食品

スプレードライヤーは、微粒化した液滴を瞬間的に熱風で乾燥させるため、乾燥時間が短く、かつ気流中における乾燥は低熱伝導のため粉体が昇温しにくく、熱の影響を受けにくい特徴があります。食品の栄養や、香り、味を損なわずに粉体化するには、セラミックス、金属等の工業製品より低温の、入口温度180～130℃、出口温度60～90℃程度に制御することが一般的です。

粉体製品の粒度分布は、様々な特性に影響するためほぼ全ての用途において重要な品質管理項目となります。他業界と比較して食品用途で特に重要視されるパラメータが、かさ密度、粉体含有水分値です。流動性(ハンドリング性)、溶解性、保存期間、舌触り等の味覚など、粒度分布と同様に粉体製品の特性に影響することはもちろんですが、かさ密度、水分値が不安定であると、規格の包装袋に所定重量が入りきらない、あるいは逆に空間が余る等の問題も発生します。かさ密度および水分値は粒度分布やスプレードライヤーの運転条件によって制御されます。大きい粒子は流動性が高く容器に充填されやすいのでかさ密度は高くなり、小さい粒子は低くなります。水分値は、大きい粒子は比表面積が小さいことから熱風による水分の抜けが悪く水分値が上がる傾向にあり、小さい粒子は比表面積が大きいため水分が抜けやすく水分値が低くなる傾向です。吸湿性が高い粉体は逆となり、スプレードライヤー内の湿気を再吸湿して小さい粒子が高水分値、大きい粒子が低水分値となることもあります。

スプレードライの低温条件は、緩やかに乾燥するため、噴霧液滴が乾燥粒子となる際の収縮率が高く上がり、かさ密度が高くなります。一方高温条件では急激に乾燥するため、噴霧液滴から乾燥粒子となる際の外殻形成が早くなることで、かさ密度の低い粉となります。水分値は低温条件が高く、高温条件が低くなります。

季節要因も大きく、夏の雨の日と、冬の晴れの日で同一のスプレードライ条件で製造した粉の物性が変わることもあり、吸湿性の高い粉体は特に顕著に現れるため、スプレードライヤーの導入には、除湿器を熱風ラインに設置し、一年を通して一定の品質を保つような仕様が選定されます（当社テスト設備には除湿器は付帯していません）。

一般的な食品用スプレードライヤーは、ベル(ケスナー)型のディスクを付帯したロータリーアトマイザーにより原液を噴霧するケースが多いです。微粒化能力はピン型と比較すると低いですが、噴霧時の巻き上がり天井付着が少ない特徴があります。一般的なスプレードライヤーは、天井中心部のロータリーアトマイザーの周囲から熱風を投入するので、天井は入口温度程度となっています。そのため天井への付着物は高温に曝さらされるので、食品等有機物は、焦げ等の物性変化が起きた異物が生成され、剥がれ落ちることでコンタミとなる懸念があるので、巻き上がり付着を抑制することが重要となります。セラミックス、金属等は熱に強く、スプレードライヤー程度の熱風で物性が変化することが無いので、巻き上がり付着によって異物が生成させる懸念が低く、且つ粉の比重が高く巻き上がりにくいこともあり、より微粒化能力が高く、また高濃度、高粘度スラリーの処理が多いので、ディスクの閉塞の懸念が低いピン型が選定されます。