牛乳由来製品の価値と品質を最大化
メンブレンろ過により、牛乳を構成成分に分離して、幅広い製品を製造することができます。メンブレンフィルトレーションは、バクテリアと胞子の除去にも効果的で、タンパク質とカゼインの含有量を標準化するために、頻繁に使用されます。
さらに、牛乳生産者は、製品を濃縮して量を減らし、輸送コストを削減するために、メンブレンフィルトレーションを導入しています。
用途と技術
ホエーと主要成分の分離
WPI、乳糖など
メンブレンフィルトレーションは、チーズなどの乳製品や発酵製品の濃縮に効果的です。また、高付加価値のホエー由来の原料の目的成分の分離にも有用です。ホエータンパク質を含む透過液は、分離ホエータンパク質（WPI）か様々なグレードのホエータンパク濃縮物（WPC）のような、価値の高いタンパク質製品に加工することができます。牛乳のウルトラフィルトレーションとマイクロフィルトレーションから得られる透過液は、主に乳糖で構成されており、粉ミルクの標準化で好まれる成分です。ホエーベースの成分は乳製品で急成長している分野です。製品としては、ラクトフェリン、リン酸カルシウム、乳糖、透過液粉末、加水分解物などがあります。ミネラル由来の材料は、栄養補助食品の成分として、乳糖由来の成分は、スナック、菓子、栄養製品に使用するほか、加水分解物は、乳児用粉ミルクと栄養補助食品の一部を生み出しています。
初期濃度
逆浸透
逆浸透フィルトレーションは、他のプロセスの前か、輸送の前の初期濃縮に使用するため、量と輸送コストを削減できます。逆浸透フィルトレーションは、できるだけ微細な膜を使用して、基本的に水しか通過させません。バクテリア、脂肪、タンパク質、糖分、ミネラルなど、その他の液体や懸濁成分はすべてろ過し、保持液として取り除きます。逆浸透フィルトレーションプロセスでは、液体に高い圧力がかかります。
イオンとミネラルの除去
ナノフィルトレーション
マイクロフィルトレーションとウルトラフィルトレーションプロセスでは、希釈したストリームが発生しますが、これは、多くの場合、ナノフィルトレーションか逆浸透か、この 2 つの組み合わせを使用して濃縮します。ナノフィルトレーションは、水を除去するか回収するとともに、一価イオンを分離して、製品を脱塩します。ナノフィルトレーションは、乳タンパク質濃縮物（MPC）、分離乳タンパク質（MPI）、乳児用粉ミルクなどの製品の製造にも関わっています。ナノフィルトレーションのメンブレンの孔は、逆浸透よりもわずかに大きく開いており、溶存ミネラルのような小さなイオンは通過させますが、大きめのイオンや、バクテリア、胞子、脂肪、タンパク質、ガム類、糖分のような有機成分はほとんど通過させません。
脂肪とタンパク質の分離
ウルトラフィルトレーション
ウルトラフィルトレーションは、生乳か低温殺菌した全乳かと脂乳中の脂肪分やタンパク質などの大きな分子を濃縮し、乳糖やミネラルの含有量を低減するために使用します。代表的な製品には、乳タンパク質濃縮物（MPC）と分離乳タンパク質（MPI）などがあります。これは、高分子スパイラルメンブレンを使用して製造します。タンパク質対乾物の比率を高めて、MPC85 のようなハイグレードな品種を作るときは、ダイアフィルトレーションをよく使用します。また、全乳か標準化牛乳を濃縮して、完全濃縮か部分濃縮のチーズを作る場合は、ウルトラフィルトレーションも使用します。ウルトラフィルトレーションのメンブレンの孔は、ナノフィルトレーションよりも大きく、かかる圧力は、比較的低くなります。塩、糖、有機酸、小さめのペプチドは透過液として通過し、タンパク質、脂肪、多糖類は保持液として残ります。
脱脂乳の加工
マイクロフィルトレーション
マイクロフィルトレーションには、主に 2 つの目的があり、それは、脱脂乳からバクテリアと胞子を除去すること、そして脱脂乳のタンパク質をカゼインストリームと血清タンパク質ストリームに分離することです。マイクロフィルトレーションのメンブレンは、4 つある乳製品の主要なフィルトレーション技術の中で、孔径が最大で、懸濁物質、バクテリア、脂肪球を除くほとんどの物質を通過させます。カゼインの分離では、膜は大きなカゼインミセルを保持し、小さな血清タンパク質を通過させます。カゼイン濃縮物は、用途に応じて、高分子スパイラル膜かセラミック膜を使用して製造します。
