Optimización del fraccionamiento de las proteínas de la leche

Anitha Rasmussen, Tecnóloga de aplicaciones y Hanne Sørensen, gerente de productos para aplicaciones de alimentos y bebidas, PhD, Tetra Pak Soluciones de filtración

El fraccionamiento de la leche descremada es sinónimo de Microfiltración, y para esta tarea se pueden usar membranas cerámicas y poliméricas. Hay una diferencia de precio significativa entre los dos tipos, ya que las membranas cerámicas son más caras. La investigación muestra que las membranas cerámicas son superiores con respecto al paso de las proteínas de suero a través de esta y la retención de caseína en comparación con las membranas poliméricas. Por lo tanto, ambas membranas tienen beneficios y son útiles dependiendo de qué requisitos sean primordiales.

Es común para las membranas cerámicas y poliméricas que haya una distribución del tamaño de poro en lugar de un valor de corte definido, que sería el diseño óptimo para separar las proteínas. La distribución del tamaño de poro puede ser de ancho variable y, por lo tanto, el rendimiento de las membranas a menudo está interconectado con la construcción de una capa secundaria de incrustación.

Pruebas de rendimiento de la membrana

Tetra Pak ha realizado una serie de pruebas que investigan el rendimiento de la membrana en diferentes condiciones de procesamiento y, por lo tanto, diferentes composiciones de la capa de incrustación. La combinación del rendimiento de las membranas de varios proveedores con la formación de una capa secundaria de incrustación es crucial, ya que definirá el rendimiento final.

Los ensayos han demostrado que se puede obtener un buen rendimiento de una planta de filtración de membrana polimérica mediante diferentes condiciones de procesamiento, según la membrana que se utilice. Se podría usar una membrana relativamente abierta, junto con una capa de incrustación densa creada a partir de una línea de base baja y una presión de flujo cruzado baja, que dará como resultado un alto flujo, una baja retención de proteínas de suero y una alta retención de caseína.

Otra membrana con una distribución de tamaño de poro más pequeña y más estrecha podría combinarse con una línea de base baja y una presión de flujo cruzado alta, reduciendo la capa secundaria de incrustación, lo cual causaría que el proceso de fraccionamiento dependa de las propiedades de la membrana en lugar de la capa de incrustación.

Otro aspecto bien documentado es la temperatura durante la filtración. -caseína se disolverá parcialmente de la micela de caseína cuando se almacena en frío y seguirá las proteínas del suero a través de la membrana. Las membranas poliméricas a menudo funcionan en condiciones frías, lo que permite un largo tiempo de producción, pero desafortunadamente también una alta transmisión de -caseína. Esto podría superarse al aumentar la temperatura y minimizar así la diferencia de rendimiento entre las plantas de filtración polimérica y cerámica.

El tratamiento previo de la leche a menudo se ignora

Se supone que la leche es fresca y está intacta al llegar a la planta, pero puede haber sido intercambiada entre las lecherías, lo que resulta en múltiples procesos de pasteurización. Esto dará como resultado proteínas de suero parcialmente dañadas que son difíciles o imposibles de pasar a través de la membrana, lo cual generará una gama de efectos no deseados tales como la disminución del rendimiento de la proteína de suero, la acumulación de proteína en el producto retenido, o la disminución del flujo; todo esto resulta en una disminución de la capacidad de la planta.

Otro tratamiento previo es la concentración de leche por ultrafiltración u ósmosis inversa para fines de transporte o para optimizar el diseño de la línea de producción. Tetra Pak ha descubierto que el posible grado y tipo de concentración previa afectará el rendimiento de la Microfiltración posterior con respecto al flujo y a las retenciones. Por lo tanto, existe una posibilidad a menudo inesperada de optimizar un diseño de línea completa. El enfoque a menudo se dirige al proceso individual, en este caso, la microfiltración, pero nuestro trabajo ha demostrado que el enfoque debe centrarse en soluciones de líneas totalmente optimizadas para cumplir con los requisitos necesarios en cada lechería.

Por Hanne Sørensen, gerente de productos para aplicaciones de alimentos y bebidas, PhD, y Anitha Rasmussen,
Tecnóloga de aplicaciones, Tetra Pak Soluciones de filtración