做蝦青素的都知道，雨生紅球藻是個(gè)好原料，但加工起來頭疼。蝦青素是脂溶性的，熱敏性強(qiáng)，直接干燥容易氧化變色；油脂含量高又容易粘壁；好不容易做出來的粉末，儲(chǔ)存穩(wěn)定性還差，下游客戶一存放就出問題。

其實(shí)這些問題行業(yè)內(nèi)已經(jīng)有成熟的解決方案，就是噴霧干燥配合微膠囊化。今天不講理論，直接上幾個(gè)項(xiàng)目里用到的實(shí)際參數(shù)，看看到底怎么定。

做雨生紅球藻干燥之前，有兩個(gè)問題要先想清楚：一是破壁處理，二是壁材選擇。

破壁這一步挺關(guān)鍵的。雨生紅球藻的蝦青素藏在細(xì)胞壁里面，不破壁就干燥，有效成分釋放不出來。市面上常用的是高壓均質(zhì)或者酶解破壁，壓力一般控制在50-80MPa，酶解用纖維素酶和蛋白酶復(fù)合處理2-4小時(shí)。破壁率直接影響后續(xù)的提取效率和最終產(chǎn)品的蝦青素含量。

壁材的選擇直接影響微膠囊的效果和產(chǎn)品的穩(wěn)定性。行業(yè)里用得比較多的方案是麥芽糊精搭配阿拉伯膠或者明膠，比例根據(jù)經(jīng)驗(yàn)控制在3:1到4:1之間。麥芽糊精成本低、成膜性好，阿拉伯膠有乳化功能，兩者搭配做出來的微膠囊結(jié)構(gòu)比較致密。固形物含量一般調(diào)到20-30%，太低干燥效率上不去，太高則黏度太大霧化困難。

某微藻養(yǎng)殖企業(yè)有個(gè)項(xiàng)目，要把采收的雨生紅球藻藻泥直接干燥成藻粉，用于后續(xù)的超臨界萃取。他們用那艾NAI-CSD10做中試的時(shí)候，試了幾個(gè)溫度組合。

進(jìn)風(fēng)溫度從130℃試到180℃，結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)蝦青素含量和蛋白質(zhì)含量影響不大，說明雨生紅球藻對(duì)中溫干燥的耐受性還不錯(cuò)。但出風(fēng)溫度要注意，55℃到75℃之間，出風(fēng)溫度越高產(chǎn)品水分越大，太高了影響儲(chǔ)存。最后他們定下來進(jìn)風(fēng)180℃、出風(fēng)55℃，固形物含量14.6%，藻泥從84%含水率降到3.11%，蝦青素含量保持3.04%，蛋白質(zhì)20.21%，得率做到了95.62%。

這個(gè)參數(shù)拿來直接做工藝放大參考意義比較大。

另一個(gè)項(xiàng)目是保健品原料那邊，要做高穩(wěn)定性的蝦青素微膠囊粉，添加到固體飲料里。用了泡沫噴霧干燥法，壁材配方是阿拉伯膠4克、可變性淀粉2克、大豆蛋白3克、乳糖醇1克，配400毫升蒸餾水，60℃攪拌溶解。蝦青素以黃秋葵提取液做載體，料液比20毫升比1克，加入0.1%單甘酯乳化劑，20MPa、40℃均質(zhì)處理10分鐘，然后混入氮?dú)庾屌菽芏瓤刂圃?.4克每立方厘米。

噴霧干燥的參數(shù)設(shè)的是進(jìn)風(fēng)100℃、出風(fēng)50℃，進(jìn)料流量50毫升每分鐘。這個(gè)溫度比常規(guī)低不少，主要是為了保護(hù)蝦青素活性。泡沫攜帶的氮?dú)庠诟稍镞^程中形成保護(hù)氣氛，減少氧化。做出來水分2.8%，粒徑60到300微米，流動(dòng)性和水溶性都不錯(cuò)，包埋率65%以上，冷水溶解時(shí)間大約30秒。

第三個(gè)案例是化妝品原料供應(yīng)商用那艾NAI-CSD5做的。他們原料是10%蝦青素油脂，壁材用麥芽糊精和明膠復(fù)合，最優(yōu)配比是麥芽糊精比明膠等于2.1比1，壁材比芯材等于5.9比1。

實(shí)驗(yàn)室階段用響應(yīng)面法優(yōu)化參數(shù)，確定下來進(jìn)風(fēng)溫度160℃、噴霧氣體壓力0.16MPa、進(jìn)料流速600毫升每小時(shí)，包埋效率71.76%。后來放大到那艾NAI-CSD15做中試，適當(dāng)調(diào)高進(jìn)風(fēng)溫度到165℃、出風(fēng)溫度75℃，進(jìn)料流速增加到1.5升每小時(shí)。放大后包埋效率保持在68-70%之間，和實(shí)驗(yàn)室水平基本一致。

這里有個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：蝦青素是熱敏性成分，干燥過程中的停留時(shí)間要控制好。實(shí)驗(yàn)室規(guī)模液滴干燥時(shí)間大約1-2秒，放大后如果停留時(shí)間明顯延長，蝦青素降解會(huì)加劇。通過合理調(diào)節(jié)出風(fēng)溫度和進(jìn)料量的匹配，可以有效控制干燥時(shí)間。

NAI-CSD系列在處理這類熱敏性物料的時(shí)候，有幾個(gè)設(shè)計(jì)比較實(shí)用。寬幅精準(zhǔn)溫控這塊，進(jìn)風(fēng)溫度覆蓋30-280℃，控溫精度±1℃，出風(fēng)溫度可以低到30℃，滿足蝦青素的低溫干燥需求。設(shè)備支持出風(fēng)溫度聯(lián)動(dòng)控制，自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)料速率保持出口溫度穩(wěn)定。

針對(duì)高價(jià)值物料的小批量研發(fā)需求，NAI-CSD5最小進(jìn)料量可以低到30毫升每小時(shí)，配合0.5毫米噴嘴使用，實(shí)驗(yàn)室階段的物料損耗能降下來不少。霧化參數(shù)方面，二流體噴槍的霧化壓力和氣體流量都可以獨(dú)立調(diào)節(jié)，不同黏度、不同固形物含量的料液都能找到合適的霧化條件。

有在做的項(xiàng)目可以聯(lián)系我們聊聊，看能不能給到一些具體的參數(shù)建議。