Influência do equipamento na cinética de cristalização do soro concentrado

O principal objetivo deste trabalho consistiu na determinação do efeito do tipo de cristalizador na eficiência da cristalização da lactose em soro de leite concentrado, utilizando dois equipamentos que dispõem de diferentes formas de agitação (tanque 1 – agitador central e tanque 2 – agitador periférico), mantendo as demais condições de cristalização constantes, como: taxa de resfriamento; temperatura; velocidade de agitação; tempo de cristalização e teor se sólidos solúveis por tratamento. A maior taxa de cristalização no soro concentrado foi obtida pelo emprego da agitação central [Tempo (min) = 0,1927 (% cristalização da lactose) + 21,681] e [Tempo (min) = -0,06 (oBrix) + 51,233] sob a taxa de resfriamento de -0,34 oC ± 0,05 oC por minuto, durante a primeira hora e alcançando a temperatura de 25,8o ± 1,2 oC após 4 horas. A agitação central promoveu as maiores taxas de cristalização em soro concentrado com 50 oBrix, 55 oBrix e 60 oBrix. Observou-se que mudanças nas condições de cristalização do soro concentrado (em diferentes tanques) e no teor de sólidos solú­veis implicam na obtenção de pós com diferentes propriedades de reidratação, de adesão e com teores distintos de lactose cristalizada, impactando na conservação durante o prazo de validade.The main objectives of this project were to determine the effect of the crystallizer design on lactose crystallization efficiency in concentrated whey. Two different crystallizers were used, one presenting a central agitation (tank 1) and the other presenting a peripheral agitation (tank 2). All others crystallization parameters were kept constant such as cooling rate; temperature; stirring speed; crystallization time and concentration of soluble solids by treatment.The best rate for lactose crystallization in concentrated whey was obtained applying central stirring and 55 oBrix [Time (min) = 0.1927 (% lactose crystallization) + 21.681] and [Time (min)= -0.06 (oBrix) + 51.233] under the cooling rate of -0.34 oC ± 0.05 oC per minute during the first hour and achieving the final temperature of 25.8o ± 1.2 oC after 4 hours, central stirring promoted highest rates of lactose crystallization in concentrated whey with 50, 55 and 60 oBrix.The type of Tank for crystallization and the dry matter content in concentrated whey affect whey powder rehydration, stickiness into the chamber, different levels of lactose crystallization and storage of the powder

Influence of the crystallizer design on the crystallization kinetics of concentrated whey

O cenário atual do mercado, desenvolvimento tecnológico e industrial, da produção sustentável e da geração de conhecimento técnico e científico na área de leite e derivados é favorável a realização de pesquisas sobre descrição de fenômenos físico-químicos e sua correlação com propriedades técnico funcionais de lácteos desidratados. O principal objetivo deste trabalho consistem na determinação do efeito do tipo de cristalizador na eficiência da cristalização da lactose em soro de leite concentrado, utilizando dois equipamentos que dispõem de diferentes formas de agitação (Tanque 1 - agitador central e Tanque 2 - agitador periférico), mantendo as demais condições de cristalização constantes, como: taxa de resfriamento; temperatura; velocidade de agitação; tempo de cristalização; e teor se sólidos solúveis por tratamento. Foi determinada a cinética de cristalização da lactose, perfil de cristalização por meio da microscopia óptica, produção de soro em pó a partir de diferentes soros cristalizados e determinação das propriedades do pó de acordo com a eficiência de cristalização em cada um dos tanques. Os resultados deste projeto de Mestrado contribuem para os conhecimentos sobre o processo de cristalização e para escolha dos equipamentos mais adequados para o processamento, no qual é possível alcançar uma maior quantidade de lactose cristalina, reduzindo o tempo de cristalização, minimizando problemas de adesão e aglomeramento não desejável (empedramento) no spray dryer, gerando impactos positivos para o desenvolvimento científico, tecnológico, industrial e suporte a inovação tecnológica.Nowadays, the market scenario, the technological and industrial development, the durable production system and the accumulation of technical and scientific knowledge in dairy area favor the conduction of research on physical and chemical phenomena and how these phenomena are correlated with techno- functional properties of dehydrated dairy products. The main objectives of this project were to determine the effect of the crystallizer design on lactose crystallization efficiency in concentrated whey. Two different crystallizers were used, one presenting a central agitation (Tank 1) and the other presenting a peripheral agitation (Tank 2). All others crystallization parameters were kept constant such as cooling rate; temperature; stirring speed; crystallization time and concentration of soluble solids by treatment. We determined the kinetics of lactose crystallization and the crystallization profile by optical microscopy and we characterized the whey powders obtained from the different crystallized products as a function of the crystallization efficiency of each of tank. The results obtained during this Master's project contribute to better understand the crystallization process and help on the choosing of the most appropriate crystallizer allowing higher lactose crystallization rate, minimal crystallization time and therefore reduction of problems linked with caking on spray dryer. In conclusion, our results bring positive impact on the scientific, technological and industrial fields for technological innovation.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio

Influência das condições de operação em spray dryer piloto sobre a umidade e a atividade de água do leite em pó integral

The aim of this study was to determinate the influence of pilot spray dryer settings on moisture and water activity of whole milk powder. In this experiment were applied six treatments and the variables were: the temperature of inlet air, the air flow and the flow rate of product. The treatment with the lowest temperature of the inlet air, air flow and outlet air temperature allowed water activity values higher than 0.200 (0.236) in the whole milk powder. It was not possible standardize the moisture and water activity of the whole milk powder controlling only one attribute of the spray dryer settingsO objetivo desse trabalho foi determinar a influência das condições de operação em spray dryer piloto sobre a umidade e a atividade de água do leite em pó integral. Foram empregados seis tratamentos nos quais se variou a temperatura do ar de entrada, a vazão de ar na câmara e a vazão de produto. O tratamento com menor temperatura do ar de entrada, menor vazão de ar e menor temperatura do ar de saída neste experimento possibilitaram que o leite em pó integral tivesse atividade de água média superior a 0,200 (0,236). O controle de apenas um único atributo durante a secagem não possibilitou a padronização da umidade e da atividade de água do leite em pó

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

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