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      膜技術在乳清蛋白分離、脫鹽及乳糖濃縮中的應

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        膜技術在乳清加工中的應用

        在利用鮮牛奶生產干酪素的過程中,會產生乳清,而多年來生產企業一直將其作為廢水排放,這不僅浪費資源,還會造成嚴重的環境污染。目前世界範圍內,每年排放的乳清大約有1.5億立方米,其中干物質接近900萬噸。然後,乳清蛋白粉可作為嬰兒配方乳粉或其他食品的配料,市場前景非常好。將膜分離技術應用於乳清廢水的處理,則為充分開發利用乳清資源提供了一種行之有效的方法。

        乳清加工的主要目的,是回收乳清中的蛋白。與傳統的蒸發濃縮相比,膜技術不僅能減少加熱引起的蛋白質變性,還在產品提純方面具有明顯的優勢。傳統工藝直接將乳清噴干制成全干乳清或乳清蛋白粉,但這種脫水干燥的方法得到的全干粉中乳糖含量高達73%,礦物質約12%,蛋白質只有12%,這種乳清粉的營養比例明顯不合理,限制了其在食品工業中的應用。目前,在乳清蛋白的回收中,最普遍采用的工藝是利用超濾對乳清進行濃縮分離。通過超濾分離可獲得蛋白質含量在35-85%的乳清蛋白粉。借助於對濃縮液不斷稀釋的全過濾,可獲得蛋白質含量更高的乳清蛋白粉。
        另外,采用微濾技術澄清除菌處理,超濾和反滲透組合技術,可以首先去除乳清中的細菌和脂物質等,然後可以在濃縮乳清蛋白的同時,從膜的透過液中除掉乳糖和灰分等,這樣就大大擴大了全干乳清的應用範圍。與傳統工藝生產所得的產品相比,蛋白質含量提高了近4倍甚至更高(35%、50%乃至80%),乳糖含量下降約40%,灰分大大降低,乳清蛋白的質量明顯提高。

      脫脂干奶粉、傳統熱濃縮全干乳清和超濾全干乳清中主要成分的含量對比

      主要成分 蛋白質/% 乳糖/% 灰分/% 脂肪/% 水/%
      脫脂干奶粉 36.0 52.0 8.0 0.7 4.0
      傳統熱濃縮全干乳清 13.0 72.0 8.0 1.0 4.5
      超濾全干乳清 50.0 42.0 3.0 1.0 4.0






      以上數據說明,膜分離技術使得全干乳清產品中的蛋白質含量比傳統熱濃縮法提高近4倍。


      RO濃縮與蒸發濃縮成本比較:

      物料及處理能力 工藝 濃縮物總固/% 投資/% 總費用 占地面積/%
      新鮮乳清 RO 28 100 100 150
      總固6%/10m³ RO+三效蒸發器 30 87 94 470
        五效蒸發器 33 53 124 380
      新鮮乳清 RO 28 100 100 280
      總固6%/25m³ RO+三效蒸發器 32 69 78 570
        五效蒸發器 30 72 113 800

      RO技術濃縮乳清的成本與傳統的單一蒸發濃縮乳清相比,經濟效益顯著,RO和蒸發濃縮組合使用時,成本最低。


      膜技術在乳清脫鹽中的應用  
      脫鹽是指通過電滲析或離子交換,將物料中的鹽分脫去的過程。在干酪生產中,乳清脫鹽是納濾膜做重要的應用。生產切達干酪和其他硬質干酪所產生的的鹹乳清(鹽含量極高),乳清中含有4%-6%的NaCl和約6%的乳清固形物以及高達45mg/L的BOD,很難和甜乳清同樣進行處理,必須先脫鹽然後才能回收、蒸發、干燥。納濾膜可以使單價金屬離子和氯離子通過,而對二價離子及大多數其他組分都有一定程度的截留,蛋白質則100%截留。實踐證明,用納濾膜能有效地除去雜味和鹽味,並且不破壞牛奶的風味和營養價值。納濾對乳清脫鹽可取代電滲析,並且減少設備投資,節省能耗和運行費用。