Lait 82 (2002) 401-412
DOI: 10.1051/lait:2002019

Influence of processing variables on the physicochemical properties of spray dried fat-based milk powders

James Kelly^a, Philip M. Kelly^a and Dermot Harrington<sup>b

a</sup>  Dairy Products Research Centre, Teagasc, Moorepark, Fermoy, Co. Cork, Ireland
^b  Data Systems Department, Teagasc, 19 Sandymount Avenue, Dublin 4, Ireland

Abstract
An experimental programme based on the production of fat-containing milk powders was designed around a newly-commissioned pilot-scale Tall-form drier. The 2-stage drier was equipped with two external fluidised beds and had a nominal water evaporation capacity of 70-100 kg h ^-1, depending on product and process conditions. The objective was to determine the influence of process variables on the physico-chemical properties of powders containing wide ranging fat levels. Regression equations were obtained in the course of correlating powder characteristics (bulk density, free fat, moisture) to input process parameters (concentrate total solids, drier inlet temperature, fat content and stage of feed homogenisation). The interactions for cream-filled and fat-filled powders in the fat range 260-700 g kg ^-1 are outlined. A complex series of linear, quadratic and interactive relationships were established to describe the influence of processing conditions on powder quality. In addition, the processing conditions required to produce a high free fat powder as an ingredient suitable for chocolate manufacture are briefly described.

Résumé
Influence des variables opératoires sur les propriétés physicochimiques de poudres de lait grasses séchées par atomisation. Un programme expérimental basé sur la production de poudres de lait grasses a été mis en place autour d'un nouvel équipement de séchage pilote " Tall form ". Cet équipement de séchage à deux étages était équipé de deux lits fluidisés externes et avait une capacité nominale d'évaporation d'eau de 70-100 kg h ^-1, dépendant du produit et des conditions de séchage. L'objectif était de déterminer l'influence des variables opératoires sur les propriétés physicochimiques des poudres contenant une large gamme de taux de matière grasse. Les équations de régression ont été obtenues en corrélant les caractéristiques des poudres (masse volumique apparente, matière grasse libre, humidité) aux paramètres de procédé mis en oeuvre (matière sèche totale du concentré, température air d'entrée dans la tour, teneur en matière grasse et stade d'homogénéisation du produit à sécher). Les interactions pour des poudres réengraissées à partir de crème ou de matière grasse à des teneurs en matière grasse comprises entre 260 et 700 g kg ^-1 sont présentées. Une série complexe de relations linéaires, quadratiques et interactives ont été établies pour décrire l'influence des conditions opératoires sur la qualité de la poudre. De plus, les conditions de séchage nécessaires pour obtenir une poudre à teneur élevée en matière grasse libre pouvant servir comme ingrédient dans la fabrication de chocolat sont brièvement décrites.

Key words: Milk / powder / fat / free fat / spray drying

Mots clés : Lait / poudre / matière grasse / matière grasse libre / séchage par atomisation

Correspondence and reprints: Philip M. Kelly Tel.: 353 25 42222; fax: 353 25 42340;
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