Изучение ультрафильтрации и ее перспектив в молочной промышленности.

Фотография предоставлена ​​S_Bachstroem на gettyimages.com

Ультрафильтрация, также известная как УФ, представляет собой процесс фильтрации, в котором используется мембрана для избирательного концентрирования белков, жиров и нерастворимых солей. Это процесс фильтрации с перекрестным потоком под давлением, при котором исходный раствор течет перпендикулярно направлению потока фильтрата. Этот процесс можно использовать для разделения частиц с размером пор 0,01–0,1 мкм при рабочем давлении и температуре от 30 до 100 фунтов на квадратный дюйм и от 40 до 80 градусов по Фаренгейту соответственно. Наиболее распространенными типами мембран являются полимерные (органические) и керамические (неорганические).

Согласно отчету, опубликованному в Allied Market Research, к 2031 году мировой рынок ультрафильтрационных мембран достигнет $3,7 млрд по сравнению с его стоимостью в $1,5 млрд в 2021 году. Процесс УФ широко применяется в пищевой промышленности, включая производство изолята соевого белка, концентрирование яичных белков и раствора желатина, осветление фруктовых и овощных соков, а также пива и многое другое.

Молочная промышленность также использует УФ для различных целей, в том числе:

UF регулируется различными государственными органами по всему миру для обеспечения безопасности и качества молочных продуктов, производимых с использованием этой технологии. В США за регулирование использования УФ при производстве молочных продуктов отвечают Управление по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) и Министерство сельского хозяйства США (USDA). ПДК и ИМЦ, полученные с использованием УФ, должны соответствовать тем же стандартам, что и те, которые производятся другими методами.

Кроме того, существуют конкретные рекомендации по производству и маркировке ПДК и ПДК, включая требования к типам молока, которое можно использовать, и к процессам, которые можно применять. Также были установлены специальные стандарты, регулирующие использование УФ при производстве сыра и других молочных продуктов из молока.

Несмотря на многочисленные преимущества, UF также имеет некоторые проблемы, которые следует учитывать. Одной из основных проблем УФ является его относительная стоимость по сравнению с другими методами фильтрации, такими как микрофильтрация и обратный осмос. Кроме того, УФ-мембраны могут быть склонны к загрязнению, что со временем может снизить их эффективность. Однако загрязнение можно уменьшить, выбрав правильный мембранный модуль, конфигурацию процесса, очистку мембраны и предварительную обработку. Очистка мембраны производится при повышении трансмембранного давления или при снижении потока пермеата. Факторы, которые могут существенно повлиять на срок службы мембран, включают правильную температуру и время CIP, pH используемых чистящих средств и поддержание идеальной турбулентности во время очистки.

Подводя итог, можно сказать, что ультрафильтрация имеет значительный потенциал в молочной промышленности для разделения молочных белков, улучшения качества и стабильности продукта, а также извлечения ценных ингредиентов из побочных продуктов. Хотя УФ является универсальным и эффективным процессом фильтрации, применимым к широкому спектру молочных продуктов, важно учитывать его стоимость и требования к техническому обслуживанию при принятии решения о том, является ли эта технология фильтрации подходящей для конкретного применения.

Использованная литература:

Кумар П., Шарма Н и др. (2013) Перспективы мембранных технологий в молочной промышленности: обзор. Азиатская Австралия.Дж. Аним. наук. Том 26, № 9: 1347–1358.

Рейг М., Весино X. и др. (2021) Использование мембранных технологий в молочной промышленности: обзор. Продукты питания, 10,2768

Дипти П. Каруматил, доктор философии, CFS, CFSM, работает менеджером по исследованиям и разработкам (НИОКР) в молочном подразделении HEB, Сан-Антонио, Техас. Дипти возглавляет разработку и выпуск новых продуктов, в том числе ферментированных и ультрафильтрованных молочных продуктов. Она является лауреатом премии «Продукт года» в 2020 и 2022 годах, а в 2021 году была удостоена награды HE-B за инновации. У нее более 15 лет опыта работы в области молочной и пищевой науки. Кроме того, Дипти является активным членом IFT с 2012 года и участвует в работе отдела молочных продуктов IFT.