Mikrofiltration von Milch - Dipl. Ing. Sebastian Bichlmaier · 2014. 2. 11. · Mikrofiltration von...

MF-Milchfiltration

Mikrofiltration von Milch - Vorteile

Käsemilch– Sporen werden entfernt – kein Zusatz von Nitrat– Keine Laktobazillen

Trinkmilch– Längere Haltbarkeit, frischerer Geschmack für längere Zeit– Gleichartige Milchqualität– Tote Zellen werden entfernt - “gesunde” bakterienfreie Milch– Qualitativ hochwertiges / hochpreisiges Produkt

Milchpulver– Keine thermophilen Bakterien oder Sporen im Pulver– Tote Zellen werden entfernt – keine unerwünschte Enzyme /

Endotoxinen im Pulver

MF-Betriebsarten

Rück-schlag-impuls

Back-shock

UTMP GP-Membran

FreierPermeat-fluss

Bakterien-entfernung,Magermilch

- - + + -

Bakterien-entfernung,Molke

- ? + ? -

Entkeimung der Salzlake

(+) ? + ? (+)

Entfettung von Molke

(+) ? + ? (+)

Protein-fraktionierung,Magermilch

? ? + + ?

Modul mit unkontrolliertem Transmembrandruck

Modul mit gleichartigemTransmembrandruck - UTMP

Permeat

Speise

Druck, bar

0 1 2 3

Permeat

Speise

Druck,bar

0 1 2 3

Retentat Retentat

Transmembrandruck – Betriebsartenkeramische Module

MF von Magermilch – Auswirkung der Betriebsart

Permeatfarbe

Klar

Milchig

5-10 MinutenZeit

10-20 Minuten 8-10 Stunden

FreierPermeat-

fluss

Rückschlag-impuls

NiedrigerUTMP

MF von Magermilch

Max.Produktionszeit, h

2

4

6

8

10

200 400 600 800

PermeatFlux, lmh1000

12

Membran: 1,4μm keramischUTMP-Betrieb

MF-Modul mit 2 oder 4 Membranen

Permeat

Feed

Retentat

SW MF-Modulemit organischen Membranen

Retentat

Permeat

MF-Modul mit 2 Membranen

Permeat

Speise

Retentat

Permeat

Ausbeute und Zusammensetzung von MF-Magermilch

VCF TOP/TM CAS/TOP WP-Ausbeute von Magermilch

1,5 46,7% 80,2% 13,1%

3,3 68,0% 84,2% 29,1%

Diafiltration 80,0% 90,0% 56,8%

Ausbeute von Molkenprotein durch SW-MF und Diafiltration

Komponente Ausbeute im Permeat

-Lactalbumin > 99 %-Lactoglobulin > 99 %Andere Molkenproteine < 85 %Casein < 1 %Andere Proteine < 85 %Fett 0 %Bakterien und Sporen > Log 4-Reduktion

SW MF-Anlagenkonfiguration

MF

Milch(Speise)

n-Molke(Permeat)

MCC90(Retentat)

MF

UF

(Diawasser*)

MF für Proteinfraktionierung in Magermilch keramisch gegenüber spiralgewickelt

Keramisch SpiralgewickeltProduktionstemperatur 40-55°C 10-55°CZurückhaltung von Casein Hervorragend HervorragendWP-Durchlässigkeit Hoch MediumFlux Hoch NiedrigBetrieb zwischen CIP 8-12 Stunden 20 StundenMembranlebensdauer Bis >10 Jahren Ca. 3-4 JahreMembrankosten Hoch NiedrigAnlagenkonfiguration Komplex EinfachEnergieverbrauch Hoch NiedrigChem. und Temp.toleranz Hoch NiedrigBetriebskosten Hoch NiedrigInvestition Hoch Niedrig

Fraktionierung und Isolation von Milchproteinen

Permeat (Molkenproteinfraktion)– WPC mit mehr als 95% Protein/TM– Herstellung von z.B.:

• -Lactalbumin• -Lactoglobulin• Immunglobulin

Retentat (Caseinfraktion)– Standardisierung von Käsemilch– Herstellung von Caseinat– Herstellung von z.B.:

• -Casein• K-Casein• s-Casein

MF-Bakterien-entfernung

MF-Protein-fraktionierung

Molke

Rohmilch

MF-Salzlaken-reinigung

Käsemilch

Steriler Rahm

Käse-Herstellung

Käse

UF-Protein-standardisierung

Bakterien-freie

Magermilch

Casein-standardisierte

Magermilch

Bakterien-freie

Magermilch

Casein-reiche

Magermilch

Qualitativ hochwertige

Molke

Überschuss-rahm

Qualitativ hochwertige

Molke

Möglichkeiten in der Käseherstellung

Caseinstandardisierung

MF/UF

UF

Magermilch

Lagerung

Permeat

Caseinstand.Milch Diawasser

Abkühlung

Native Molkenproteine

Diawasser

MF-Proteinfraktionierung

Magermilch

MF-Protein-fraktionierung

Qualitativ hochwertige

Molke

MF-Protein-fraktionierung

Casein-standardisierte

Magermilch

Caseinreiche Magermilch

Alternative 1 Alternative 2

Proteine in der Milch (g/l)

Native Molke gegenüber Süßmolke

Komponenten in der Molke Native Molke SüßmolkeFett Nein JaKäsestaub Nein JaCasein Ja, Spuren JaCaseinoMacroPeptid (CMP) Nein JaGlycoMacroPeptid (GMP) Nein JaBakterien Nein JaSomatische Zellen Nein JaMilchsäure Nein JaΚ-Casein- und β-Lactoglobulin-Komplex Nein JaImmunglobulin Ja, Spuren JaChymosin Nein Ja Niedriger Grad an Denaturierung

Niedrige Einheitsoperationen

Basis für Produktion von spezifischen Molkenproteinen wie -Lactalbumin, -Lactoglobulin oder Immunglobulin