Evaluation of drying system in vacuum spray dryer

Orientadores: Vivaldo Silveira Junior, Ana Silvia Prata SoaresDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: A secagem é um dos métodos que auxiliam no aumento da vida útil dos alimentos. Esse processo, quando realizado em equipamentos denominados "spray dryer", permite a obtenção de produtos em pó a partir da atomização do material de alimentação em uma câmara de secagem com temperatura elevada. Neste tipo de processo, alguns nutrientes funcionais podem ser degradados devido ao tratamento pelo calor. Alternativamente, processos que preservem componentes termossensíveis são cada vez mais interessantes. O objetivo deste estudo foi estabelecer um equipamento piloto e avaliar as condições operacionais de secagem a vácuo em uma unidade experimental do tipo "vacuum spray dryer" (VSD). Com a redução da pressão no interior da câmara de secagem, tem-se consequentemente uma temperatura de secagem inferior. O VSD possibilita a obtenção de alimentos em pó ricos em ingredientes sensíveis ao calor, uma vez que não usa altas temperaturas no processo. Um protótipo preliminar foi instrumentado e a influência das condições operacionais das variáveis na eficiência deste processo foi avaliada. Foram realizadas secagens de solução de maltodextrina em spray dryer convencional e em VSD e os pós obtidos nos dois processos foram caracterizados e comparados quanto à distribuição e tamanho de partículas, teor de umidade, densidade aparente, atividade de água e solubilidade. As melhores condições obtidas no VSD foram quando a vazão da solução de alimentação foi de 1,07 mL/min, vazão de ar de atomização acima de 20 L/min, solução de alimentação com 40 °Brix e três bombas de vácuo associadas em paralelo promovendo a baixa condição de pressão no interior da câmara. Houve diferença significativa quanto à distribuição do tamanho de partículas, umidade, atividade de água, solubilidade, rendimento do processo e densidade aparente entre os pós obtidos no processo conduzido em "spray dryer" e VSDAbstract: Drying is one of the methods that help in increasing the shelf life of foods. Spray drying, held in equipment called spray dryer allows to obtain powders products from the atomization of the feed into a drying chamber under high temperature. In this process, some functional nutrients may be degraded due to the heat treatment. Alternatively, processes that preserve heat sensitive components are increasingly interesting. The objective of this study was to design a pilot equipment and evaluate vacuum drying operating conditions in a vacuum spray dryer (VSD) experimental unit. By reducing the pressure inside the drying chamber, consequently the drying temperature decreases. The VSD obtains powder foods rich in heat-sensitive ingredients, since it does not use high temperatures in the process. A preliminary prototype was instrumented, and the influence of operating conditions of efficiency variables this process was evaluated. Were carried drying of maltodextrin solution in conventional spray dryer and VSD, the powders obtained in both cases were characterized and compared by distribution and particle size, moisture content, bulk density, water activity and solubility. The best conditions obtained in the VSD were feed solution flow was 1.065 ml/ min, spray air flow rate above 20 L/min, feed solution at 40 ° Brix and three vacuum pumps associated in parallel, inducing the low pressure condition inside the chamber. There was a significant difference in particle size distribution, humidity, water activity, solubility, process yield and bulk density between the powders obtained in conventional spray dryer and VSDMestradoEngenharia de AlimentosMestra em Engenharia de AlimentosCAPE