Spray Dryer: o número de secagens influencia nas características do pó?

A secagem por Spray Dryer é amplamente utilizada nas indústrias de laticínios. Este processo pode ser realizado em quantidades de estágios diferentes o que influencia na aglomeração e propriedades funcionais do pó.

O que é a secagem?

O processo de secagem de líquidos em pó é uma prática recorrente no setor de lácteos. O Spray Dryer é um equipamento utilizado nas indústrias de laticínios para secar o leite fluido concentrado, transformando-o em pó.

A secagem por atomização é realizada pulverizando pequenas gotículas de leite concentrado por meio de atomizadores. Ao entrar em contato com o ar quente de secagem, ocorre uma transferência de energia na forma de calor da corrente de ar quente para a gotícula e de água da gotícula para o ar (figura 1), ocasionando a secagem instantânea e formação do pó.

Figura 1. Princípio de secagem por atomização.

Fonte: Schuck et al., 2012

Este processo pode ser realizado em um único ou múltiplos estágios de secagem. A quantidade de estágios empregada impacta diretamente nas propriedades funcionais e aglomeração do pó.

Quais as diferenças entre as quantidades de estágios de secagem?

• Único estágio

Nestes processos, a secagem do pó ocorre apenas por atomização, empregando-se somente a câmara de secagem para secar o leite concentrado.

Por conter um único estágio para evaporar a água até a umidade final desejada, este tipo de tratamento é mais agressivo com um tempo médio de estadia na câmara de secagem de 20 a 60 segundos e temperatura de saída do ar mais elevada.

• Dois estágios

Nestes casos, observamos um maior tempo de secagem. A atomização é realizada na câmara de secagem (1° estágio). O ajuste do teor de umidade final e aglomeração do pó são realizados no leito fluidizador externo vibrante (2° estágio). Posteriormente, o pó é resfriado por meio de uma corrente de ar frio.

• Três estágios

Aqui, o objetivo é transferir a maior parte possível da secagem da fase de atomização para a de fluidização. Para isso, tem-se a associação de dois leitos fluidizadores (interno e externo) com capacidade de evaporação junto à câmara de secagem, caracterizando, assim, o processo de secagem em três estágios. O leito fluidizado interno é estático e cumpre o papel de secar o pó úmido.

A tabela 1 abaixo, caracteriza os diferentes processos de secagem.

Tabela 1. Caraterísticas dos diferentes processos de secagem.

Fonte: adaptado de Písecký (1997) e Schuck (2009)

Quais as influencias dos estágios de secagem no pó obtido?

Como já citado, o tipo de secagem empregada exerce influencia direta nas propriedades funcionais e aglomeração do pó.

Os pós oriundos de processos de secagem de um único estágio são particulados e se caracterizam por apresentar baixa solubilidade em água e forte presença de finos.

Aqueles provenientes de secagem em dois estágios se aglomeram e apresentam uma melhora nas propriedades funcionais, como melhor solubilidade e dissolução em virtude do equilíbrio termodinâmico do processo secagem. 

Por fim, os pós obtidos através da secagem de três estágios são marcados por intensa aglomeração e melhoramento da instantaneidade, molhabilidade, solubilidade e dispersibilidade.

Propriedades funcionais: quais são elas?

Os pós apresentam características funcionais que são responsáveis pela sua capacidade de reconstituição, sendo elas: 

• Instantaneidade

Refere-se a capacidade do pó de se dissolver rapidamente.

• Molhabilidade

Está relacionada com a capacidade do pó de se dissolver em água.

• Solubilidade

Diz respeito à dissolução completa das partículas dispersas do pó.

• Dispersibilidade

Relaciona-se com a capacidade de dissolução do pó sem a formação de grumos.

Referências

CARVALHO, Antônio Fernandes de et al. Tecnologia de lácteos concentrados e desidratados: o estado da arte da microbiologia de processo. São Paulo: Revista Indústria de Laticínios, 2017. Disponível em: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01578290. Acesso em: 13 jan. 2021.

SILVEIRA, Arlan Caldas Pereira et al. Secagem por spray: uma revisão. Juiz de Fora. Revista Instituto de Laticínios Cândido Tostes, 2013. Disponível em: https://www.revistadoilct.com.br/rilct/article/view/21. Acesso em: 13 jan. 2021.

VISSOTTO, Fernanda Zaratini et al. Avaliação da influência dos processos de lecitinação e de aglomeração nas propriedades físicas de achocolatado em pó. Ciênc. Tecnol. Aliment., Campinas, v. 26, n. 3, p. 666-671, Sept.  2006.   Disponível em: https://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0101-20612006000300028&lng=en&nrm=iso. Acesso em: 13 jan. 2021.