Propriedades termofísicas, reológicas e interfacias de leite e soro bovinos concentrados em evaporador a vácuo

Abstract

O beneficiamento do soro de leite no Brasil está em franca expansão, e a obtenção de vantagens nesse ramo promissor passa pelo conhecimento das propriedades da matéria- prima e de seus produtos. O objetivo deste trabalho foi obter correlações de propriedades termofísicas, reológicas e interfaciais de leite integral e concentrado e do seu respectivo soro integral e concentrado em função do teor de sólidos totais e em diferentes temperaturas, para a elaboração e disponibilização de um banco de dados. O leite e soro empregados neste estudo foram concentrados em evaporador a vácuo a placas de simples efeito. Foi determinada a composição centesimal do leite e soro integral e de seus concentrados, bem como as seguintes propriedades termofísicas: a massa específica com um densímetro de bancada, a condutividade térmica com um condutivímetro comercial e calor específico por meio da calorimetria diferencial de varredura. Foi avaliada a influência da presença de cristais de lactose nas medidas reológicas, e determinado o comportamento ao escoamento do soro concentrado. O índice de refração também foi medido. A tensão superficial do leite e soro e seus concentrados foi determinada pelo método da placa de Wilhelmy. Foram obtidas correlações matemáticas com bons ajustes para predizer a massa específica, o índice de refração e o calor específico das matrizes analisadas, no entanto, os não foi possível obter modelos matemáticos com os dados de condutividade térmica. O soro concentrado apresentou o fenômeno de espessamento por tempo de permanência, sendo modelado matematicamente pela equação de Ostwald-de- Waele. As correlações obtidas neste trabalho são úteis ao monitoramento de concentração de leite e soro de leite em plantas de concentração, bem como para o projeto de equipamentos e simulação de processos para a indústria nacional.

In Brazil, the production of whey from milk is in large growth, and gain advantages in this promising branch passes through the knowledge of the raw material properties and its products. The aim of this study was to obtain correlations of thermophysical, rheological and interfacial properties of whole and concentrated milk and their respective whole and concentrated whey depending on the total solids content and at different temperatures, for the creation and disponibilization of a database. The milk and whey used in this study were concentrated in a single-effect vacuum evaporator. The chemical composition of milk and whole whey and their concentrates were determined as well as the following thermophysical properties: specific weight with a bench densimeter, thermal conductivity with a commercial conductivity meter and specific heat by differential scanning calorimetry. It was evaluated the influence of lactose crystals in the rheological measurements and it was determined the flow behavior of the concentrated whey. The refractive index was also measured. The surface tension of milk and whey and its concentrates were determined by the Wilhelmy plate method. Mathematical models were obtained with good fits to predict the density, refractive index and specific heat of the samples, however, it was not possible to obtain mathematical models with the thermal conductivity data. The concentrated whey showed the thickening phenomenon by residence time. The model of Ostwald-de-Waele can be used to describe the rheological behavior of the concentrated whey. The correlations obtained in this work are useful for monitoring the concentration of milk and whey in the industry, as well as for the design of equipment and process simulation for the national industry.