Influence of spray drying operating conditions on microencapsulated rosemary essential oil properties

Abstract

Spray drying is an important method used by the food industry in the production of microencapsulated flavors to improve handling and dispersion properties. The objective of this study was to evaluate the influence of the process conditions on the properties of rosemary essential oil microencapsulated by spray drying using gum Arabic as encapsulant. The effects of the wall material concentration (10-30%), inlet air temperature (135-195 ºC), and feed flow rate (0.5-1.0 L.h-1) on the moisture content, hygroscopicity, wettability, solubility, bulk and tapped densities, particle density, flowability, and cohesiveness were evaluated using a 23 central composite rotational experimental design. Moisture content, hygroscopicity and wettability were significantly affected by the three factors analyzed. Bulk density was positively influenced by the wall material concentration and negatively by the inlet air temperature. Particle density was influenced by the wall material concentration and the inlet air temperature variables, both in a negative manner. As for the solubility, tapped density, flowability, and cohesiveness, the models did not fit the data well. The results indicated that moderate wall material concentration (24%), low inlet air temperature (135 ºC), and moderate feed flow rate (0.7 L.h-1) are the best spray drying conditions.

A secagem por atomização é um importante método utilizado pela indústria de alimentos na produção de flavors microencapsulados, melhorando suas propriedades de manuseio e dispersão. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência das condições de processo nas propriedades de óleo essencial de alecrim microencapsulado por secagem por atomização, utilizando-se goma Arábica como agente encapsulante. Os efeitos da concentração de material de parede (10% a 30%), temperatura de entrada do ar (135-195 ºC) e vazão de alimentação (0.5-1.0 L.h-1) na umidade, higroscopicidade, molhabilidade, solubilidade, densidades de leito e compactada, densidade de partícula, e fluidez e coesividade foram avaliados através de um delineamento experimental composto central rotacional 23. A umidade, higroscopicidade e molhabilidade foram afetadas significativamente pelos três fatores analisados. A densidade de leito foi influenciada positivamente pela concentração de material de parede e negativamente pela temperatura do ar de entrada. Já a densidade de partícula foi influenciada pelas variáveis concentração de material de parede e temperatura do ar de entrada, ambas de forma negativa. Para a solubilidade, densidade compactada, fluidez e coesividade, os modelos não apresentaram bons ajustes para a variação dos dados. Os resultados indicaram que uma moderada concentração de material de parede (24%), baixa temperatura de entrada do ar (135 ºC) e moderada vazão de alimentação (0,7 L.h-1) foram as melhores condições para o processo de secagem por atomização.