Esaminando l’ultrafiltrazione e le sue prospettive nel settore lattiero-caseario

Foto per gentile concessione di S_Bachstroem su Blog.com

L'ultrafiltrazione, nota anche come UF, è un processo di filtrazione che utilizza una membrana per concentrare selettivamente proteine, grassi e sali insolubili. Si tratta di un processo di filtrazione tangenziale a pressione in cui la soluzione di alimentazione scorre perpendicolare alla direzione del flusso del filtrato. Questo processo può essere utilizzato per separare particelle con dimensioni dei pori comprese tra 0,01 e 0,1 µm con una pressione operativa e una temperatura rispettivamente da 30 a 100 psi e da 40 a 80 gradi Fahrenheit. I tipi di membrana più comuni sono polimerici (organici) e ceramici (inorganici).

Si prevede che il mercato globale delle membrane per ultrafiltrazione raggiungerà i 3,7 miliardi di dollari entro il 2031 rispetto al suo valore di 1,5 miliardi di dollari nel 2021, secondo il rapporto pubblicato su Allied Market Research. Il processo UF ha ampie applicazioni nell'industria alimentare, tra cui la produzione di isolato di proteine ​​di soia, la concentrazione di albumi e soluzioni di gelatina, la chiarificazione di succhi di frutta e verdura e la birra, solo per citarne alcuni.

Anche l’industria lattiero-casearia utilizza l’UF per una varietà di applicazioni, tra cui:

L'UF è regolamentato da varie agenzie governative in tutto il mondo per garantire la sicurezza e la qualità dei prodotti lattiero-caseari prodotti utilizzando questa tecnologia. Negli Stati Uniti, sia la Food and Drug Administration (FDA) che il Dipartimento dell’Agricoltura statunitense (USDA) sono responsabili della regolamentazione dell’uso dell’UF nella produzione di prodotti lattiero-caseari. Gli MPC e gli MPI prodotti utilizzando l'UF devono soddisfare gli stessi standard di quelli prodotti utilizzando altri metodi.

Inoltre, esistono linee guida specifiche per la produzione e l’etichettatura di MPC e MPI, compresi i requisiti per i tipi di latte che possono essere utilizzati e i processi che possono essere applicati. Sono stati inoltre stabiliti standard specifici per regolamentare l'uso dell'UF nella produzione di formaggi e altri prodotti lattiero-caseari a base di latte.

Nonostante i suoi numerosi vantaggi, l’UF presenta anche alcune sfide che dovrebbero essere prese in considerazione. Una delle principali preoccupazioni dell’UF è il suo costo relativo rispetto ad altri metodi di filtrazione, come la microfiltrazione e l’osmosi inversa. Inoltre, le membrane UF possono essere soggette a incrostazioni, che potrebbero ridurne l’efficienza nel tempo. Le incrostazioni, tuttavia, possono essere ridotte selezionando il modulo membrana, la configurazione del processo, la pulizia della membrana e il pretrattamento corretti. La pulizia della membrana viene eseguita quando si verifica un aumento della pressione transmembrana o quando si verifica una diminuzione del flusso del permeato. I fattori che possono influenzare in modo significativo la durata delle membrane includono la temperatura e il tempo CIP adeguati, il pH dei detergenti utilizzati e il mantenimento della turbolenza ideale durante la pulizia.

Per riassumere, l’ultrafiltrazione ha un potenziale significativo nel settore lattiero-caseario per separare le proteine ​​del latte, migliorare la qualità e la stabilità del prodotto e recuperare ingredienti preziosi dai sottoprodotti. Sebbene l'UF sia un processo di filtrazione versatile ed efficiente applicabile a un'ampia gamma di prodotti lattiero-caseari, è importante considerare i costi e i requisiti di manutenzione quando si decide se si tratta della giusta tecnologia di filtrazione per un'applicazione specifica.

Riferimenti:

Kumar, P., Sharma, N et al., (2013) Prospettiva della tecnologia delle membrane nell'industria lattiero-casearia: una revisione. Australe asiatiche.J. Anima. Sci. Vol 26, n. 9: 1347-1358.

Reig, M., Vecino, X., et al., (2021) Uso delle tecnologie a membrana nell'industria lattiero-casearia: una panoramica. Alimenti, 10,2768

Deepti P Karumathil, Ph.D., CFS, CFSM, ricopre il ruolo di responsabile della ricerca e sviluppo (R&S) per la divisione lattiero-casearia presso HEB, San Antonio, Texas. Deepti guida lo sviluppo e il lancio di nuovi prodotti, inclusi prodotti lattiero-caseari fermentati e ultrafiltrati. È orgogliosa di ricevere il premio Prodotto dell'anno per il 2020 e il 2022 ed è stata insignita del premio per l'innovazione di HE-B nel 2021. Ha più di 15 anni di esperienza nei settori delle scienze lattiero-casearie e alimentari. Inoltre, Deepti è membro attivo di IFT dal 2012 ed è un collaboratore della divisione Dairy Foods di IFT.