Süt proteinlerinin fraksiyonlanmasını optimize etme

Anitha Rasmussen, Uygulama Teknolojisi Uzmanı ve Hanne Sørensen, Yiyecek ve İçecek Tabanlı Uygulamalar Ürün Müdürü, PhD, Tetra Pak Filtrasyon Çözümleri

Yağsız sütün fraksiyonlanması mikrofiltrasyon ile eş anlamlıdır ve bu görev için hem seramik hem de polimerik membranlar kullanılabilir. İki tür arasında önemli bir fiyat farkı vardır ve seramik membranlar daha pahalıdır. Araştırmalar, seramik membranların, peynir altı suyu proteinlerini membrandan geçirme ve kazeini tutma bakımından polimerik membranlara göre daha üstün olduğunu göstermektedir. Bu nedenle, her iki membranın da avantajları vardır ve kullanışlılığı hangi gereksinimlerin birincil derecede önemli olduğuna bağlıdır.

Hem seramik hem de polimerik membranlar için ortak olan unsur, tanımlı bir kesme değerinden ziyade gözenek boyutu dağılımının olmasıdır ve bu, proteinleri ayırmak için en uygun tasarım olabilir. Gözenek boyutu dağılımı değişken genişlikte olabilir ve bu nedenle membranların performansı genellikle ikincil bir kirlenme katmanının oluşturulması ile bağlantılıdır.

Membran performans testleri

Tetra Pak, farklı işleme koşullarında membran performansını ve dolayısıyla farklı kirlenme katmanı bileşimlerini araştıran bir dizi testi tamamlamıştır. Çeşitli tedarikçilerden gelen membranların performansını ikincil bir kirlenme katmanının oluşturulması ile birleştirmek, nihai performansı tanımlayacağı için çok önemlidir.

Araştırmalar, bir polimerik membran filtrasyon tesisinin iyi performansının, kullanılan membrana bağlı olarak farklı işleme koşulları ile elde edilebileceğini göstermiştir. Nispeten açık bir membran, düşük taban çizgisi ve düşük çapraz akış basıncından oluşturulan yoğun kirlenme katmanı ile birlikte kullanılabilir; bu da yüksek akı, peynir altı suyu proteinlerinin düşük tutulması ve kazeinin yüksek tutulması ile sonuçlanır.

Daha küçük ve daha dar bir gözenek boyutu dağılımına sahip başka bir membran, düşük taban çizgisi ve yüksek çapraz akış basıncı ile birleştirilebilir, ikincil kirlenme katmanı azaltılarak fraksiyonlama işleminin kirlenme katmanı yerine membran özelliklerine dayanması sağlanabilir.

İyi belgelenmiş başka bir yön, filtrasyon sırasında sıcaklıktır. -kazein, soğuk depolandığında kısmen kazein miselinden çözülür ve membrandan peynir altı suyu proteinlerini takip eder. Polimerik membranlar genellikle soğuk koşullarda çalıştırılır ve bu uzun bir üretim süresine, ancak maalesef yüksek bir -kazein iletimine olanak tanır. Bu, sıcaklığı arttırarak ve böylece polimerik ve seramik filtrasyon tesisleri arasındaki performans farkını en aza indirerek aşılabilir.

Süte yönelik ön işlem genellikle ihmal edilir

Sütün, tesise geldiği zaman taze ve bozulmamış olduğu varsayılır, ancak mandıralar arasında alınıp satılmış ve bu nedenle birden fazla pastörizasyon işleminden geçmiş olabilir. Bu, membrandan geçmesi zor veya imkansız olan kısmen hasar görmüş peynir altı suyu proteinleriyle sonuçlanacak ve peynir altı suyu protein veriminin azalması, retentatta protein birikmesi ve/veya azalmış akı gibi istenmeyen etkilere neden olacaktır; bunların tümü tesis kapasitesinin düşmesine neden olur.

Diğer bir ön işlem, nakliye amacıyla veya üretim hattının tasarımını optimize etmek için sütün ultrafiltrasyon/ters ozmoz konsantrasyonudur. Tetra Pak olası ön konsantrasyon derecesinin ve türünün akı ve tutum ile ilgili sonraki mikrofiltrasyon performansını etkileyeceğini keşfetti. Bu nedenle, tüm hat tasarımını optimize etmek için genellikle öngörülemeyen bir olasılık vardır. Odak genellikle bireysel işlemeye, bu senaryoda mikrofiltrasyona yöneliktir. Ancak çalışmamız, her mandırada ihtiyaç duyulan gereksinimleri karşılamak için odağın tamamen optimize edilmiş hat çözümlerine çevrilmesi gerektiğini kanıtlamıştır.​​

Sağlayan: Hanne Sørensen, PhD - Gıda ve İçecek Tabanlı Uygulamalar Ürün Müdürü ve Anitha Rasmussen -
Uygulama Teknolojisi Uzmanı, Tetra Pak Filtrasyon Çözümleri