Caracterização termodinâmica de dois spray dryers pilotos e avaliação do efeito de compostos de alta massa molar em misturas lácteas tradicionais e deslactosadas

The objective of this work is to develop a mathematical model that allows for thermodynamically evaluating of spray dryers through mass/energy balance, to elaborate products from mixing of the milk and whey and to evaluate the effect of compounds with high molecular weight in the physicochemical properties and drying characteristics of traditional and lactose-free dairy mixes. For the thermodynamic characterization, it has been utilized spray dryers with atomizer pressure nozzle (evaporation capacity: 1 kg of water/h) and with atomizer disc (evaporation capacity: 20 kg of water/h). For elaboration of the dairy mix, there have been used lactic bases (lactose containing and non-lactose containing bases), elaborated from different proportions of milk and whey, maltodextrin, inulin and soluble corn fiber. The mathematical model has been validated for the evaluation of mass and energy losses and allowed to compare the efficiency between spray dryers with different designs. The increase in whey content in dairy mix and, especially, the application of the lactose hydrolysis reduced both the quality of the powders (color, glass transition temperature, hygroscopy, etc) and drying properties (stickiness, caking and increased energy expenditure for water evaporation). The addition of the compounds with high molecular weight had a positive effect on the physicochemical properties and the drying of the powders, being maltodextrin the most efficient compound.O objetivo deste trabalho foi desenvolver um modelo matemático que permita avaliar termodinamicamente equipamentos de secagem, por meio de balanço de massa e energia, elaborar diferentes compostos lácteos a partir da mistura de leite/soro, e avaliar o efeito de compostos de alta massa molar nas propriedades físico-químicas e de secabilidade de compostos lácteos tradicionais e sem lactose. Para a caracterização termodinâmica foi utilizado um spray dryer com atomizador de bico de pressão com capacidade de evaporação de 1 kg de água/hora (SD1) e um spray dryer com atomizador de disco, (com capacidade de secagem de 20 kg de água/hora (SD2). Para a elaboração dos compostos lácteos, foram utilizadas bases lácteas, deslactosadas ou não, elaboradas a partir de diferentes proporções de leite e soro, além de maltodextrinas 10 e 20 DE, inulina e fibra solúvel de milho. O modelo matemático foi válido para avaliação de perdas de massa e energia e permitiu comparar a eficiência entre secadores por aspersão com diferentes desenhos. O aumento no teor de soro nos compostos lácteos e principalmente a aplicação do processo de hidrólise da lactose reduziram tanto a qualidade dos pós (cor, temperatura de transição vítrea, higroscopicidade, etc..), quanto sua secabilidade (ocorrência de adesão, empedramento e maior gasto energético para evaporação da água). A adição dos compostos de alta massa molar apresentou efeito positivo sobre as propriedades físico-químicas e de secabilidade dos pós, sendo a maltodextrina, o composto mais eficiente

TGF beta2 concentration in dairy products: the effect of processing on its concentration

This work aims to study the effect of processing on the concentration of TGF-β2, evaluating pasteurization,membrane separation, as well as vacuum evaporation and spray drying. The TGF-β content in each sample of milk taken after each processing step has been quantified by ELISA kit. Furthermore, chemical composition analysis has been performed. TGF-β2 has shown a strong correlation (0.95) with the protein content in the samples. There is no influence of pasteurization on the concentration of TGF-β2, although pasteurization affects the distribution of TGF-β2 in the whey protein fractions and casein, which can be observed in the reduction of TGF-β2 content in whey as heat treatment is applied. This trend is unlike that of microfiltration, where it has been observed that TGF-β2 was equally distributed between casein and whey proteins. The concentration obtained by vacuum evaporation showed a concentration factor less than 1 for TGF-β2 once the constituents other than TGF-β2 became more concentrated. However, spray drying showed values greater than 1, demonstratingthat TGF-β2 is concentrated in greater quantities than other solid constituents of the samples

Application of thermohygrometer in the powder milk production

absen

Energy loss of a single stage spray dryer

absen

Thermodynamic characterization of single-stage spray dryers: Mass and energy balances for milk drying

Spray drying is an efficient unit operation applied in food drying that demands a high amount of energy compared to vacuum evaporation and membrane filtration. The objective of this work was to present a mathematical model-like basis for the construction of mass and energy balances. For this purpose, two lab-scale single spray dryers in milk drying with different evaporative capacities have been used as example. The values of the absolute humidity, mass and energy losses, energetic specific consumption (ESC), and the efficiency of the process were obtained bycalculations developed in this work. The mathematical model was valid for the evaluation of massand energy losses, and it allowed us to compare the efficiencies of spray dryers with different designs. From this model, it is possible to compare different drying processes and dryers

Uso de ferramentas matemáticas em processos de secagem de leite e soro

Em 2014, a produção global de leite foi 892 milhões de toneladas, tendo um aumento de 3,3% comparado a 2013. Devido à perecibilidade do leite, boa parte da produção é destinada à fabricação de produtos lácteos desidratados. Em 2014, aproximadamente 50 milhões de toneladas de leite foram destinados à produção de leite em pó integral (The World Dairy Situation, 2015). Na fabricação deste tipo de produto algumas técnicaspodem ser aplicadas como “roller drying” (secagem em tambor), mas majoritariamente o “spray-drying” (secagem por atomização). Na secagem em tambor, o produto é seco por contato direto com a parede aquecida do rolo de aço inoxidável. Eles são indicados para secagem de alimentos com elevada viscosidade. Tem eficiência energética entre 300 a 1000 KWh.ton-1 de água removida, fácil operação e manutenção (WALSTRA, WOUTERS, GEURTS, 2006). Por outro lado, alguns produtos com elevados teores de açúcar podem ficar aderidos ao rolo ou apresentar sabor cozido devido ao contato direto com a superfície aquecida (JUMING, FENG, SHEN, 2003). Apesar das vantagens de ambas as técnicas, a secagem por atomização é a mais utilizada pelas indústrias de laticínios para fabricação de produtos em pó. O consumo energético deste sistema é aproximadamente um décimo do consumo da liofilização 1000 a 2000 kWh·ton-1 de água removida) e, contrariamente a técnica de secagem em tambor, os produtos não alcançam altas temperaturas durante a evaporação da água. Entretanto, essa ainda é uma das operações unitárias de maior custo energético da indústria de laticínios (SCHUCK et al., 2013; GHARSALLAOUI et al., 2007) e, por essa razão, a otimização dos parâmetros de secagem é a melhor estratégia para diminuir os gastos na produção

Avaliação físico-química e microbiológica de iogurtes comercializados em Rio Pomba-MG e comparação com os parâmetros da legislação

O objetivo deste trabalho foi verificar a qualidade microbiológica e físico-química de iogurtes comercializados na cidade de Rio Pomba/MG. Foram analisadas amostras de sete marcas. Para coliformes totais e termotolerantes, as amostras apresentaram valores inferiores a 2 NMP/g. Conforme a legislação vigente, quanto à contagem de bactérias láticas viáveis, apenas em uma amostra foi encontrado valor superior a 107 UFC/g. As marcas apresentaram variação de 14,12 % a 18,52 % para ESD, sendo que cinco delas estavam acima do limite preconizado pela atual legislação (15% ESD). Todas as amostras atenderam ao padrão estabelecido para acidez (0,6 a 1,5g de ácido lático/100g). Para proteínas, quatro estavam fora dos limites estabelecidos (mínimo 2,9g/100g). Além disso, quatro amostras apresentaram amido em sua composição. Em relação à contagem de fungos filamentosos e leveduras, as amostras estavam em conformidade com as normas. Assim, torna-se necessária uma fiscalização mais eficiente, haja vista que parte das marcas analisadas não atendeu aos padrões estabelecidos pela legislação em vigor