Uscarea prin pulverizare a produselor lactate: o recenzie
Laptele este extrem de perisabil și totuși, din mai multe motive, trebuie conservat pentru consum ulterior. Îndepărtarea apei previne creșterea microorganismelor și facilitează conservarea și depozitarea constituenților laptelui. Uscarea prin pulverizare este una dintre cele mai convenabile tehnici pentru producerea pulberilor de lapte și pentru stabilizarea constituenților laptelui.
Înainte de uscare prin pulverizare, laptele suferă mai multe procese (cum ar fi tratamentul termic, separarea cremei, procesele cu membrană, evaporarea și omogenizarea în vid). Proprietățile chimice, fizice, tehnologice, nutriționale, funcționale și microbiologice ale produselor finale sunt influențate de o serie de factori precum condițiile de funcționare, proprietățile produselor lactate și condițiile de depozitare. Acest articol descrie procesul de uscare prin pulverizare a produselor lactate și analizează progresele în cunoașterea proprietăților produselor din lapte uscate prin pulverizare; modelare și simulare a transferului de apă (uscare și rehidratare), pulberi de lapte, echipamente de uscare prin pulverizare și consum de energie.
Din anii 1980, industria laptelui a dezvoltat noi procese tehnologice pentru extragerea și purificarea proteinelor (de exemplu, cazeină, cazeinați, proteine din zer etc.) 2, cum ar fi proteinele lactate și concentratele din zer3, concentratele de cazeină micelară4, suspensia de fosfocazinat nativ (NPCS) 5, concentrate demineralizate selectiv6 și concentrate super-curate de lapte degresat4 - în principal datorită progreselor în tehnologia filtrării (microfiltrare, ultrafiltrare, nanofiltrare și osmoză inversă).
Majoritatea acestor proteine sunt comercializate sub formă deshidratată și utilizate fie ca ingrediente nutriționale, fie funcționale. „Crăparea” laptelui în diferite forme uscate și stabile a dus la o creștere bruscă a utilizării produselor lactate intermediare. Multe noi utilizări ale acestor constituenți au apărut apoi odată cu fabricarea produselor de formulă, a înlocuitorilor și a materiilor prime adaptate.
Cea mai frecvent utilizată tehnică pentru deshidratarea produselor lactate este uscarea prin pulverizare. Figura 1 prezintă diferite metode de stabilizare biologică în care uscarea prin pulverizare este o metodă de stabilizare bazată pe inhibarea biologică și reducerea activității apei. Uscarea prin pulverizare a devenit populară în lumea industrială în anii 1970, dar în acea perioadă existau puține studii științifice sau tehnice despre practică și, în special, niciunul asupra efectelor parametrilor de uscare prin pulverizare, nici compoziția fizico-chimică sau microbiologia se concentrează pe calitatea pudrei. Producătorii au dobândit expertiză în uscarea laptelui și în cele din urmă în procesele de uscare a zerului prin încercări și erori. Datorită varietății și complexității amestecurilor care trebuie uscate, a devenit necesară o metodă mai riguroasă, bazată pe proprietăți fizico-chimice și termodinamice. Înțelegerea mai bună a proprietăților biochimice ale produselor din lapte înainte de uscare, transferul de apă în timpul uscării prin pulverizare, proprietățile pulberilor și factorii de influență au devenit acum indispensabile în producția de lapte praf. Lipsa informațiilor tehnice și economice și a metodelor științifice a împiedicat producătorii să optimizeze echipamentele în ceea ce privește costurile energetice și calitatea pulberii.
Scopul acestei revizuiri este de a oferi un scurt rezumat al procesului de uscare prin pulverizare a produselor lactate și de a revizui cunoștințele actuale cu privire la proprietățile produselor lactate uscate prin pulverizare, modelarea și simularea proceselor de transfer de apă (uscare și rehidratare), pulberile lactate, echipament de uscare prin pulverizare și consum de energie.