Maximiser la valeur et la qualité des produits à base de lait
La filtration membranaire permet de fractionner le lait en ses composants constitutifs, qui peuvent ensuite être utilisés pour produire un large spectre de produits. La filtration membranaire est également efficace pour éliminer les bactéries et les spores, et est fréquemment utilisée pour standardiser la teneur en protéines et en caséine.
De plus, les producteurs de lait déploient une filtration membranaire pour concentrer leur produit dans un volume plus petit, ce qui permet d’économiser des coûts pendant le transport.
Utilisations
Élimination des spores et des bactéries
Élimination efficace
L’élimination des bactéries ou des spores est une étape de traitement courante dans la production de lait pour fromage et dans la production de lait en poudre. C’est également un moyen de prolonger la durée de conservation du produit.
Les pores étroits des membranes de filtration éliminent efficacement les bactéries et les spores tout en laissant passer tous les autres composants du lait écrémé.
Standardisation des protéines et de la caséine
Traitement efficace
Les produits à base de protéines à base de lait sont un segment à croissance rapide de la production laitière. Ils comprennent le concentré de protéines de lait (MPC), l’isolat de protéines de lait (MPI), le concentré de caséine micellaire (MCC) et l’isolat de caséine micellaire (MCI).
La technologie membranaire fait partie intégrante du traitement de ces produits, qui sont utilisés dans le lait infantile, divers aliments et produits nutritionnels sportifs.
Le traitement du lait entier ou écrémé, cru ou pasteurisé, par le biais de membranes de filtration sépare les protéines de lait en deux flux distincts, à savoir un flux de caséine et un flux de protéines sériques.
Les pores de la membrane retiennent les grandes micelles de caséine tout en permettant aux protéines sériques plus petites de passer sous forme de perméat. Généralement, le concentré de caséine est produit par microfiltration. Souvent, ce processus est associé à une étape de lavage (diafiltration) afin d'affiner davantage les flux de produits et d'améliorer le rendement en protéines sériques.
Les flux de lait peuvent également être utilisés pour produire une gamme de produits, notamment des minéraux tels que la lactoferrine et le phosphate de calcium, ainsi que du lactose, du perméat en poudre et des hydrolysats.
Les ingrédients à base de minéraux servent de composants dans les compléments nutritionnels, les ingrédients du lactose sont présents dans les collations, les confiseries et les produits nutritionnels, et les hydrolysats sont inclus dans le lait infantile et les produits alimentaires.
Séparation du lactosérum et des composants clés
WPI, lactose et plus encore
La filtration membranaire est efficace pour concentrer les produits laitiers tels que le fromage et les produits cultivés. Elle est également utile pour isoler les composants cibles des ingrédients à base de lactosérum de grande valeur.
Les flux de perméat qui contiennent des protéines de lactosérum natives peuvent être transformées en produits protéiques à forte valeur ajoutée, tels que l'isolat de protéines de lactosérum (WPI) ou d'autres concentrés de protéines de lactosérum (WPC).
Le perméat de filtration issu de l’ultrafiltration et de la microfiltration du lait se compose principalement de lactose, un ingrédient privilégié dans la standardisation du lait en poudre.
Les ingrédients à base de lactosérum sont un segment laitier à croissance rapide. Les produits comprennent la lactoferrine, le phosphate de calcium, le lactose, le perméat en poudre et les hydrolysats.
Les ingrédients à base de minéraux servent de composants dans les compléments nutritionnels, les ingrédients à base de lactose sont présents dans les collations, les confiseries et les produits nutritionnels, et les hydrolysats sont inclus dans le lait infantile et les produits alimentaires.
Technologies
Concentration initiale
Osmose inverse
La filtration par osmose inverse est utilisée pour la concentration initiale, avant d'autres processus ou avant le transport, réduisant ainsi le volume ou le coût de transport.
En utilisant les membranes les plus fines possibles, la filtration par osmose inverse permet essentiellement à l’eau de passer uniquement. Tous les autres composants liquides ou en suspension, y compris les bactéries, les graisses, les protéines, les sucres et les minéraux, sont filtrés comme rétentat.
Une pression élevée est appliquée au liquide pendant le processus de filtration par osmose inverse.
Élimination des ions et des minéraux
Nanofiltration
Les flux dilués issus des procédés de microfiltration et d’ultrafiltration sont souvent concentrés par nanofiltration ou osmose inverse, ou une combinaison des deux.
Le processus de nanofiltration élimine ou récupère l’eau et sépare également les ions monovalents, déminéralisant ainsi le produit.
La nanofiltration joue un rôle dans la production de produits tels que le concentré de protéines de lait (MPC), l’isolat de protéines de lait (MPI) et le lait infantile.
La technologie utilise des pores à membrane légèrement plus ouverts que l’osmose inverse. Ils permettent aux petits ions tels que les minéraux dissous de passer, mais excluent les ions plus gros et la plupart des composants organiques tels que les bactéries, les spores, les graisses, les protéines, les gommes et les sucres.
Séparation des graisses et des protéines
Ultrafiltration
L’ultrafiltration est utilisée pour concentrer de grandes molécules telles que les graisses et les protéines dans du lait entier ou écrémé cru ou pasteurisé et pour réduire la teneur en lactose et en minéraux.
Les produits typiques comprennent le concentré de protéines de lait (MPC) et l’isolat de protéines de lait (MPI). Ceux-ci sont produits à l’aide de membranes en spirale polymère. La diafiltration est souvent utilisée ici pour augmenter le rapport protéine/matière sèche afin d’obtenir des variétés de haut niveau telles que le MPC 85. L’ultrafiltration est également utilisée pour concentrer du lait entier ou standardisé pour la production de fromages entièrement ou partiellement concentrés.
Les pores de la membrane d’ultrafiltration sont plus grands que dans la nanofiltration et la pression appliquée est relativement faible. Les sels, les sucres, les acides organiques et les peptides plus petits passent sous forme de perméat. Les protéines, les graisses et les polysaccharides restent sous forme de rétentat.
Traitement du lait écrémé
Microfiltration
La microfiltration sert principalement deux objectifs : l’élimination des bactéries et des spores du lait écrémé, et la séparation des protéines du lait écrémé en un flux de caséine et un flux de protéines sériques.
Les membranes de microfiltration ont la plus grande taille de pores des quatre principales technologies de filtration laitière. Elles permettent à la plupart des substances de passer, à l’exception des solides en suspension, des bactéries et des globules gras.
Dans la séparation de la caséine, les membranes retiennent les grandes micelles de caséine, laissant passer les protéines sériques plus petites. Un concentré de caséine est produit soit avec des membranes en spirale polymères, soit avec des membranes en céramique, selon l'application.
