A tejfehérjék szétválasztása kazeint és tejsavófehérjét tartalmazó tiszta frakciókra álomforgatókönyv. Lehetővé teszi kereskedelemileg érdekes termékek előállítását, de technikailag is nehéz feladat végrehajtani. Vizsgálataink alapján a Tetra Pak optimalizálni tudja az üzem teljesítményét, az egyedi vásárlói igényekhez igazítva, és a tejüzem számára olyan teljes növényi megoldásokat kínálhat, amelyek rendkívül költséghatékonyak, nagy tisztaságú koncentrátumot és permeátumot tartalmaznak.
Anitha Rasmussen, alkalmazástechnológus és Hanne Sørensen, az élelmiszer- és italalkalmazások termékmenedzsere, PhD, Tetra Pak Filtration Solutions
A sovány tej frakcionálása egyet jelent a mikroszűréssel, és erre a feladatra kerámia és polimer membránok használhatók. Jelentős árkülönbség van a két típus között, mivel a kerámia membránok drágábbak. A kutatások azt mutatják, hogy a kerámia membránok felülmúlják a tejsavófehérjék azon való áthaladását és a kazein visszatartását a polimer membránokhoz képest. Ezért mindkét membránnak vannak előnyei és hasznosak attól függően, hogy mely követelmények a legfontosabbak.
A kerámia és polimer membránok esetében gyakran előfordul, hogy pórusméret-eloszlás van, nem pedig meghatározott határérték, ami az optimális megoldás lenne a fehérjék elválasztására. A pórusméret-eloszlás változó szélességű lehet, ezért a membránok teljesítménye gyakran összefügg egy másodlagos skálaréteg felépítésével.
Membrán teljesítményvizsgálat
A Tetra Pak egy sor vizsgálatot végzett a membrán teljesítményének különböző feldolgozási körülmények között, és ezért a szennyező réteg különböző összetételeinek vizsgálatára. A multi-vendor membránok teljesítményének és a másodlagos szennyeződésrétegnek a kombinálása elengedhetetlen, mivel ez határozza meg a végső teljesítményt.
A vizsgálatok azt mutatták, hogy a polimer membránszűrő üzem jó teljesítményt érhet el különböző feldolgozási körülmények között, az alkalmazott membrántól függően. Viszonylag nyitott membrán alkalmazható, alacsony sűrűségű és alacsony keresztáramú nyomásból létrehozott sűrű réteggel, ami nagy fluxust, alacsony szérumfehérje-visszatartást és magas kazein-visszatartást eredményez.
Egy másik, kisebb és keskenyebb pórusméret-eloszlású membrán kombinálható alacsony alapvonallal és nagy keresztáramlási nyomással, csökkentve a másodlagos skálaréteget, ami azt eredményezheti, hogy a frakcionálási folyamat a membrán tulajdonságaitól függ a szennyeződés helyett.
Egy másik jól dokumentált szempont a szűrés alatti hőmérséklet. A -kazein hidegben tárolva részben feloldódik a kazein micellából, és a savófehérjéket a membránon keresztül követi. A polimer membránok gyakran hideg körülmények között működnek, ami hosszú előállítási időt, de sajnos a -kazein magas átvitelét is lehetővé teszi. Ezt a hőmérséklet növelésével lehet legyőzni, és ezáltal minimalizálni a polimer és a kerámia szűrőberendezések közötti teljesítménykülönbséget.
A tej előkezelését gyakran figyelmen kívül hagyják
A tejet feltételezzük, hogy friss és sértetlen, amikor eléri a növényt, de előfordulhat, hogy a tejüzemek kicserélődtek, ami több pasztörizációs folyamatot eredményezett. Ez részben sérült savófehérjéket eredményez, amelyeket nehéz vagy lehetetlen átjutni a membránon, ami számos nem kívánt hatáshoz vezet, például csökkent tejsavófehérje-hozam, fehérje-felhalmozódás a visszatartott termékben vagy csökkent áramlás; mindez az üzem kapacitásának csökkenését eredményezi.
Egy másik előkezelés a tej koncentrációja ultraszűréssel vagy reverz ozmózissal szállítás céljából vagy a gyártósor kialakításának optimalizálása céljából. A Tetra Pak megállapította, hogy az előkoncentráció lehetséges mértéke és típusa befolyásolja a mikrofiltrálás utáni teljesítményt az áramlás és a visszatartások tekintetében. Ezért gyakran váratlan lehetőség van a teljes vonal tervezésének optimalizálására. A hangsúly gyakran az egyedi folyamatra irányul, ebben az esetben a mikrofiltrálásra, de munkánk megmutatta, hogy a hangsúlyt a teljesen optimalizált vonalmegoldásokra kell helyezni, hogy megfeleljenek az egyes tejüzemek szükséges követelményeinek.
Hanne Sørensen, az élelmiszer- és italalkalmazások termékmenedzsere, PhD, és Anitha Rasmussen,
Alkalmazástechnológus, Tetra Pak szűrési megoldások