Energy Consumption in the Processing of Dairy and Feed Powders by Evaporation and Drying

Abstract

Vacuum concentration and drying are valuable techniques for the removal of water and the resulting stabilization of most dairy and feed ingredients. In this study, we present methodology to calculate and compare the energy consumption for the production of dairy and feed powders at different processing stages of the dehydration process. The results show that the energy costs to produce 1 kg of dairy and feed powders were 6,120 and 20,232 kJ Á kg À1 powder for pregelatinized starch and soy protein concentrate, respectively. For dairy products, the values were 9,072 and 15,120 kJ Á kg À1 for fat-filled and demineralized whey powders, respectively. According to the type of product (biochemical composition, ratio of bound and free water) and process (demineralization, vacuum evaporation, lactose crystallization, roller and spray drying), the energy consumption for the production of powders could be calculated. These findings could be valuable for studies focusing on improvement of energy efficiency for dairy and feed processes.

Soro de leite com hidrólise da lactose: desafios na secagem

“…al., 2016). O soro com lactose hidrolisada tem um maior número de moléculas em seu estado amorfo e durante a secagem, tornase altamente higroscópico, podendo levar ao entupimento da câmara (SCHUCK et al 2015). Fialho et al (2017), estudaram a caracterização termodinâmica do processo de secagem de leite com lactose hidrolisada e puderam concluir que o produto com hidrólise da lactose é mais susceptível a aderir ao equipamento devido a sua menor temperatura de transição vítrea, quando comparado ao produto comum, sem hidrólise da lactose, o que resulta numa maior perda de massa no final do processo de secagem.…”

Soro Em Pó: Estado Vítreo E Condições De Operação Do Spray Dryer

“…Ou seja, dependendo da composição do produto a ser seco, das condições operacionais aplicadas no spray dryer e das condições de transporte e armazenamento (umidade rela tiva do ar e temperatura) dos produtos desidratados os mesmos podem não permanecer no esta do vítreo. Quando um produto lácteo possui Fonte: Schuck (2015).…”

“…De acordo com Schuck et al (2015), por meio da Figura 3 é possível acompanhar as propriedades do ar durante a secagem do soro. O ar ambiente que alimenta o spray dryer antes do aquecimento é representado pela letra A.…”

Thermodynamic characterization of single-stage spray dryers: Mass and energy balances for milk drying

“…[3] . In addition to the heat isolation capacity, the size of equipment may influence the energy loss and efficiency.…”

“…[1] In freeze-drying, the energy consumption is from 5,000 to 10,000 KWh t À 1 of removed water and in drum drying is from 300 to 1,000 KWh t À 1 of removed water. [2][3][4][5] Although there are advantages to both techniques, spray drying is still the most used in the dairy industry for milk powder production. The energetic consumption of spray drying is approximately 10-fold lower than that of freeze-drying, and contrary to the drum drying technique, the product does not reach high temperatures during water evaporation.…”