Questo articolo, a cura dell’Ingegnere Giovanni Nuzzo, approfondisce le tecnologie utilizzate per il trattamento di latte e siero.

In particolare approfondisce le cosiddette “tecnologie a membrana” quali

  • La microfiltrazione
  • L’ultrafiltrazione
  • La nanofiltrazione
  • L’osmosi inversa

Le tecnologie di trattamento a membrana trovano ormai largo impiego nell’industria casearia.

Microfiltrazione, ultrafiltrazione, nanofiltrazione e osmosi inversa sono gli strumenti principali attraverso cui le diverse componenti di latte o siero di latte, vengono separate, al fine di ottenere un prodotto di più alta qualità.

Nel dettaglio:

-La microfiltrazione viene prevalentemente impiegata per la rimozione della frazione solida del siero, quindi nei processi di chiarificazione, ed in ogni caso è utilizzata come pretrattamento per i restanti processi a membrana. Recentemente sta trovando uso anche nell’industria formaggiera, in quanto la sua capacità di abbattere selettivamente diverse specie microbiche e spore, consente di trarre grossi vantaggi nei processi produttivi di vari formaggi. La parziale debatterizzazione ottenuta con la microfiltrazione consente inoltre di aumentare la conservabilità di latte e siero di latte.

– L’ultrafiltrazione applicata al siero, consente il recupero di pregiato materiale proteico e ne riduce drasticamente il carico inquinante, permette il recupero completo dei grassi del latte, producendo un permeato contenente solo sali minerali e lattosio, quest’ultimo recuperabile attraverso la nanofiltrazione.

– La nanofiltrazione è la più recente delle tecnologie a membrana introdotte nell’industria casearia, viene essenzialmente utilizzata per il recupero del lattosio presente in latte e siero e di conseguenza anche per la produzione di latte privo di lattosio. A differenza dell’osmosi inversa, la nanofiltrazione esercita solo una parziale reiezione sugli ioni polivalenti e non è in grado di trattenere ioni monovalenti, ciò si traduce in una ridotta concentrazione di sali minerali presenti nel flusso di retentato, ricco di lattosio. Il ridotto apporto di sali minerali consente nei processi di cristallizzazione di tale flusso, l’ottenimento di cristalli di lattosio di più alta qualità. I cristalli vengono poi trasformati in polvere e il lattosio recuperato, viene così commercializzato.

-L’osmosi inversa svolge lo stesso compito della nanofiltrazione, inoltre, se posta a valle di tale unità, può svolgere il ruolo di trattamento di affinamento, con l’obiettivo di produrre acqua demineralizzata idonea per l’impiego in caldaia o da utilizzare per i lavaggi dei diversi processi di separazione già descritti.

Le criticità di tali impianti vanno ricercate principalmente nelle alte pressioni di lavoro di nanofiltrazione e osmosi inversa (quest’ultima quando non è utilizzata come affinamento) e nel rapido fouling colloidale che può presentarsi anche dopo appena un giorno di marcia dell’unità di trattamento. Per questo motivo è molto importante condurre analisi approfondite su composizione di latte e siero da trattare, al fine di scegliere le membrane più idonee con cui dimensionare l’impianto.

Esempi di installazione:

Applicazioni tipiche, in ambito europeo, riguardano spesso la concentrazione delle proteine presenti nel siero del latte, attraverso l’impiego dell’ultrafiltrazione, il tipico diagramma di processo di tali impianti è mostrato in figura:

Il concentrato dell’ultrafiltrazione, ricco di proteine e grassi, viene inviato agli evaporatori ed in seguito centrifugato, ottenendo così una polvere costituita per 80-85% da proteine.

Una variante di tale processo consiste nell’isolamento delle proteine del siero, ottenuto trattando il concentrato UF con una microfiltrazione. In questa maniera, grassi e costituenti di natura non proteica del siero verranno allontanati, permettendo di ottenere un prodotto in polvere costituito esclusivamente da proteine. Esso trova largo impiego nel settore del body-building e come sostituto dell’albume dell’uovo nella realizzazione di prodotti montati a neve come le meringhe.

Un tipico esempio di installazione di un’unità di ultrafiltrazione per il recupero delle proteine presenti nel siero, è mostrato nella figura seguente:

In entrambi i casi, il permeato UF conterrà principalmente zuccheri, in particolare il lattosio può essere concentrato e recuperato trattando tale flusso con una nanofiltrazione e inviando il concentrato di tale unità agli evaporatori, per far avvenire il processo di cristallizzazione.

Di seguito è mostrato un esempio di installazione di impianto di nanofiltrazione per il recupero del lattosio:

Vista la varietà di trattamenti già in uso e in fase di sviluppo, non vi sono dubbi sul fatto che tali processi di recupero e purificazione costituiscano il presente ed il futuro dell’intera industria casearia, avendo un ruolo sempre più centrale nei processi produttivi.

Bibliografia:

Membrane Applications for Lactose Recovering By Antónia Teresa Zorro Nobre Macedo, Joana Filipa Oliveira Monteiro, David José Chaveiro da Silva Azedo, Elizabeth da Costa Neves Fernandes de Almeida Duarte and Carlos Dias Pereira

DAIRY PROCESSING HANDBOOK By Tetra Pak

 

Gli esperti Technoacque saranno lieti di fornirti qualunque tipo di informazione sugli impianti di trattamento acqua, non esitare a contattarci.

Aiutiamo le imprese a migliorare la gestione delle acque

desidero saperne di più

Aiutiamo le imprese a migliorare la gestione delle acque

desidero saperne di più

Ti è piaciuto questo articolo? Condividi!

POTREBBE INTERESSARTI:

POTREBBE INTERESSARTI: