Методы мембранной обработки молочного сырья

Мембранная обработка молочного сырья — это разделение или концентрирование растворов с помощью полупроницаемых мембран, осуществляемое на молекулярном и ионном уровнях.

Главными достоинствами мембранного разделения молочного

сырья являются:

- возможность направленного регулирования состава и свойств молочного сырья при производстве молочных продуктов;

- сохранением их нативного состояния молочного сырья в ходе технологической обработки;

- возможность на основе мембранной обработки создавать новые молочные продукты;

- оборудование мембранных методов наиболее экономично (меньше затрат электроэнергии, тепла) просты в эксплуатации, что поможет более эффективно решать проблему переработки белково-углеводного сырья;

Во всех методах мембранной обработки используют поперечную мембранную фильтрацию потока, при которой обрабатываемый раствор пропускается под давлением через мембрану. При этом часть компонентов раствора (концентрат) задерживается, а остальная часть в виде фильтрата (пермеат) удаляется. Мембраной (в зависимости от размера пор) задерживаются компоненты молочного сырья и бактерии, в фильтрате остаются в первую очередь растворитель (вода) и растворенные в ней низкомолекулярные вещества. От традиционной фильтрации (очистка молока от механических примесей) мембранная фильтрация отличается тем, что с ее помощью отделяются частицы размерами меньше 10 мкм.

В основном методы мембранной обработки основываются на так называемом – обратном осмосе.

В зависимости от характеристики частиц, которые необходимо сконцентрировать, применяют различные методы мембранного разделения:

обратный осмос (ОО) — для концентрации почти всех компонентов молока, молочной сыворотки и фильтрата, полученного после ультрафильтрации сыворотки;

нанофильтрация (НФ) — для частичного обессоливания (деминерализации) молочной сыворотки, а также фильтрата, полученного в результате ультрафильтрации молочной сыворотки;

ультрафилътрация (УФ) — для концентрации белков молока или молочной сыворотки, а также для нормализации по массовой доле белка при производстве сыров, йогуртов и некоторых других молочных продуктов с повышенной массовой долей СОМО:

микрофильтрация (МФ) — в основном для холодной стерилизации обезжиренного молока, молочной сыворотки и рассола, предназначенного для посолки сыров, а также для обезжиривания молочной сыворотки при производстве концентрата сывороточных белков методом ультрафильтрации.

В основном методы мембранной обработки основываются на так называемом – обратном осмосе.

При обычном осмотическом процессе – движущая сила молекул растворителя (Н₂О) из раствора с меньшей концентрации сухих веществ, движется в большую через полунепроницаемую перегородку (мембрану).

В процессе же обратного осмоса избыточное давление Р₂ компенсирует Р₁ (осмотическое давление)., а Δ Р₂ - Р₁ осуществляет переход растворителя из С=60% в С=10%. Это значит, что создаётся избыточное давление осмотическому со стороны раствора с большей концентрацией вещества в растворителе; следовательно растворитель (Н₂О) будет перемещаться через мембрану из раствора с большей концентрацией сухих веществ в раствор с меньшей концентрацией сухого вещества.