Original article

Structure and attribute modifications of spray-dried skim milk powder treated by DIC (instant controlled pressure drop) technology

DIC 处理方法对喷雾干燥脱脂乳粉结构和性能的影响

Structure et modifications des propriétés d’une poudre de lait écrémé obtenue par atomisation après traitement par détente instantanée contrôlée (DIC)

¹ University of La Rochelle – Laboratory Transfer Phenomena & Instantaneity in Agro-Industry and Building LEPTIAB, Pole Science and Technology, Av. Michel Crépeau, 17042 La Rochelle cedex 01, France
² Faculty of Agriculture, Food Science Department, Zagazig University, Zagazig, Egypt
³ INRA, UMR1253, F-35042 Rennes, France
⁴ AGROCAMPUS OUEST, UMR1253, F-35042 Rennes, France

^* Corresponding author (通讯作者): kallaf@univ-lr.fr

Received: 11 May 2009
Revised: 11 January 2010
Accepted: 22 January 2010

Abstract

Expanding the texture of granules can generally completely modify the functional behaviour of powder. The present study aimed to identify granule structure and quality attribute modifications of spray-dried skim milk powders after an instant controlled pressure-drop (DIC) treatment, which might be considered as a texturing stage inserted in a classic spray-drying process. Two versions of DIC, high air pressure (HAP-DIC) and low steam pressure (STEAM-DIC), were alternatively used. Response Surface Method experimental design was achieved with DIC pressure, treatment time, and moisture content as independent variables. The analyses of the technological, physical, and structural properties of untreated and DIC-textured powders were carried out and considered as response dependent variables. The results illustrated that whatever the type of DIC, the optimized DIC treatment implied a controlled increase in porosity, interstitial air volume, and compressibility, as well as specific surface area and reconstitution aptitude.

摘要

颗粒结构的膨胀可以很大程度地改变乳粉的功能特性。本文探索了经瞬间控制压降 (DIC) 技术处理的喷雾干燥脱脂乳粉的颗粒结构和品质性能的改变，该工艺过程被认为是传统乳粉喷雾干燥过程中影响颗粒形成的关键过程。分别交替使用高空气压力 (HAP-DIC) 和低蒸汽压力 (STEAM-DIC) 的两种 DIC 处理，以 DIC 的压力、处理时间、水分含量为自变量，采用响应面法 (RSM) 进行试验设计。通过对已喷干乳粉加湿的方法来调节水分含量。以未经 DIC 处理和 DIC 处理乳粉的工艺、物理和结构特性参数为评价指标 (因变量) 进行响应面分析。研究结果表明，在最佳的 DIC 处理条件下，干燥乳粉的孔隙率、孔隙间空气量、可压缩性、比表面积和乳粉的复原性都有提高。

Résumé

En raison d’un impact évident de l’expansion des granules sur le comportement fonctionnel des poudres, la présente étude visait à quantifier les modifications des caractéristiques d’une poudre de lait écrémé obtenue par atomisation classique générées par texturation par détente instantanée contrôlée (DIC). Deux versions de la technologie DIC ont alternativement été utilisées : la première par haute pression d’air (HAP-DIC) et la deuxième par faible pression de vapeur (STEAM-DIC). La poudre a subi une réhumidification par pulvérisation contrôlée. La méthode des plans d’expériences a été adoptée avec comme variables indépendantes la pression de la DIC, la durée du traitement et la teneur en humidité. L’analyse de la poudre non traitée et des échantillons différemment texturés par DIC a conduit à la quantification de diverses propriétés technologiques, physiques et structurelles considérées comme variables dépendantes dans la méthodologie de surface de réponse ainsi adoptée. Les résultats ont montré que quelle que soit la version adoptée, le traitement optimisé DIC impliquait une augmentation maîtrisée de la porosité, du volume interstitiel de l’air et de la compressibilité, ainsi que de la surface spécifique et des aptitudes à la reconstitution. La DIC pourrait ainsi être éventuellement considérée comme une étape de texturation à insérer dans une opération de séchage par atomisation.