivumisnopeuteen. Minitab-ohjelmalla tehtiin regressioanalyysi, jolla selvitettiin selittävien muuttujien (lämpötila, vakuumipaine ja aika) vaikutusta vastemuuttujaan (jäännöskosteus).
Makeisten tarkemmat rakenneanalyysit teetettiin Lappeenrannan yliopistossa. Referenssinäytteistä ja koepisteiden näytteistä tutkittiin kiteisyyttä röntgendiffraktiolla ja DSC-kalorimetrillä. Koepisteiden näytteistä mitattiin lisäksi jäännöskosteudet, ja insinöörityöntekijä teki itsenäisesti pienimuotoisen aistinvaraisen arvioinnin silmämääräisen rakenteen ja suutuntuman osalta.
Röntgendiffraktion perusteella vakuumipaineella oli suurin vaikutus makeisten kiteisyyteen, ja DSC-kalorimetrin perusteella makeiset kiteytyvät kuivauksen aikana sekä uudelleenkiteytyvät jäähdytettäessä. Sokerianalyysin mukaan makeisaihioita voitaisiin kuivata missä tahansa vakuumipaineessa (50–200 mbar), sillä invertoituneen sokerin määrässä ei ollut suuria vaihteluita verrattuna tuotannon referenssinäytteeseen. Aistinvaraisen arvioinnin perusteella koepisteet 8 ja 6 olivat rakenteeltaan lähimpänä tuotannon referenssinäytettä.
Alipainekuivauksella voisi olla potentiaalia tulevaisuudessa makeistuotannossa. Insinöörityössä tutkittuja asioita pystyy mahdollisesti hyödyntämään jatkossa tuotannonsuunnittelussa, sillä nopeammalla kuivauksella saataisiin varaston kiertoa nopeammaksi.
Tutkittava makeinen oli rakeistettavan tuotteen makeisaihio pitkän kuivausajan vuoksi. Ennen koesuunnitelman luomista tehtiin esikokeina kaksi referenssikuivausta (65 °C/200 ja 100 mbar) sekä mitattiin vakuumiuunin ilman suhteellista kosteutta kuivauksen (24 h) aikana. Insinöörityössä tutkittiin lämpötilan (65–70 °C), vakuumipaineen (50–200 mbar) ja ajan (24–48 h) vaikutuksia makeisten kuivumisnopeuteen. Minitab-ohjelmalla tehtiin regressioanalyysi, jolla selvitettiin selittävien muuttujien (lämpötila, vakuumipaine ja aika) vaikutusta vastemuuttujaan (jäännöskosteus).
Makeisten tarkemmat rakenneanalyysit teetettiin Lappeenrannan yliopistossa. Referenssinäytteistä ja koepisteiden näytteistä tutkittiin kiteisyyttä röntgendiffraktiolla ja DSC-kalorimetrillä. Koepisteiden näytteistä mitattiin lisäksi jäännöskosteudet, ja insinöörityöntekijä teki itsenäisesti pienimuotoisen aistinvaraisen arvioinnin silmämääräisen rakenteen ja suutuntuman osalta.
Röntgendiffraktion perusteella vakuumipaineella oli suurin vaikutus makeisten kiteisyyteen, ja DSC-kalorimetrin perusteella makeiset kiteytyvät kuivauksen aikana sekä uudelleenkiteytyvät jäähdytettäessä. Sokerianalyysin mukaan makeisaihioita voitaisiin kuivata missä tahansa vakuumipaineessa (50–200 mbar), sillä invertoituneen sokerin määrässä ei ollut suuria vaihteluita verrattuna tuotannon referenssinäytteeseen. Aistinvaraisen arvioinnin perusteella koepisteet 8 ja 6 olivat rakenteeltaan lähimpänä tuotannon referenssinäytettä.
Alipainekuivauksella voisi olla potentiaalia tulevaisuudessa makeistuotannossa. Insinöörityössä tutkittuja asioita pystyy mahdollisesti hyödyntämään jatkossa tuotannonsuunnittelussa, sillä nopeammalla kuivauksella saataisiin varaston kiertoa nopeammaksi.