Lait 82 (2002) 453-463
DOI: 10.1051/lait:2002023

Modelling spray drying processes for dairy products

Ruud E.M. Verdurmen, Han Straatsma, Maykel Verschueren, Jan J. Van Haren, Erik Smit, Gerrald Bargeman and Peter De Jong

NIZO food research, PO Box 20, 6710 BA, Ede, The Netherlands

Abstract
NIZO food research (The Netherlands) has been working for the food industry, the dairy industry in particular, for over 50 years. During the past 15 years NIZO food research has put a lot of effort into developing predictive computer models for the food industry. Nowadays the main challenges in the production of powders are the development of specialities (having a high added value) and the reduction of processing costs. For this, the production capacity of available installations is maximised and the process conditions are directed towards minimal fouling of equipment, minimal product losses and reduction of energy consumption. On-line product quality control is implemented as far as possible. For these purposes predictive computer models have proven to be very helpful. These models also reduce the number of costly and time-consuming production trials needed for the development of new products or processes. In this article an overview is given of various industrial applications of predictive computer models for spray drying of dairy products. New applications in the field of computational fluid dynamics (CFD) and developments in model predictive control are also discussed. It is expected that these new applications will make it possible to adjust drying equipment more quickly to new products and will reduce variations in product properties to a large extent.

Résumé
Modélisation de procédés de séchage par atomisation pour les produits laitiers. Le NIZO food research travaille depuis de nombreuses années sur la mise au point de modèles prédictifs informatisés pour l'industrie alimentaire. Actuellement, les principaux défis dans la production de poudres sont le développement de spécialités (à forte valeur ajoutée) et la réduction des coûts de production. Dans ce but, la capacité de production des installations disponibles est portée au maximum, et les conditions opératoires sont établies pour avoir le colmatage minimal de l'équipement, les pertes minimales de produit et pour réduire les consommations d'énergie. Le contrôle qualité du produit en ligne est mis en oeuvre aussi loin que possible. Pour ces raisons, des modèles prédictifs informatisés se sont révélés très utiles. Ces modèles réduisent également le nombre d'essais couteux et longs nécessaires pour le développement de nouveaux produits ou procédés. Dans cet article, une revue est présentée sur les applications industrielles variées des modèles prédictifs informatisés pour sécher par atomisation les produits laitiers. Les nouvelles applications dans ce domaine de l'estimation de la dynamique des fluides et les développements dans le contrôle par modèle prédictif sont aussi discutés. Ces nouvelles applications devraient permettre d'ajuster les équipements de séchage plus rapidement aux nouveaux produits et réduire en grande partie les variations des propriétés du produit.

Key words: Milk / spray dryer / evaporator / modelling / control / powder property

Mots clés : Lait / séchage par atomisation / évaporateur / modélisation / contrôle / propriété de la poudre

Correspondence and reprints: Ruud E.M. Verdurmen Tel.: 31 318 659 563; fax: 31 318 650 400;
    e-mail: verdurmen@nizo.nl

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