Influence of a lipid phase on steam jet agglomeration of maltodextrin powders

A aglomeração de pós é utilizada para melhorar o manuseio das partículas e facilitar sua reconstituição em água. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a influência do tipo e do conteúdo de uma fase lipídica na aglomeração de pós alimentícios. Como alimento-modelo usou-se maltodextrina DE 10 e três diferentes frações de óleo de palma: duas oleínas (pontos de fusão de 14 e 18 °C) e uma estearina (ponto de fusão de 51 °C). Os pós primários contendo lipídeos foram obtidos através da secagem em spray-dryer de emulsões de maltodextrina, óleo e surfactante a 30% p/p. Os ensaios de aglomeração contemplaram pós contendo 5, 10, 15, 20 ou 25% de cada fração de óleo de palma. A umidade, densidade e escoabilidade dos pós diminuíram com o aumento do seu conteúdo de lipídeos. Os pós contendo as oleínas apresentaram maior coesão entre si do que o material com estearina. Os ensaios de aglomeração foram conduzidos em um aglomerador com jato de vapor, em escala piloto. Um planejamento experimental prévio confirmou um aumento significativo do diâmetro dos aglomerados com o aumento da pressão de vapor, do conteúdo de lipídeos dos pós e da temperatura do ar de secagem dos aglomerados. Os ensaios definitivos de aglomeração foram realizados com ar de secagem a 100°C e pressão de vapor de 1,9 bar. As partículas com oleína absorveram menos umidade no contato com o vapor do que o material contendo estearina e o isento de óleo. A influência dos agentes ligantes (umidade e/ou óleo) foi mais importante para o aumento de tamanho dos aglomerados do que a temperatura do ar. Uma pequena adição de óleo (5%) prejudica o mecanismo de aglomeração. Nos pós sem óleo a aglomeração foi controlada pela plastificação da superfície das partículas. Nos pós com alto conteúdo de óleo, sobretudo com as oleínas, a pré-aglomeração devido à alta coesividade das partículas promoveu a formação de grandes e compactos aglomerados. O pó sem óleo produziu aglomerados de melhor aparência e de tamanho similar ou maior do que o produto com 25% de óleo, porém com menor resistência à compressão. Todos os aglomerados apresentaram uma maior facilidade de escoamento em relação aos seus pós originaisAgglomeration involves the production of larger and stable particles by aggregation of fine particulated material, in order to enhance flowability, appearance and reconstitution in water. This work evaluated the contribution of an oil phase on the agglomeration mechanisms of food powders. Three different palm oil fractions (two oleins with melting point of 14 and 18 °C and one stearin with melting point of 51 °C) were incorporated to the solid matrix of maltodextrin DE 10. Maltodextrin powders containing lipids were processed by spray-drying emulsions of 30% (w/w) total solids (maltodextrin, lipids and surfactant) content. The emulsions were prepared with 5, 10, 15, 20 or 25% of each palm oil fractions, based on total dry mass. Granulation runs were carried out in a pilot plant steam jet agglomerator. Preliminary experiments performed according to a factorial design indicated an increase of the size of the agglomerates with the increase in steam pressure, lipid content and drying air temperature. The definitive experiments were carried out at a steam pressure of 1.9 bar and air temperature of 100 °C. The influence of the binding agents (moisture and/or oil) was more important than the air temperature. The size increase of maltodextrin powder without oil was controlled by surface plasticization and agglomerates with suitable instant properties were obtained. The influence of moisture content was more important than the oil content for maltodextrins with stearin while the inverse occurred for maltodextrins with olein. Maltodextrins powders containing stearin were less cohesive and showed incomplete surface coating by the lipids facilitating moisture absorption. The pre-agglomeration stage favored the blend of the more cohesive powders and formed larger and more resistent agglomerates. The lower tendency to form pre-agglomerates in powders containing stearin is compensated by higher moisture uptake in the steam section. Small amount of oil degenerated drastically the process. The average size and the mechanical resistance of the agglomerates increased with increasing oil content in the powders. Agglomeration enhanced considerably the flowability of the particles containing oi