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Article Dans Une Revue Dairy Science & Technology Année : 2010

One-dimensional simulation of co-current, dairy spray drying systems - pros and cons

Simulation monodimensionnelle de systèmes de séchage par atomisation de produits laitiers en co-courant - avantages et inconvénients

Kamlesh Patel
  • Fonction : Auteur
Xiao Dong Chen
  • Fonction : Auteur
Romain Jeantet
Pierre Schuck
  • Fonction : Auteur

Résumé

One-dimensional (1-D) simulation is a useful technique for the evaluation of dryer operating parameters and product properties before conducting real spray drying trials. The main advantage of a 1-D simulation tool is its ability to perform fast calculations with significant simplicity. Mathematical models can be formulated using heat, mass and momentum balances at the droplet level to estimate time-dependent gas and droplet parameters. One of the purposes of this paper is to summarize key mathematical models that may be used to perform 1-D simulation for spray drying processes, predict essential product-drying gas parameters, assess the accuracy of prediction using pilot-scale spray drying data and perhaps most importantly address the main benefits and limitations of the 1-D simulation technique in relation to industrial spray drying operations. The results of a recent international collaborative study on the development of spray drying process optimization software for skim milk manufacture are presented as an example of the application of 1-D simulation in milk processing.
La simulation monodimensionnelle (1-D) est une technique utile pour évaluer les paramètres de séchage et les propriétés des produits avant de conduire les essais de séchage en réel. Le principal avantage de l'outil de simulation 1-D est sa capacité à réaliser des calculs rapidement et avec une grande simplicité. Les modèles mathématiques peuvent être formulés avec les équilibres de chaleur, de masse et de quantité de mouvement à l'échelle de la gouttelette pour estimer les paramètres de vapeur et de gouttelette qui varient au cours du temps. Un des objectifs de cet article est de présenter de façon synthétique les modèles mathématiques clés qui peuvent être utilisés pour réaliser une simulation 1-D, prédire les paramètres de vapeur essentiels pour le séchage du produit, évaluer la précision de la prédiction en utilisant les données du séchage par atomisation obtenues à l'échelle pilote, et enfin d'aborder les principaux bénéfices et limites de la technique de simulation 1-D en relation avec les opérations de séchage par atomisation industrielles. Les résultats d'une récente étude réalisée en collaboration internationale sur le développement d'un logiciel d'optimisation du procédé de séchage par atomisation pour la production de poudre de lait écrémé sont présentés pour illustrer l'application de la simulation 1-D.
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Kamlesh Patel, Xiao Dong Chen, Romain Jeantet, Pierre Schuck. One-dimensional simulation of co-current, dairy spray drying systems - pros and cons. Dairy Science & Technology, 2010, 90 (2-3), pp.181-210. ⟨10.1051/dst/2009059⟩. ⟨hal-00895757⟩
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