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Type: Dissertação
Title: Monitoramento do desempenho do processo de secagem por atomização e caracterização físico-química do leite desnatado na aplicação de um protocolo de encapsulamento baseado em modificações de pH
Author: Diaz, Cristian Camilo Medina
First Advisor: Stephani, Rodrigo
Co-Advisor: Costa, Juliana de Carvalho da
Referee Member: Wolfschoon-Pombo, Alan Frederick
Referee Member: Perrone, Ítalo Tuler
Resumo: A secagem por atomização é um processo amplamente aplicado na indústria de laticínios para produzir ingredientes em pó, principalmente leite em pó e seus derivados. Neste documento a tecnologia de secagem é abordada em dois capítulos diferentes. Para o primeiro capítulo, é relevante considerar que em escala industrial os modernos equipamentos de secagem apresentam dois e três estágios para o processo de evaporação, porém em escala piloto é comum a secagem utilizando secadores de estágio único. Neste projeto foi realizada a caracterização do desempenho de um secador por atomização de estágio único em escala piloto em termos de parâmetros experimentais. Os parâmetros estudados foram balanço de massa e energia, enquanto as variáveis independentes foram temperatura do ar de secagem na entrada, vazão de ingresso de produto e seleção do bico de atomização. Os resultados sugerem que a vazão de ingresso de produto melhora o desempenho porque aumenta a pressão no bico de atomização, o que aumenta a área superficial das gotas e a transferência de massa e energia no processo de secagem. A escolha dos bicos pode afetar significativamente o desempenho do secador por atomização, por isso é importante não utilizar peças com defeitos. O efeito da temperatura do ar de entrada foi aumentar a energia perdida no processo e não melhorar o desempenho, sugerindo que o equipamento precisa otimizar o aproveitamento de energia isolando a câmara de secagem. Para o segundo projeto foi abordada uma tecnologia de encapsulamento de vitaminas lipossolúveis que poderia ser aplicada na produção de leite em pó desnatado fortificado. O objetivo foi avaliar o efeito da concentração de sólidos totais e caracterizar as interações físico-químicas no sistema através da aplicação do protocolo de encapsulamento; o protocolo foi dividido em três tratamentos. Os parâmetros estudados foram as mobilidades eletroforéticas relatadas como potencial zeta de superfície, condutividade, distribuição de tamanho de partícula e cálcio iônico solúvel; enquanto as variáveis independentes foram concentração de sólidos totais e tratamento aplicado. Os principais resultados mostram que o protocolo pode ser aplicado com concentração de sólidos totais de 17 g.100 g-1 e a reversibilidade do processo de expansão-contração da micela de caseína é inversamente proporcional à concentração do produto.
Abstract: Spray drying is a process widely applied in the dairy industry to produce powder ingredients, mainly as powder milk and its derivates. In this document drying technology is addressed in two different projects. For the first project, it is relevant to consider that in the industrial scale the modern drying equipment presents two and three stages for the evaporation process, nevertheless in the pilot scale it is common to dry using single-stage spray dryers. In this project a characterization of the performance of a pilot scale single-stage spray dryer was performed in terms of the experimental parameters. The studied parameters were mass and energy balance, while the independent variables were inlet drying air temperature, inlet product flow rate, and nozzle selection. The results suggest that the inlet product flow rate improves the performance because it increases the nozzle pressure, which enhances the surface area of the droplets for increasing the mass and energy transference in the drying process. The nozzle selection can significantly affect the performance of the spray dryer, so it is important to guarantee the non-utilization of pieces with defects. The effect of inlet air temperature was to increase the lost energy in the process and did not improve the performance, suggesting that the equipment needs to optimize energy utilization by isolating the drying chamber. For the second project was addressed an encapsulation technology for fat-soluble vitamins which could be applied in the production of fortified skimmed powder milk. The objective was to evaluate the effect of the total solid concentration and characterize the physicochemical interactions in the system through the application of the encapsulation protocol; the protocol was divided in three treatments. The studied parameters were electrophoretic mobilities reported as surface zeta potential, conductivity, particle size distribution, and soluble ionic calcium; while the independent variables were total solid concentration and treatment applied. The main results are that the protocol can be applied with a total solid concentration of 17 g.100 g-1 and reversibility of the expansion-contraction process of the casein micelle is inversely proportional to the concentration of the product
Keywords: Secador por atomização
Leite em pó fortificado
Encapsulamento
Spray dryer
Fortified powder skimmed milk
Encapsulation
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-graduação em Química
Access Type: Acesso Aberto
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/16259
Issue Date: 9-Sep-2023
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