通过共聚焦显微镜和吸附动力学曲线测量乳粉中的有效扩散系数

摘要： 本文描述了一种基于实时可视化荧光染料渗透喷雾干燥乳粉（包括脱脂乳粉、乳蛋白浓缩物和乳清蛋白分离物）单个颗粒的新方法，用于测定乳粉中局部扩散系数。通过向水相中添加聚乙二醇（PEG）作为粘度调节剂（水相罗丹明与PEG的比例分别为1:0、1:1、1:3和1:4）来控制复水过程。利用共聚焦激光扫描显微镜图像分析获得实时有效扩散率数值，并通过光学方法测量颗粒尺寸。结果表明：所有乳粉的复水速率均高度依赖颗粒尺寸，有效扩散率随颗粒尺寸增大呈线性增长，并据此关系计算了所有粒径分布的液相平均有效扩散率。采用Guggenheim-Anderson-de Boer（GAB）水分吸附等温线模型对宽范围水分活度下的水分吸附行为进行模拟。气相体系的有效扩散率显著高于液相体系。本新方法所得结果与既往文献报道基本一致，表明该方法可用于测定单个粉末颗粒的水合情况。