Australia y Dakota del Sur están en lados opuestos del mundo, pero la colaboración entre científicos lácteos e ingenieros químicos de la Universidad Estatal de Dakota del Sur en Australia facilitará el desarrollo de nuevos ingredientes lácteos con propiedades funcionales específicas.
Los investigadores de productos lácteos de SDSU están utilizando un secador por aspersión de gotas individuales a escala de banco para determinar los parámetros de secado exactos para un ingrediente con las propiedades funcionales deseadas. La profesora Cordelia Selomulya y su equipo en la Universidad de Monash, cerca de Melbourne, Australia, luego utilizan los datos sobreEl comportamiento de secado de diferentes materiales para desarrollar un modelo de dinámica de fluidos computacional para predecir el rango de parámetros de secado necesarios para producir un polvo con esas propiedades en un secador por atomización.
"Nuestra experiencia es en fabricación y funcionalidad; la suya es en ingeniería y modelado", dijo el profesor Lloyd Metzer, que dirige el equipo de investigación de SDSU. "Es una colaboración ideal porque nuestras áreas de especialización son complementarias".
El proyecto fue iniciado por el ex profesor asistente Hasmukh Patel, quien ahora es un científico principal en Land O'Lakes en Minneapolis.
La parte de SDSU del proyecto de tres años, que comenzó en 2014, está respaldada por una subvención de Dairy Management Inc. por más de $ 250,000. La investigación se centra en optimizar las condiciones de secado por aspersión de leche en polvo e ingredientes lácteos, como todoleche en polvo, concentrados y aislados de proteínas de suero y leche y fórmula infantil. El estudiante de doctorado Hiral Vora y otro personal de ciencias lácteas de SDSU están trabajando en el proyecto.
Determinando las propiedades deseadas
Cuando se trata del secado por pulverización, cualquier cantidad de condiciones puede afectar las propiedades del polvo, incluidas las características del material que se está secando, el tipo de boquilla y la cantidad de presión detrás de la boquilla, la temperatura de precalentamiento del fluido y la entrada y salida de airetemperatura, según Metzger.
Además, las propiedades deseadas del polvo variarán para diferentes productos. Por ejemplo, en una aplicación como crema de café, señaló, el polvo debe disolverse muy rápidamente en café caliente y puede ser necesario hacer espuma. En otras aplicaciones, como fórmula infantil, la densidad del polvo es crítica para garantizar que cada cucharada de polvo tenga el contenido de nutrientes correcto.
La industria láctea ahora usa prueba y error o experiencia previa para ajustar las condiciones de secado para lograr las características deseadas del polvo, explicó Metzger.
Este enfoque supone que lo que sucede con un lote pequeño usando una secadora a escala de laboratorio o piloto funcionará a una escala mayor, según Selomulya. Sin embargo, advirtió, "ambos son sistemas complejos por derecho propio, por lo que el secadola historia será diferente para cada secadora. Con la variación de la formulación del alimento en los lácteos, el ensayo y error no es un enfoque efectivo ".
Desarrollo del modelo predictivo
Selomulya y su equipo calcularán la velocidad de secado del material utilizando datos experimentales, como cambios en la masa, temperatura y tamaño de las gotas, junto con cambios morfológicos, como la formación de la piel, del secador de gotas individuales combinado con una ingeniería de reacciónenfoque de modelado. Los resultados se utilizarán en un modelo de dinámica de fluidos computacional para predecir lo que sucederá dentro de un secador por aspersión industrial.
"Se trata de tratar de simular a pequeña escala con el secador de partículas individuales y relacionarlo con lo que sucede en el secador grande", dijo Metzger. El secador de escala semicomercial en la planta lechera de Davis se usará para validar elmetodología y ampliar los modelos desarrollados.
Este esfuerzo de colaboración promete agilizar el proceso de cambiar las formulaciones y desarrollar nuevos ingredientes lácteos, y eso podría traducirse en grandes ahorros para la industria láctea.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Dakota del Sur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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