Разделянето на млечните протеини на чисти фракции, съдържащи съответно казеин и суроватъчен протеин, е мечтан сценарий. Това позволява производството на комерсиално интересни продукти, но също така е технически трудна за изпълнение задача. Въз основа на нашето проучване, Tetra Pak може да оптимизира производителността на завода, съобразена с индивидуалните желания на клиента и да предостави на млечните продукти цялостни растителни решения, които са високо рентабилни и с висока чистота на концентрат и пермеат.

технология

Анита Расмусен, Технолог на приложенията и Хане Соренсен, продуктов мениджър за приложения за храни и напитки, доктор, Tetra Pak Filtration Solutions

Фракционирането на обезмасленото мляко е синоним на микрофилтрация и за тази задача могат да се използват керамични и полимерни мембрани. Между двата вида има значителна разлика в цените, тъй като керамичните мембрани са по-скъпи. Изследванията показват, че керамичните мембрани са по-добри по отношение на преминаването на суроватъчни протеини през нея и задържането на казеин в сравнение с полимерните мембрани. Следователно и двете мембрани имат предимства и са полезни в зависимост от това кои изисквания са от първостепенно значение.

Обикновено за керамичните и полимерните мембрани има разпределение на размера на порите, а не определена гранична стойност, което би било оптималният дизайн за разделяне на протеини. Разпределението на размера на порите може да бъде с променлива ширина и следователно производителността на мембраните често е свързана с изграждането на вторичен слой от мащаба.

Тестване на мембранните характеристики

Tetra Pak е провела поредица от тестове, изследващи ефективността на мембраната при различни условия на обработка и следователно различен състав на замърсяващия слой. Комбинирането на характеристиките на мембраните с различни доставчици с образуването на вторичен слой от замърсяване е от решаващо значение, тъй като ще определи крайното изпълнение.

Опитите показват, че добри показатели от инсталацията за филтриране на полимерни мембрани могат да бъдат получени чрез различни условия на обработка, в зависимост от използваната мембрана. Може да се използва относително отворена мембрана, заедно с плътен слой, създаден от ниска базова линия и ниско напречно налягане, което води до висок поток, ниско задържане на серумни протеини и високо задържане на казеин.

Друга мембрана с по-малко и по-тясно разпределение на размерите на порите може да се комбинира с ниска базова линия и високо налягане на напречен поток, намалявайки вторичния слой на мащаба, което би довело до процеса на фракциониране да зависи от свойствата на мембраната вместо от замърсяващия слой.

Друг добре документиран аспект е температурата по време на филтриране. -казеинът ще се разтвори частично от казеиновата мицела, когато се съхранява на студено и ще следва суроватъчните протеини през мембраната. Полимерните мембрани често работят в студени условия, което позволява дълго време за производство, но за съжаление и високо предаване на -казеин. Това може да бъде преодоляно чрез увеличаване на температурата и по този начин минимизиране на разликата в производителността между полимерни и керамични филтриращи инсталации.

Предварителната обработка на млякото често се пренебрегва

Предполага се, че млякото е прясно и непокътнато, когато достигне растението, но може да е обменяно между мандрите, което води до множество процеси на пастьоризация. Това ще доведе до частично повредени суроватъчни протеини, които трудно или невъзможно преминават през мембраната, което води до редица нежелани ефекти като намален добив на суроватъчен протеин, натрупване на протеини в задържания продукт или намален поток; всичко това води до намаляване на капацитета на централата.

Друга предварителна обработка е концентрацията на мляко чрез ултрафилтрация или обратна осмоза за транспортни цели или за оптимизиране на дизайна на производствената линия. Tetra Pak установи, че възможната степен и вид на преконцентрация ще повлияят на ефективността на пост микрофилтрацията по отношение на потока и задържанията. Следователно има често неочаквана възможност за оптимизиране на пълен дизайн на линия. Фокусът често е насочен към отделния процес, в този случай микрофилтрацията, но нашата работа показа, че фокусът трябва да бъде върху напълно оптимизирани линейни решения, за да отговори на необходимите изисквания във всяка мандра.

От Hanne Sørensen, продуктов мениджър за приложения за храни и напитки, доктор, и Anitha Rasmussen,
Технолог по приложения, Филтриращи решения на Tetra Pak