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    静电喷涂技术工业中的应用都有哪些?

    来源:www.yljszp.cn         发布时间:2021-12-27 返回列表

    静电喷涂技术工业中的应用都有哪些?

    贵州静电喷涂

    下面咱们和贵州静电喷涂小编一起来了解一下:

    静电喷涂是近年来快速发展的新型喷涂技术,是一种利用高压静电场使物料微粒沿着电场线定向运动至被涂物表面,沉积成均匀牢固薄膜的喷涂方法,一般而言,以被涂物作为阳极,接地;粉末物料或经雾化的液态物料作阴极,接电源负高压。相较于常规的涂膜方法如浸涂、刷涂与加压喷涂,静电喷涂能够通过对物料加载电荷,使其与靶标间存在静电吸引,从而减少物料损失,该技术也能使物料更细微均匀,改善涂层性能[3],所以,静电喷涂在涂料工业、农业等领域都有广泛应用。1962年,法国Sames公司发明粉末静电喷涂设备用于喷粉涂装,到20世纪末,英国Nevos公司研究开发了可控的静电涂敷系统用于粉状颗粒状调味品、增强剂等的涂敷。自此,静电喷涂设备逐渐应用于食品添加剂、保鲜剂等物料喷涂应用上[4],以改善涂料在产品表面的分布。然而,静电喷涂在食品工业领域的理论研究尚处于起步阶段,特别是关于物料性能对涂覆效率与涂膜性能影响以及该技术在不同食材上的实际应用效果方面鲜有系统和深入的研究报道。本文主要综述了静电喷涂技术基本理论、喷涂效果影响因素的研究状况及该技术在食品工业中的应用进展。

    1 静电喷涂基本理论

    静电喷涂按物料性质不同可分固体粉末静电喷涂及液体静电喷涂[1]。固体粉末静电喷涂应用相当广泛,一般在200益不发生变形的粉末微粒均可采用该方法。粉末静电喷涂充电过程一般通过两种机制来实现:电晕充电和摩擦充电。在电晕充电过程中,粉末颗粒通过离子区,得到带电离子。随后,带电颗粒被运向靶向目标,依靠电荷差异而沉积。而摩擦充电是粉末通过特定材料(如聚四氟乙烯、金属或其它粉末颗粒)的管道输送,与管壁摩擦而充电[5]。而液体静电喷涂原理与粉末静电喷涂不同,在静电场作用下,液体物料经雾化后带电。这一过程中,液体表面张力与粘滞阻力是雾化过程的主要阻力[1]。液体静电喷涂可依据喷射模式及液滴分裂方式分为两种基本类型[1]:滴液模式(即在离喷嘴出口一定距离时细碎液滴会收缩成球形液滴)与喷射模式(即液体被拉成细长喷射流,以平稳或其它常规模式向外运动)。液体静电喷涂中的一种是锥体喷射模式。此模式下,液体喷嘴顶点曲面表现为常规轴对称椎体,沿毛细管轴伸展。据统计,目前的食品工业中,80%的膨化食品、50%以上的巧克力制品与全部农产品均需要通表面涂敷处理来达到保鲜效果[16]。然而,传统涂敷工艺(主要为浸涂、加压喷涂等)缺点明显,如加工质量与工艺参数不可控、原料浪费、环境污染严重从而导致成本增加。研究表明,与传统粉末喷涂技术相比,粉末静电喷涂技术主要优点在减少涂层材料损失(68%),减少粉尘形成(根据颗粒尺寸降低,范围在40%84%)[17],降低运营成本,但其存在涂层色差大、附着力差等缺点液体静电喷涂对此有明显改善,利用静电喷涂液体时,静电在均匀细化液滴及提高液滴在产品上的吸附性、均匀性等方面有明显改善。早期液体静电喷涂主要应用于油脂类原料,水溶性液体易出现静电击穿等现象。近年来,随喷涂设备不断改进,静电喷涂水溶性物料安全性大幅提高。

    3.1 静电喷涂在改善食品感官中的应用

    静电喷涂在食品工业中的典型应用包括在食品表面喷涂物料以防止水分及风味物质损失,或直接喷涂调味料与着色剂来改善产品的风味口感以及外观形貌。Ratanatriwong[18]通过比色法对静喷涂与传统喷涂方式进行比较,得到的静电喷涂薯片产品比传统喷涂产品着色更加均匀(0kV25kV下分别喷涂盐、醋、烤肉粉等调味料),静电涂层的粒径达到19µm-165µm,涂料转移效率提高20%。利用葡萄糖对炸薯条进行静电喷涂能产生更丰富的色彩(增强褐变反应)、更均匀的质地,且产生更少的霉菌[19]。利用500mg/kg的抗坏血酸静电喷涂的肉类相较于非静电喷涂不易变色[20]。感官评价试验结果表明,相对于传统喷涂,消费者更偏爱静电喷涂调味料(烧烤味、酸奶油味或洋葱味)的炸薯片产品[18]

    3.2 静电喷涂在微胶囊技术上的应用

    微胶囊技术是通过使用薄膜材料来包封易反应、敏感性或挥发性液体或固体的一种保护技术。静电喷涂微胶囊薄膜具有技术简单、成本较低等优点[21]ZhangY[22]将海藻酸钠(1.5%)和明胶(1%)混合物用静电喷涂法包埋嗜酸乳杆菌,得到当嗜酸乳杆菌与海藻酸钠与明胶混合物比例为1:2时包埋率,达到96.3%。同样的,ZhangW[23]利用静电喷涂将活细胞包封于藻酸钠微胶囊中,发现细胞在藻酸钠微胶囊中能够生存。Paximada[24]则将亲水与亲脂两种不同儿茶素通过电喷雾包埋于乳液(包含细菌纤维素和蛋白质)的水相或油相中,并对乳液稳定性、液滴尺寸及黏度等理化性质进行了评估,结果表明,电喷雾与超声均质结合可使亲脂儿茶素的包埋率达到97%,可见电喷雾技术在微胶囊包埋中大有所为。

    3.3 静电喷涂在食品保鲜上的应用

    由于静电喷涂对原料的节约与涂覆效果的优良,常通过涂覆保鲜剂、抗菌剂、可食性薄膜等用于食品保鲜应用,改善产品贮藏性。

    Amefia[19]对奶酪产品喷涂抗真菌粉末发现,产品功能得以改善、货架期得以延长。Lyons[25]采用空气助动感应充电静电喷涂法(air-assistedinductioncharged electrostatic sprayingAAIC)将抗菌素液体应用于接种病原体的食品表面进行食品安全评估。结果表明,AAIC法沉积的活性物质质量是相同条件下未充电喷涂法沉积质量的6.1倍、是常规水压喷雾沉积量的29.0倍。相较于常规气助喷雾和水压喷雾,AAIC法能显著降低沙门氏菌菌落总数。Massey采用静电喷涂方法有机酸和植物提取物溶液作为抗菌剂喷洒至鲜切哈密瓜(接种大肠杆菌)上,发现静电喷涂能更有病原菌生长。Kerr[27]向杯装蛋糕静电喷涂5%山梨酸钾抗菌溶液,对涂层效果进行研究结果表明,静电喷涂可使山梨酸钾涂层在蛋糕上的覆盖均匀性和附着性提高,并能更好得限制微生物增殖。Nam[20]在牛肉馅饼表面静电喷涂抗坏血酸层,结果显示该涂层可以有效防止脂肪氧化。喷涂的抗坏血酸在500mg/kg时也可有效降低2-硫代巴比土酸活性物质和乙醛、庚醛等与脂质氧化有关的挥发性醛含量。

    随着可食性膜愈加广泛地应用于果蔬保鲜以维持果蔬良好品质,静电喷涂技术用于可食性膜的涂覆上也愈来愈常见。Peretto[28]分别以静电喷涂与常规喷涂法在新鲜草莓上涂覆海藻酸膜,常温贮藏13天后对3(空白组、静电喷涂组与常规喷涂组)草莓的品质进行比较,指出静电喷涂组相对于另外两组能更好保持草莓的色泽、硬度与重量。Poverenov[29]在鲜切甜瓜上静电涂覆了海藻酸钠和壳聚糖双层膜并测定了双层膜的抗菌能力与膜液粘附性,结果表明该方法成本低廉、操作简易、涂覆效果良好且能够有效保持鲜切甜瓜的食品安全与品质。以上资料来源于网络希望对咱们这边有帮助,如有侵权联系删除。

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