DE3221396A1

DE3221396A1 - Verfahren zur herstellung von kaesebruch und molke

Info

Publication number: DE3221396A1
Application number: DE19823221396
Authority: DE
Inventors: Pieter De 5473 Heeswijk-Dinther Hoog; Klaas Daniel 5467 Veghel Kussendragen; Hubert Karel 5427 Boekel Lemmen; Hubertus Aloysius Martinus 5421 Gemert Schatorje
Original assignee: DMV Campina BV
Current assignee: DMV Campina BV
Priority date: 1981-06-11
Filing date: 1982-06-05
Publication date: 1983-01-05
Also published as: FR2507439B1; FR2507439A1; IE821385L; GB2100289B; GB2100289A; NL8102826A; NZ200888A; IE52920B1

Description

Die Erfindung besieht sich auf die Herstellung von Käsebruch und Molke aus Milch mit Hilfe von Elektrolyse.

Ein solches Verfahren ist in der französischen Patentschrift 0 352.531 aus dem Jahre 1905 beschrieben, referiert von ScI -rer in "Das Kasein, dessen Zusammensetzung, Eigenschaften, Herstellu und Verwertung" (Leipzig 193,9), Seiten 55, 56. Für die Elektrolyse werden eine Kohlenstoff-Anode und eine eiserne Kathode, die durch ein poröses Gefäss getrennt sind, angewendet. Bei der Kathode befindet sich Natriumhydroxyd, bei der Anode Magermilch. Die Milch wird auf 80⁰C erhitzt. Kasein wird bei 11,0 Volt in 20 Minuten abgetrennt, bei 18,0 Volt in 10 Minuten. Die Stromstärke ist immer ISO Ampere.Das erhaltene Produkt ist kein reines Kasein, sondern ein Kopräsipitat, das denaturierte Molke-Eiweisse enthält. Dadurch wird erklärt, weshalb die Eiweisse koagulieren bei Zufuhr einer Menge Ladung, die nur ein Drittel bis ein Sechstel der Menge Ladung ist, die erforderlich sein würde zur Bildung von genug Säure, um die Milch bis zum isoelektrischen Punkt reinen Kaseins ansusäussa. Dadurch, dass die poröse Trennwand zwischen den Elektrodenabteilungen keine ionselektiven Eigenschaften hat, geht bei diesem Verfahren ein betrachtlicher Teil der bei Elektrolyse bei der Anode gebildeten Säure verloren.

In 1935 wird geraiss der österreichischen Patentschrift AT B 154131 das Niederschlagen von Kasein, das bei dem durch Elektrolyse Entsäuern von Milch als ein Nachteil betrachtet wird, dadurch vermieden, dass die Anode mit einem nicht-selektiven Diaphragma umgeben wird und von der Milch abgetrennt wird.

Das Verhalten von Kasein-Lösungen bei Elektrolyse wird in dem Buch von Sutermeister und Browne "Casein and its industrial applications" (New York, 1939) auf den Seiten 86 und 87 beschrieben.

Bei Lös xgea von Kasein in Säure schlägt Kasein auf die Kathode nieder, bei einer Lösung in Alkali scheidet das Kasein sich bei der Anode ab. Die Menge an niedergeschlagenem Kasein entspricht dem Gesetz von Faraday, weil diese Menge zu der Menge hindurchgeführter Ladung direkt proportional ist und indirekt proportional zu der Menge Säure oder Lauge,die zum Lösen des Kaseins benötigt war.'In Magermilch ist Kasein nicht als molekulare Lösung, sondern als eine kolloidale n->" Torsion von Mizellen, die neben Eiweiss auch Calciumphosphat enthalten, vorhanden.

Das Präzipitieren von Kasein, wobei Milch in eine Art Elektrodialysezelle in pH herabgesetzt wird, ist von Kato in J. Soc. Chem. Ind. Japan 35 (1933)

Suppl. binding 158 beschrieben, referiert in Sutermeister und Browne, Casein and its industrial applications (New York, 1939), Seiten 21 und 47. Dieses System zum Konzentrieren von Eiweissen durch Eletradialyse ist auch bekannt unter den Namen Elektrophorese-Konvektion und Multimembran-Elektrodekantierung, wie in "Analytical Methods of Protein Chemistry" VoI 1, Seite 163 ff. von Alexander und Block (London 1960) beschrieben. Bei solchen Verfahren gibt es keinen direkten Kontakt zwischen den Elektroden und der zu behandelnden Flüssigkeit. Für eine gute Trennung zwischen Eiweiss und Flüssigkeitsphase muss die Flüssigkeit möglichst wenig in Bewegung gebracht werden. Im Zusammenhang damit kann nur eine geringe Stromdichte angewendet werden, wodurch zur Anwendung in technischem Massstab sehr umfangreiche Apparatur notwendig sein würde. Aus diesen Gründen wird Eiweisstrennung gemäss diesen Prinzipien ausschliesslich als Laborverfahren angewendet.

Die Gewinnung von Säurekasein aus Milch wird meistens durch Herabsetuzng des pH-Wertes bis zu dem isoelektrischen Punkt von Kasein, der in der Nähe von pH 4,6 liegt, durchgeführt. Von Spellacy ist in Casein, Dried and Condensed Whey (San Francisco 1953) beschrieben, das diese pH-Herabsetzung sowohldurch Umsetzung von Milchzucker in der Milch zu Milchsäure durch mikrobiologische Fermentation wie durch Zugabe einer Säure, wie Milchsäure, Salzsäure, Schwefelsäure,Essigsäure u.dgl. erreicht werden kann. Das Kasein schlägt dabei in Form eines Käsebruchs nieder, der bei einer passenden Wahl von Temperatur, Säuregrad und weiteren Bedinungen und Dekantieren, Filtrieren, Absieben oder Zentrifugieren von der verbleibenden Wasserphase, die Molke genannt wird, abgetrennt werden kann. In der so erhaltenen Kaseinmolke befinden sich die Reste der zugegebenen Säure oder der aus Milchzucker gebildeten Milchsäure, was der Wert einer solchen Molke erheblich vermindert im Verhältnis zu dem Wert . süsser Molke, wie diese bie der Herstellung von Käse erhalten wird.

Ins besondere für die Anwendung von Molke als Nahrungsmittel, z.B. bei der Herstellung von Baby- oder Diät-Nahrung und bei der Herstellung von Viehfutter ist es üblich,durch Elektrodialyse oder durch Kationaustäuschung Aschebestandteile zu entfernen, weil die vorhandenen Salze in Molke die Anwendbarkeit beeinträchtigen. Kaseinmolke, erhalten auf dem üblichsten Weg durch Zusatz von Säure, zeigt diesen

Nachteil in noch stärkerem Masse als süsse Käsemolke.

In der niederländischen Patentschrift 138857 und der Bekanntmachungsschrift 161348 werden Verfahren zur Herstellung von Käse: beschrieben, wobei Molke durch Kationaustäuschung auf ein sehr niedriges i gebracht wird und diese gesäuerte Molke zum Ansäuern von Milch bis zu dem Punkt, in dem das Kasein präzipitiert, angewendet wird. Dadurch, dass die. Milch in dieser Weise direkt angesäuert wird und die Säurereste der angewendeten Säure beim Regenerieren des Ionenaustauschers ausgespült werden, enthält die so erhaltene Kaseinmolke erheblich weniger ungewünschte Bestandteile als die Kaseinmolke, die nach Zugabe von Säure oder Fermentation von Milchzucker erhalten wird. Ein Nachteil dieser Methode ist u.a., dass zum Regenerieren des.Ionenaustauschers erheblich mehr Säure notwendig ist als in dem Fall, dass die Säure der Milch direkt zugegeben wird. Die Aschezusammensetzung der erhaltenen Molke entspricht der der Magermilch, wovon ein Teil der Kationen durch. Wasserstoffionen ersetzt sind, die mit vorhandenen Anionen Säuren bilden können.

In der französischen Patentschrift 1479^361 und den dazu gehörenden Zusatzpatentschriften 90.473 und 94.496 und der zu derselben Patentfamilie gehörenden niederländischen Patentanmeldung 67.03234 wird ein Verfahren zur Herstellung von geronnenen Milchprodukten beschrieben, wobei Molke durch Elektrodialyse angesäuert wird -und diese säureMolke dazu benutzt wird, Milch in pH herabzusetzen bis ein quarkartiger Käsebruch entsteht. Zur Anwendung dieses Verfahrens ist , eine komplexe Elektrodialyseapparatur notwendig, in der gleichzeitig mindestens vier verschiedene Flüssigkeiten mit Hilfe von separaten ZufüTirleitungen und AbfQhrleitungen verarbeitet werden können. Das System erfordert dann etwa dieselbe Menge Säure wie die, welche zum direkten Ansäuern von Milch benötigt ist, und ianeben wird elektrische Energie verbraucht. Die erhaltene Molke hat dabei wiederum nahezu dieselbe Aschezusammensetzung wie der Rohstoff Magermilch,, in der ein Tail der Kationen durch Wasserstoffionen ersetzt ist.

In der niederländischen Patentanmeldung 6609120 wird eine direktere Methode zum Ansäuern von Milch von demselben Erfinder beschrieben. Die Milch befindet sich dabei, in einer durch zwei Membranen begrenzten Abteilung einer Elektrodialyse^üxe, wobei unter Einfluss einer angelegten elektrischen Spannung Wasserstoffionen gezwungen werden durch die auf der Seite der positiven Elektrode !Legende Membran nach der Milchabteilung zu laufen.

Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, dass die angesäuerten Milcheiweisse auf die Membran und sogar in deren Poren niederschlagen und dadurch Strom- und Stoff-Transport hindern.In. einer besonderen Ausführungsform dieses Verfahrens werden die Wasserstoffionen in der Zelle gebildet durch Elektrolyse von Wasser, das sich um die Anode in der von einer Membran angetrennten Anode-Abteilung befindet. Dadurch, dass die erforderliche Zelle sowohl ·. eine solche Anode-Abteilung wie eine Kathode-Abteilung umfasst,

worin Wasser mit einem verhältnismäßig niedrig geregelten Elektrolytgehalt vorhanden ist, und durch einenmeistens ziemlich ungünstigen Stromnutzeffekte durch Transport von Anionen, erfordert dieses Verfahren eine verhältnismässig grosse Menge Ladung bei einem gleichfalls verhältnismässig hohen Widerstand, hinsichtlich der Menge benötigter Äquivalenten Säure. Auch wird Apparatur verwendet _r die unnötig kompliziert und dadurch teuer ist.

Es.wurde nun gefunden, dass die genannten Nachteile von bekannten Methoden für Kasein-Präzipitation vermieden werden können, wenn man eine Elektrolysezelle anwendet, in der die Anode und Kathode "durch mindestens eine ionselektive semipermeable Membran getrennt sind, man durch Elektrolyse in der Anodenabteilung dieser Zelle Wasserstoffionen in Milch oder einer von Milch abgeleiteten Flüssigkeit entwickelt und dass man die so gebildete Säure zum Ansäuern von Milch oder einer vergleichbaren käsein-haltigen Flüssigkeit benutzt,und die angesäuerte Milch oder Flüssigkeit gemäss bekannten Verfahren verarbeitet und in Käsebruch und Molke trennt.

Bei Elektrolyse von salzhaltigen Lösungen kann man bei einer passenden Wahl von Elektrodenmaterialien und angelegter Spannung erreichen, dass an Anode bzw. Kathode folgende Nettoreaktionen auftreten.

2H₂O ,O₂ +4H⁺ + 4(e)"

4H 0 + 4(e)~ , 2H + 40H~

Durch das Trennen'von Anoden- und Kathodenraum mit Hilfe einer ionselektiven semipermeablen Membran kann erreicht werden, dass in der Flüssigkeit, welche die Anode umgibt, eine pH-Herabsetzung auftritt , während gleichzeitig in der Flüssigkeit, welche die Kathode umgibt, eine pH-Ansteiung auftritt.

Verfahren zum durch Elektrolyse Trennen von Elektrolyt-Lösungen in alkalische

und saure Flüssigkeiten und Apparatur _r die für solche Verfahren .angewendet werden kann, sind beispielsweise in der französischen Patentschrift 1324549 beschrieben, weiche Patentschrift auf einer im Jahre: 1961 eingereichten US Patentanmeldung beruht.

Die pH-Herabsetzung der Anodenflüssigkeit wird bei dem Verfahren gemäss der Erfindung zum bis zum isolekektrischen Punkt von. Kasein Ansäuern, von Milch und ähnlichen kaseinhaltigen Flüssigkeiten, wie Magermilch, Vollmilch oder Halbvollmilch, süsse oder leicht versauerte Buttermilch oder ein Konzentrat da von _A. benutzt.-.. Dies kann dadurch erfolgen, dass man die kaseinhaltige.. Flüssigkeit in direkten Kontakt mit der Anode bringt.

Es*ist gleichfalls möglich, eine von Milch abgeleitete kaseinfreie Flüssigkeit durch Elektrolyse soweit in pH herabzusetzen, dass nach Vermischen mit Milch oder einer ähnlichen, kaseinhaltigen Flüssigkeit das Gemisch den isoelektrischen Punkt erreicht. Durch die Wahl geeigneter Kombinationen von Säuregrad, Temperatur und weiteren Bedingungen, wie diese bei der Herstellung von Kasein üblich sind, kann man erreichen, dass das Kasein bei' diesem isoelektrischen Punkt niederschlägt, in Form eines Käsebruchs, der mittels allgemein üblicher Techniken von der flüssigen Molkenphase abgetrennt werden kann und weiter gereinigt und zu Kaseinprodukten verarbeitet werden kann. Bei. einer niedrigen Temperatur und/ oder einem hohen Sauergrad kann man durch Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens auch eine weichere Art Käsebruch erhalten, vergleichbar mit dem Käsebruch ,der für die Herstellung von saurem. Quark dient. Durch Anwendung von bei der Quarkherstellung üblichen Techniken kann man danach einen solchen Käsebruch von der Molke trennen. Im allgemeinen ist ein solcher Käsebruch für die Herstellung von Sauerkasein nicht geeignet, es sei denn, dass spezielle Nachbehandlungen angewendet werden können, um eine bessere Auswaschbarkeit zu erhalten. Die als zweites Produkt erhaltene MolkeJann. in üblicher Weise zu einem Molkenprodukt verarbeitet werden. Bei Temperaturen über 70⁰C denaturiert MolkeneLweiss, so dass das erfundene Verfahren dann kein reines Kasein liefert, sondern ein Kopräzipitat, während gleichfalls eine wenig wertvolle enteiweisste Molke erhalten wird.

Der wichtigste Vorteil des Verfahrens gemäss der Erfindung ist, dass für die Herstellung von Käsebruch keine Säure oder wenigstens erheblich weniger Säure notwendig ist als bei den bekannten Techniken. Dadurch wird als Nebenprodukt Molke erhalten, deren Qualität besser ist als bei den meisten üblichen Techniken oder aber werden weniger salz- oder säurehaltige Abfallflüssigkeiten erhalten. Zum Durchführen des Verfahrens gemäss der Erfindung können vielerlei übliche Elektrolysezellen, versehen mit einer semipermeablen Membran, angewendet werden. Es zeigt sich, dass ionselektive Membranen auf Basis von organischen Polymeren mit Ionenaustäuschereigenschaften dabei besonders geeignet sind. Vorzugsweise benutzt man einen Zellentyp - gemäss einer Konstruktion, die zumal für die Durchführung von Elektrodialyseverfahren angewendet wird. Dabei bestehen die beiden Elektroden aus flachen Metallplatten, mit dazwischen gleichfalls als flache Platten ausgebildeten Membranen auf Basis eines organischen Polymeren mit Ionenaustäuschereigenschaften. Zwischen Elektroden und Membranen befinden sich flache Abstandelemente aus einem einigermassen flexiblen Kunststoff, die gleichzeitig für einen überall möglichst gleichen Abstand zwischen Elektroden und Membranen sorgen, die Flüssigkeit-Abteilungen dazwischen umschliessen und diese leckdicht abdichten. In diesen Abstandelementen und den weiteren Teilen befinden sich aufeinander passende Aussparungen, die Kanäle zum Zu- und Abführen der zu behandelnden Flüssigkeiten bilden. Dadurch, dass man die Elemente einer solchen Zelle mit einer passenden Konstruktion durch seitlichen Druck aufeinanderpresst, erhält man eine Zelle einfacher Konstruktion, die auch in verhältnismässig -einfacher Weise mit anderen gleichförmigen Zellen zu einem Elektrolyseapparat mit kleinem Volumen und grosser wirksamer Oberfläche, also mit grosser Verarbeitungskapazität und niedrigem Energieverbrauch> zusammengebaut werden kann.

Gefunden wurde, dass in einer Elektrolysezelle, bei der Anoden- und Kathodenabteilungen durch eine anionselektive Membran getrennt sind, Milch in der Anodenabteilung durch Elektrolyse angesäuert werden kann bis das Kasein als ein gut entwässernder und auswaschbarer Käsebruch präzipitiert.

Wenn in der Kathodenabteilung eine Salzlösung vorhanden ist,wird dabei Molke erhalten mit der gleichen Zusammensetzung wie Kaseinmolke, hergestellt durch Zugabe der der Salzlösung entsprechenden Säure zu Magermilch. Diese Ausführungsform des erfundenen Verfahrens hat nur in besonderen Fällen einen Vorteil vor üblichen Techniken, z.B. wenn der Preis der Säure erheblich höher ist als der des entsprechenden Salzes.

Bei Anwendung einer kationselektiven. Membran zwischen den beiden Elektrodenabteilungen werden bei Elektrolyse von Milch'.·, in dem Anodenraum und von Salz in dem Kathodenraum Kaüonen aus der Milch durch die Membran nach der Salzlösung migrieren. Die nach Käsebruchabtrennung erhaltene Molke enthält also im. Vergleich mit Magermilch gleich weniger 'luivalenten Kationen wie es äquivalenten Säure für die pH-Herabse tzur* notwendig waren. Die so erreichte Herabsetzung des Aschengehalts macht d_e Molke wertvoller als saure Kaseinmolke, erhalten nach Zugabe von Säure zu Magermilch. ^-"

Es ist jedoch auch möglich,die saure Molke oder eine von dieser abgeleitete Flüssigkeit mittels der in den Kathodenabteilungen gebildeten Hydroxylionen zu neutralisieren. Wenn dies in einer mit einer kationselektiven Membran versehen Elektrolysezelle erfolgt, kann dabei eine, neutrale Molke mit nahezu derselben Aschenzusammensetzung wie Magermilch erhalten werden. Dasselbe erfolgt in einer mit einer anionselektiven Membran ausgerüsteten Elektrolysezelle. Das angesäuerte Gemisch enthält in diesem Fall jedoch mehr Salz als in dem Fall, dass kationselektive Membranen angewendet werden. Dadurch wird einerseit der abgetrennte Käsebruch mehr Salz enthalten und stärker ausgewaschen werden müssen, aber andererseits wird der elektrische Widerstand der Zellen kleiner sein. Abhängig von der Wichtigkeit des Auswaschens und den Kosten für das Auswaschen des Käsebruchs und abhängig von den Kosten für elektrische Energie kann daher eine von diesen beiden möglichen Ausführungsformen des erfundenen Verfahrens gewählt werden.

Wenn eine gleiche Menge Äquivalenten Hydroxylionen zu der abgetrennten Molke gegeben werden wie Äquivalenten Wasserstoffionen der Milch zugeführt werden, besteht die Möglichkeit, dass die neutralisierte Molke einen höheren pH-Wert erhält als für die meisten Anwendungen erwünscht ist. Beim Abtrennen des Käspbruchs wird nämlich ein Teil der produzierten Säure dem Gemisch entzogen, so dass die neutralisierte Molke ein pH höher als das-von Milch erhalten kannν

Dieser Nachteil kann dadurch vermieden werden, dass ein Teil der Milch mit Hilfe von Elektrolyse, wobei aine Salzlösung durch die Kathodeabteilungen strömt, angesäuert wird. Diese alkalisierte Salzlösung wird in diesem Fall als ein Nebenprodukt erhalten, das für die Herstellung von Lauge oder als Reinigungiinittel angewendet werden kann. Statt einer Salzlösung kann auch saure Molke anderer Herkunft kathodisch neutralisiert werden. Durch Varieren des Verhältnisses zwischen der Anzahl Zellen, in denen die aus Magermilch erhaltene Molke kathodisch neutralisiert wird, und der Anzahl Zellen, in denen_

eine andere Flüssigkeit durch die Kathodenabteilungen strömt, kann das pH der neutralisierten Molke nach Belieben eingestellt werden.

Eine andere Weise zum Vermeiden,, dass die neutralisierte Molke einen zu hohen pH-Wert erhält, ist, dass man die Milch durch anodische Ansärerung auf ein pH über dem isoelektrischenPunkt von Kasein bringt. Dadurch wird in den Änodenabteilungen keine Präzipitation von Kasein auftreten, so dass dabei'die Nachteile der Erhöhung des elektrischen Widerstandes in der Anodenabteilung durch Anwesenheit eines Kaseinrdslerschlags und die Gefahr der Verstopfung vermieden werden. Nach der elektrolytischen Ansäusrung wird noch, soviel saure zugegeben, wie für das Erreichen des isoelektrischen Punktes notwendig ist. Nach Abtrennung des Käsebruchs kann die erhaltene Molke in den Kathodenabteilungen der für das Ansäuern angewendeten. Elektrolysezellen neutralisiert werden bis zu einem pH-Wert_r der abhänging ist von dem pH, das in den· Anodenab-teilungen erreicht wurde ^ Die so erhaltene neutrale Molke hat zwar einen höheren Aschengehalt als die Milch, die als Rohstoff diente, aber dieser Aschengehalt ist noch immer erheblich niedriger als der Aschengehalt von Molke, die gemäss der üblichsten Weise durch Zugabe von Säure zu Magermilch erhalten ist und sodann neutralisiert ist.

In der französischen Patentanmeldung 2.418.627 wird gleichfalls Milch in einer mit ionselektiven Membranen ausgestatteten^Apparatur angesäuert bis zu einem pH, bei dem noch keine Eiweisspräzipitation auftritt. Man vermeidet also den Nachteil, der bei dem vergleichbaren'Verfahren gemäss der niederländischen Patentanmeldung 66.09.120 auftritt, und zwar Bildung von Eiweissniederschlag auf und .in Membranen, durch welche Wasserstoffionen'migrieren müssen. Bei dem erfundenen Verfahren tritt eine solche Migrierung nicht auf und der zu vermeidende Nachteil ist in diesem Fall dennauch anderer Art, und zwar Obstruktionen des Flüssigkeitsstromes und Beeinflussung derLeitfähigkeit der Milch, übrigens betrifft das in der obengenannten Patentanmeldung 2.418.627 beschriebene Verfahren elektrodialytische Metathese, bei der ebensoviel zugesetzte Säure erforderlich ist, wie bei direkter Ansätemng von Milch durch Säurezugabe und bei der weiter auch ebensoviel Abfall-Lösung von Salzen entsteht wie es Säure durch Elektrodialyse der Milch zugegeben wird. Bei dem erfundenen Verfahren entstehen solche Abfall-Lösungen nur, wenn gleichzeitig eine entsprechende Menge Salz aus der Milch entfernt wird, d.h. wenn man eine entsalzte Molke erhält.

Der Aschegehalt der Molke kann in einfacher Weise noch weiter herabgesetzt ~

werden durch Anwendung von Elektrolysezellen, die je aus drei Abteilungen bestehen. Bei einer solchen Zelle, bei der die Anodenabteilung durch eine kationselektive Membran begrenzt wird und die Kathodenabtälung durch eine anionselektive Membran, befindet sich zwischen diesen Membranen eine Konzentrationsabteilung. Gleichzeitig mit der Ans"'»ung in der Anodenabteilung und der Neutralisation in. der:. Kathodenabteilung ird die Flüssigkeit in dieser Konzentrationsabteilung mit einer äquiva] ^iten Menge, aus Kationen von der Anodenflüssigkeit und Anionen von der Kathodsiflüssigkeit gebildeten Salzes angereichert werden. - ; '

Während eine bei herkömmlicher Kaseinherstellung durch Zusatz von Säure zu Magermilch erhaltene-neutrale Kaseinmolke mehr Salz als der Rohstoff Milch enthält, wird die neutrale Kaseinmolke, die gemäss der letztgenannten. Ausführungsform des erfundenen Verfahrens erhalten wird, etwa eine gleiche Menge weniger Salz als ' die Milch enthalten.

Die im Vorstehenden schon erwähnten Nachteile der PrSzipitation von Kasein in der Anodenabteilung, und zwar die Erhögung des elektrischen Widerstandes und die Gefahr der Verstopfung,können gleichfalls dadurch vermieden werden, dass in der Anodenabteilung eine von Milch abgeleitete Flüssigkeit, die kein Kasein enthält, bis zu einem pH unter dem isoelektrischen Punkt von Kasein angesäuert wird, und Milch mit dieser Flüssigkeit zu einem isoelektrischen Gemisch vermischt"wird, wodurch das Kasein als Käsebruch koaguliert. Diese Flüssigkeit kann beispielsweise die Molke sein, die nach Abtrennung des Käsebruchs erhalten wird oder Molke anderer Herkunft. Muttelauge, erhalten nach Gewinnung von Laktose aus Molke, oder ein Permeat, erhalten durch Ultrafiltration von Milch oder Molke, oder ein Konzentrat von Molke oder einer der anderen genannten Flüssigkeiten können gleichfalls zu diesem Zweck angewendet werden, wofern die erhaltene Molke in einer Weise weiter verarbeitet wird, bei der diese Beimischung nicht störend wirkt.

Die Ansäuemng von Milch mit einer Flüssigkeit, die auf elektrolytischem Wege in pH herabgesetzt ist, kann mit den·verschiedenen, obenbeschriebenen Ausführungsformen des erfundenen Verfahrens, kombiniert werden. Bei'dieser indirekten Ansävsmng können Elektrolysezellen mit zwei Abtälungen und eine kationselektiven Membran oder einer anionselektiven Membran angewendet werden, und es ist möglich, die erhalte-- iiolke mit den kathodisch gebildeten Hydroxylionen zu neutralisieren, gegebenenfalls mit einer gleichzeitigen Entsalzung durch Anwendung einer Elektrolysezelle mit drei Abteilungen.

~ COPY

Gefunden wurde, dass,wenn Milch direkt durch die anodische Bildung von Wasserstoff_

ionen zu dem isoelektrischen Punkt von. Kasein versauert ist, die Anwesenheit von Sauerstoffgas in der Flüssigkeit zu einer einfachen Trennung zwischen Käsebruch und Molke benutzt werden kann. Wenn man das Gemisch direkt nach dem Verlassen der Anodenabteilung mit möglichst geringer mechanischer Störung in einen Flotationstank bringt, ist das Gas nach wisvor an den Käsebruch geheftet, der dadurch als eine schäumige Schicht auf die Molke zu schwimmen kommt. Wenn dieser Flotationstank mit den üblichem Mitteln zum Abführen der Flüssigkeit und des flotierten Käsebruchs versehen ist, kann so eine ' Vortrennung zwischen diesen zwei Phasen erreicht werden. Mit üblichen Mitteln, wie Pressen oder Zentrifugieren kann der Käsebruch sodann weiter von der anhaftenden Molke und vom Gas befreit werden. Die Volumenreduktion, die durch diese Flotationstrennung erreicht wird, macht es möglich, zum Entwässern kleinere, weniger Energie verbrauchende Zentrifugen anzuwenden und die sonst zu diesem Zweck benutzten ortsfesten oder schwingenden Siebenvegailassen. Vergleichbare Verfahren, wobei Kasein durch Flotation von Molke abgetrennt wird, sind bekannt, z.B. aus der französischen Patentschrift 1.367.739. Im Gegensatz zu dem erfundenen Verfahren ist es-dabei erforderlich, Vorkehrungen zu treffen, mit denen Luft in das Molke-Käsebruch-Gemisch dispergiert wird. Das erfundene Verfahren macht solche Vorkehrungen überflüssig. Die vüen möglichen Ausführungsformen des erfundenen Verfahrens bieten die Möglichkeit, den Prozess den verschiedenen Anforderungen, die den Produkten gestellt werden können, anzupassen und man. kann dabei Kosten für Apparatur und Bearbeitungen optimalisieren.

Bei allen Ausführungsformen wird weniger Säure angewendet als bei·vergleichbaren bekannten Verfahren. Dadurch werden Molkeprodukte erhalten, die weniger Asche enthalten als bei üblichen Verfahren, oder wenigstens ist ein gleicher Aschengehalt erreichbar, ohne dass dabei ein=Säure und/oder Salz enthaltende Abfallflüssigkeit erhalten wird. Anhand der nachstehenden Beispiele wird das erfundene Verfahren näher erläutert.

Beispiel I.

Die angewendete Elektrolysezelle war aus sieben Elementen in Form von rechteckigen flachen Platten ausgebaut. Diese Elemente waren nacheinander:

1. Eine Unterstützungsplatte aus Kunststoff.

2. Eine Anodenplatte aus platiniertem Titan.

3. Eine Kunststoffplatte mit Aussparung, versehen mit Zu- und Abführkanälen, dienend als Anodenabteilung.

4. Eine anionselektive semipermeable Membran auf Basis von Ionenaustäuscherharz. '

5. Eine Kunststoffplatte wie (1), dienend als Kc ""hodenabteilung.

6. Eine Kathodenplatte aus rostfreien Stahl.

7. Eine Unterstützungsplatte aus Kunststoff.

nie Aussparung in den beiden Abstandelementen aus Kunststoff hat eine derartige Form, dass diese bei den Elektroden und der Membran eine wirksame Transportoberfläche von 167 cm² frei liess. Der Abstand zwischen Anode und Membran betrug 1,8 cm, der zwischen Kathode und Membran 1,2 cm. Die sieben Elemente waren zu einem leckdichten Ganzen aufeinander^gepresst durch seitlichen Druck auf die Unterstützungsplatten. Beide Elektroden waren mit einer regelbaren Gleichspannungsquelle verbunden. Ein Puffergefäss mit einem Inhalt·von 5 Liter war mit den Zu- und Abführkanälen der Anodenabteilung verbunden. Ein gleiches Gefäss war mit der Kathodenabteilung verbunden. Beide Gefässe waren mit einem Oberlauf versehen, wodurch bei Zufuhr von frischer Flüssigkeit der Oberschuss in Volumen wegströmen konnte. Die Anodenflüssigkeit wurde mit 800 Liter/Stunde über die Anodenabteilung zirkuliert, die Kathodenflüssigkeit mit 500 Liter/Stunde. Sobald die Flüssigkeit in den Puffergefässen durch Elektrolyse das gewünschte pH erreichte,. wurde mit dem Zuführen von frischer Flüssigkeit zu dem'Gefäss angefangen und zwar in einer solchen Geschwindigkeit, dass das pH konstant blieb.

Bei Anfang des Versuchs wurden die Puffergefässe gefüllt mit frischer neutraler Magermilch und Molke, erhalten durch AnsäueEn von Magermilch mit Salzsäure bis pH 4,6 und Abtrennen des präzipitierten Käsebruchs. Beide Flüssigkeiten wurden auf 40⁰C gehalten. Nachdem durch Elektrolyse von Magermilch genug Molke erhalten war, wurde diese Molke für das Auf-pH-Halten der Kathodenflüssigkeit angewendet. Die Anodenflüssigkeit wurde auf pH 4,6 geregelt,die KathodenfLüssigkeit auf pH 7,0.

Die angesäuerte Magermilch aus dem überlauf des Anodenpuffergefässes wurde in 1/ einem anderen Gefäss gesammelt. Darin flotierte der Kaseinkäsebruch durch die Aufwärtskraft der anhängenden Gasblasen, so dass in einfacher Weise Abtrennung von Molke m^lich war. Der verbleibende Käsebruch liess sich mit üblichen Methoden von Auswaschen, Sieben, Zentrifugieren, Auspressen und Trocknen gut zu einem gereinigten Kasein verarbeiten.

Bei einer. Stromstärke von 1,5 Ampere, entsprechend einer Stromdichte von 9,0 mA/cm² , COPY

Tabelle I.	Gew.%	Magermilch	saure Molke
	Gew.%	9,16	6,61
Feststoff	Gew.%	3,58	0,68
Eiweiss	Gew.%	0,78	0,78
Asche		0,10	' 0,28
Chlorid

-14-

konnte pro Stunde 1 kg Magermilch angesäuert werden und 1,44 kg saure Molke bis pH 7,0 neutralisiert werden. Die dabei pro Stunde zugeführte Elektrizitätmenge entspricht der Bildung von 56 meq Wasserstoffionen pro Liter Magermilch. Bei üblichen Verfahren zur Herstellung von Kasein werden, meistens 50 bis 60 meq/kg Mineralsäure oder 77 bis 111 meq/kg Milchsäure zu der Magermilch gegeben. Bei diesem Versuch verlief die Bildung von Wasserstoffionen also mit gut 90% Ausbeute, bezogen auf die Menge zugeführter elektrischer Ladung.

Die in der Tabelle I erwähnten Analysen zeigen, dass der Ladungstransport zwischen den Abteilungen überwiegend durch Transport von Chlöridionen erklärt werden kann.

neutrale Molke

6,32 0,65 0,73 0,16

Der elektrische Widerstand der Zelle war von der angelegten Spannung abhängig, wie erwähnt in der Tabelle II.

Tabelle II.

Spannung Volt 5,7 8,5 11,3 14,2 16,9 19,6 22,3 24,8 Stromstärke Ampere 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 Stromdichte mA/cm² 6,0 12,0 18,0 24,0 29,9 35,9 41,9 47,9

Beispiel II.

Mit derselben Apparatur und demselben Verfahren wie in Beispiel I wurde Magermilch durch Elektrolyse bis pH 5,3 angesäuert, wobei keine Präzipitation von Kasein auftrat. Durch Zugabe von Salzsäure zu dieser bis pH 5,3 angesäuerten Magermilch wurde bei pH 4,6 Kasein niedergeschlagen. Nach Abscheiden des Käsebruchs wurde Molke mit pH 4,6 erhalten, die durch Elektrolyse in der Kathoden abteilung bis pH 7,0 neutralisiert wurde.

Bei einer Stromstärke von 1 Ampere konnte pro Stunde 1 kg Magermilch bis pH 5,3 angesäuert werden und 1 kg Molke von pH 4,6 bis pH 7,0 neutralisiert werden. Während der Elektrolyse stieg der Chloridgehalt der Magermilch von

0,10 Gew.% bis 0_r21 Gew.%. Daraus geht hervor, dass der Ladungstransport durch die Membran überwiegend durch Transport von Chloridionen erklärt werden kann,

Beispiel III.

Mit einer ähnlichen Apparatur wie beschrieben in Beispiel I,. aber mit dem Unterschied, dass zwischen den Elektrodenabteilungen statt einer anionselektiven Membran eine kationselektive Membran angeordnet war, wurde Magermilch durch Elektrolyse angesäuert.

Beim Anfang des Versuchs war das Anodenpuffergefäss mit neutraler Magermilch gefüllt und das Kathodenpuffergefäss mit einer 2 Gew.% Kaliumchlorid enthaltenden Salzlösung. Sobald das pH in dem Anodenpuffergefäss bis 4,6 gesunken war, wurde mit der Zufuhr von frischer neutraler Magermilch zu diesem Gefäss angefangen, um das pH auf diesem Wert zu regeln. Das pH in dem Kathodenpuffergefäss wurde _; zwischen pH 3 und 4 geregelt durch Zugabe:, von verdünnter Salzsäure. Durch Zuführen von Wasser wurde die Leitfähigkeit in diesem Gefäss auf 25 mScm geregelt. Beide Flüssigkeiten wurden auf 44⁰C gehalten. Die weiteren Versuchsbedingungen waren denen gemäss Beispiel I gleich. Die Präzipitation und Abtrennung verlief wie im Beispiel I beschrieben ist. Nach Auswaschen und Trocknen wurde Kasein mit 94 Gew.% Feststoff, 92 Gew.% Eiweiss und. 1,8 Gew.% Asche erhalten.

Bei einerStromstärke von 1,5 Ampere konnte pro Stunde 1 kg Magermilch bis ' pH 4,6 angesäuert werden.

Der elektrische Widerstand der Zelle war von der angelegten Spannung abhängig, wie erwähnt in der Tabelle III.

III.

Spannung	Volt	6,	5	9,	5	13	,4	16	,5	19	,0	21	,8	24	,5
Stromstärke	Ampere	1		2		3		4		5		6		7
Stromdichte	mA/cm²	6		12		18		24		30		36		42

Die in der Tabelle IV erwähnten Analyse-Resultate zeigen, dass der Ladungstransport zwischen den Abteilungen überwiegend durch Tränsport von Natrium-,■ Kalium- und Calcium-Ionen erklärt werden kann.

Tabelle IV>

Magermilch saure Molke

Peststoff Gew.% 9,17 6,00

Eiweiss Gew.% 3,68 0,68

Asche Gew.% 0,72 0,40

pH 6_r7 4,6

Natrium Gew.% 0,04 0,02

Kalium Gew.% 0,15 0,06

Calcium Gew.% 0,14 0,08

Chlorid Gew.% 0,11 0,10

Analyse der Salzlösung in dem Kathodenpuffergefäss auf Eiweiss- und Laktosegehalt zeigte, dass die Verluste derselben aus der Milch vernach— lässigbar klein waren.

Beispiel IV.

Der angewendete Elektrolysezelle war aus neun Elemental mit derselben Form wie beschrieben in Beispiel I augebaut. Zwischen beiden Elektrodenabteilungen war jedoch noch eine gleich ausgebildete Konzentrationsabteilung angebracht, die an der Anodenseite durch eine kationselektive Membran begrenzt wurde und an der Kathodenseite durch eine anionselektive Membran. Die Dicke der Anodenabteilung war 1,2 cm, die der Konzentrationsabteilung 1,8 cm und die der Kathodenabteilung 0,6 cm. Die Konzentrationsabteilung war mit einem Puffergefäss mit einem Inhalt von 1,5 Liter verbunden. Die Zirkulationsschwindigkeiten der Flüssigkeiten waren: Anodenflüssigkeit 520 Liter/Stunde, Konzentrationsflüssigkeit 250 Liter/Stunde, Kathodenfldssigkeit 220 Liter/Stunde. Zum Füllen und später auf pH 4,6 Halten des Anodenpuffergefässes wurde neutrale Hagermilch angewendet;, zum Füllen und später auf pH 6,9 Halten des Kathodenpuffergefässes elektrolytische angesäuerte Molke mit pH 4,6. Das Konzentrationspuffergefäss wurde am Anfang mit einer 2 Gew.% Kaliumchlorid enthaltenden Salzlösung gefüllt. In diesem Gefäss wurde keine Regelung auf pH oder Leitfähigkeit angewendet. Alle Flüssigkeiten wurden auf 42⁰C gehalten.

Die Präzipitation und Abtrennung des Käsebruchs verlief wie in Beispiel I beschrieben ist.

Bei einer Stromstärke von 1,5 Ampere konnte pro Stunde 1 kg Magermilch bis pH 4,6 angesäuertwerden. Die in der Tabelle V erwähnten Analysen zeigen, dass der Ladungstransport zwischen Kathoden- und Konzentrationsabteilung überwiegend durch Transport von Chloridionen erklärt werden kann/und der Transport zwischen Anoden- und Konzentrationsabteilung durch Transport von Natrium-, Kalium-,

Calcium- und Magnesium-Ionen.

Tabelle V.

Magermilch saure Molke neutrale Molke

Feststoff Gew.% 9,08 6,40 6,24

Eiweiss Gew.% 3,52 0,72 0,70

Asche Gew.% 0,75 0,45 0,36

pH 6,7 4,6 6,9

Natrium Gew.% 0,05 0,03 0,03

Kalium Gew.% 0,17 0,08 0,08

Calcium Gew % 0,13 0,08 0,08

Magnesium Gew.% 0,02 0,01 0,01

Chlorid Gew.% o,10 0,10 0,03

Während des Versuchs stieg der Salzgehalt in der Konzentrationsabteilung von 2 Gew.% bis 18 Gew.%. Das pH variierte zwischen 5,5 und 6,1.

Durchschnittlich wurden pro kg verarbeiteter Magermilch 3,8 g Salz in dieser Abteilung konzentriert, von denen 1,6 g in Form von Kationen, aus der Magermilch und der weitere Teil in Form von Anionen aus der Molke.

Bei einem Salzgehalt von 2 Gew.% in der Konzentrationsabteilung war der Widerstand der Zelle von der angelegten Spannung abhängig, wie in der Tabelle VI erwähnt wird.

Tabelle VI.	Volt	6	,0	8,8	14	,6	20	,6	26,	5	31,6	36,3
Spannung	Ampere	0	,6	. 1	2		3		4		5	6
Stromscärke	mA/cm²	3	,5	6	12		18		24		30	36
Stromdichte

Die Herabsetzung mAscheigehaltderMolke, die bei diesem Versuch und bei den in den vorhergehenden Beispielen beschriebenen Versuchen in bezug auf den Aschengehalt eines üblichen Typs Kaseinmolke erreicht werden konnte, geht aus der T-^belle VII hervor.

Tabelle VII.

Weise der Ansäuttung	Angewendete Membranen	Peststoff Gew.%	Eiweiss % auf Feststoff	Asche	pH
H₃SO₄ Zugabe	keine	6,4	11,4	12,5	4,6
H₃SO Zugabe	keine	6,4	11,4	14,0	7,0
Elektrolyse	anion-selektive	6,6	10,6	11,9	4,6
Elektrolyse	ani'on-selektive	6,3	10,3	11,5	7,0
Elektrolyse	kation-selektive	6,0	11,3	6,7	4,6
Elektrolyse	kation- + anion-	6,4	11,3	7,0	4,6
Elektrolyse	selektive	6,2	11,2	5,8	7,0
Beispiel V.

Die angewendete Elektrolysezelle war wie in Beispiel I beschrieben. Beide Puffergefässe wurden am Anfang des Versuchs gefüllt mit Molke mit pH 4,6, erhalten durch Anwendung von Elektrolyse wie beschrieben in Beispiel III. Die Flüssigkeit in beiden Gefässen wurde auf 42°C gehalten. Sobald das pH in dem Anodenpuffergefäss bis pH 1,2 gesunken war, wurde frische Molke mit pH 4,6 in einer solchen Geschwindigkeit zugeführt, dass das pH konstant auf pH 1,2 ,blieb. Das pH der Kathodenflüssigkeit wurde in gleicher Weise auf pH 6,8 geregelt.

Die so erhaltene Molke mit pH 1,2 wurde mit Magermilch bei einer Temperatur von 42"C vermischt, so dass die Mischung ein pH von 4,6 erhielt. Der dabei gebildete Käsebruch wurde durch Sieben abgetrennt und in üblicher Weise ausgewaschen und getrocknet. Die nach der Abtrennung von. Käsebruch verbleibende Molke wurde zum ÄufrpH-Regeln der Flüssigkeiten in den Elektrodenpuffergefässen angewendet.

Bei einer Stromstärke von 1 Ampere konnten pro Stunde 0,34 kg Molke mit pH 1,2 erhalten werden, womit 0,68 kg Magermilch auf pH 4,6 angesäuert werden konnten. Gleichfalls konnten 1,1 kg Molke mit pH 4:,6 bis pH 6,8 neutralisiert werden.

Die in der Tabelle VIII erwähnten Analysen zeigen, dass der Ladungstransport zwischen den Elektrodenabteilungen überwiegend durch Transport von Chloridionen erklärt werden kann.

Tabelle VIII.	Gew.%	Molke isoei..	saure Molke	neutrale Molke
	Gew.%	6,43	6,33	6,12
Feststoff	Gew.%	0,60	0,63	0,60
Eiweiss		0,75	0,73	• 0,70
Asche	Gew.%	4,6	1,2	6,S
pH		0,29	0,65	0,17
Chlorid

Der elektrische Widerstand der Zelle war von der angelegten Spannung abhängig, wie erwähnt in der Tabelle IX.

Tabelle IX.

Spannung	Volt	5	,3	8	,2	10	,0	12	,0	14	,0	15	,9	17	,5
Stromstärke	Ampere	"1	,0	2.	,0	3	,.0	4	,0	5	,0	6	,0	7	,0
Stromdichte	mA/cm*	6	,0	12	,0	18	,0	24	■r0	29	,9	35	,9	41	,9
Beispiel VI.

Zu frischer Magermilch wurde Molke mit pH 1,2, erhalten wie beschrieben in Beispiel V'_t zugegeben bis pH 5,3, wobei keine Abtrennung von Käsebruch auftrat. Dem Gemisch wurde verdünnte Salzsäure bis pH 4,6 zugegeben. Der dabei gebildete Käsebruch wurde aus dem- Gemisch, durch Sieben abgetrennt und sodann ausgewaschen und su Kasein getrocknet. Von der abgetrennten Molke wurde ein Teil dem Anodenpuffergefäss einer Elektrolysezelle, wie in Beispiel I, zugeführt und der Rest dem Kathodenpuffergefäss, wonach das Mischen von Magermilch mit Molke, das Nachsäuern mit Salzsäure, das Abtrennen von Käsebruch und die Elektrolyse in kontinuierlicher Weise fortgesetzt wurde. Bei einer Stromstärke von 1,0 Ampere konnten pro Stunde 0,34 kg Molke mit pH 1,2 erhalten werden, womit 1,11 kg Magermilch bis pH 5,3 angesäuert werden konnten. Pro Stunde wurden dann 1,35 kg Molke mit pH 4,6 erhalten, von denen 1,01 kg durch Elektrolyse bis pH 7,0 neutralisiert wurden. Verarbeitung von 100 kg Magermilch lieferten also neben dem Kasein 91,0 kg neutralisierter Molke mit pH 7,0 und kleine Mengen neutraler und saurer Molke, die zusammen der Menge Molke gleich waren mit der der Versuch eingesetzt wurde (20 Liter). Die in der Tabelle X erwähnten Analysen zeigen, dass der Ladungstransport zwischen den Elektrodenabteilungen überwiegend durch Transport von Chloridionen erklärt werden kann.

.-2O-

Tabelle X.

neutrale Molke

6,20

0,62

0,73

7,0

0,15

Der elektrische Widerstand der Zelle war von der angelegten Spannung abhängig, wie erwähnt in der Tabelle XI.

Tabelle XI.

	Gew.%	Wolke isoel.	saure Molke
Feststoff	Gew.%	6,40	6,35
Eiweiss	Gew.%	0,64	0,65
Asche		0,76	0,74
pH	Gew.%	4,6	1,2
Chlorid	0,28	0,66

Spannung	Volt	5	,5	8	,2	10	,4	12	,4	14	,3	16	,3	18	,0
Stromstärke	Ampere	1	,0	2	,0	3	,0	4	,0	5	,0	6	,0	7	,0
Stromdichte	mA/cm?	6	,0	12	,0	18	,0	24	,0	29	,9	35	,9'	41	,9
Beispiel VII.

Zum Ansäuren von Vollmilch wurde eine Elektrolysezelle angewendet, gebildet aus einer Kathodenabteilung und einer Anodenabteilung mit dazwischen einer kationselektiven Membran.

Die Kathodenabteilung war eine geschlossene Kunststoffkammer, versehen mit Zu- und Abfuhrkanälen zum Zirkulieren einer Salzlösung von einem Puffergefäss mit einem Inhalt von 5 Liter.

Die Anodenabteilung was einean der Oberseite offene Kunststoffkammer, gleichfalls versehen mit Zu- und Abführkanälen zum Zirkulieren der Milch und auch mit einem Oberlauf zum Abführen von angesäuertem Produkt in einer gleichen Geschwindigkeit wie die,mit der frische:. Milch der zirkulierenden Flüssigkeit zugeführt wurde. Inüiesen Abteilungen waren eine Kathode aus rostfreiem Stahl bzw. eine platinierte Titananode, beide in Form einer flachen Platte, angebracht. Die Flüssigkeiten zirkulierten durch die Anodenabteilung mit einer Geschwindigkeit von 120 Liter pro Stunde und durch die KathodenabteLlung mit 250 Liter pro Stunde. Die Temperatur wurde auf 20⁰C gehalten. Am Anfang wurden die Abteilungen mit Vollirilch bzw. einer2 Gew.% Kaliumchlorid enthaltenden Salzlösung gefüllt. Nach dem Anlegen einer Spannung von 16 Volt, wobei eine Stromstärke von 10 Ampere gemessen wurde, wurde mit der Zufuhr von frischer Milch zu der Anoden-; flüssigkeit angefangen, sobald das pH auf 4,4 sank. Das pH in der Kathodenflüssigkeit wurde durch Zufuim von Salzsäure zwischen 3,0 und 4,0 geregelt.

Zum ÄnsäuBrn von 1 kg Vollmilch war Durchleitung von 59,5 MilliSquivalenten elektrischer Ladung notwendig.

Der durch AnsSuarung entstandene Käsebruch flotierte durch Gegenwart von Gasblasen und strömte über den Oberlauf aus der inodenabteilung. Molke wurde aus dem Käsebruch abgetrennt durch Pressen einer bei der Quarkherstellung üblichen Weise.

Der ausgepresste Käsebruch enthielt 25,8% Feststoff, 9_r5% Eiweiss und 10,4% Milchfett. Das Produkt hatte, eine Struktur, die sich vergleichen liess mit der des gemass dem üblichen Verfahren gewonnenen Quarks. Der Geschmack war sanft sauer, ohne weitere charakteristische Nebengeschmäcke oder Gerüche, wodurch der Käsebruch gut mit z.B. Früchten, Gewürzen u.dgl. zu einem wohlschmeckenden Nahrungsmittel verarbeitet werden konnte.

Claims

DMV-Campina B.V., NCB Laan 68, 5462 GE Veghel. Verfahren zur Herstellung von Käsebruch und Molke. Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Käsebruch und Molke aus Milch mit

Hilfe von Elektrolyse, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Elektrolysezelle anwendet, in der die Anode und die Kathode durch mindestens eine
ionselektive semipermeable Membran getrennt sind, dass man durch Elektrolyse in der Anodenabteilung dieser Zelle Wasserstoffionen in
Milch oder einer von Milch abgeleiteten Flüssigkeit entwickelt, und dass
man die so gebildete Säure zum Ansäuern von Milch oder einer vergleichbaren kaseinhaltigen Flüssigkeit benutzt, und die angesäuerte Milch oder
Flüssigkeit gemäss bekannten Verfahren verarbeitet und in Käsebruch und
Molke trennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Elektrolysezelle mit einer anionselekttiven Membran als Trennung zwischen Kathoden- und Anodenabteilung anwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Elektrolysezelle mit einer kationselektiven Membran als Trennung zwischen Kathoden- und Anodenabteilung anwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Elektrolysezelle anwendet, versehen mit einer KonzentEationsabteilung, die durch eine kationselektive Membran von der Anodenabteilung getrennt ist und _Λ

" COPY

durch eine anionselektive Membran von der Kathodenabteilung getrennt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass man in Milch oder einer vergleichbaren kaseinhaltigen Flüssigkeit durch die Anodenreaktion soviel Wasserstoffionen entwickelt, dass der .isoelektrische Punkt von Kasein erreicht wird.

6. Verfahren-nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass man in Milch oder einer vergleichbaren kaseinhaltigen Flüssigkeit durch die Anodenreaktion Wasserstoffionen entwickelt bis zu einem pH-Wert, bei dem noch keine Kasein-Präzipitation auftritt und dass man nach Elektrolyse eine Säure oder eine Flüssigkeit mit einem pH unter dem isolektrischen Punkt von Kasein zugibt, so dass das Gemisch den isoelektrischen pH-Wert von Kasein erhält.

7. Verfahren nach Anspruch 1,2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass man in einer von Milch abgeleiteten, kaseinfreien Flüssigkeit durch die Anodenreaktion Wasserstoffionen entwickelt bis zu einem pH-Wert unter dem isoelektrischen Punkt von Kasein und diese Flüssigkeit mit Milch oder einer vergleichbaren kaseinhaltigen Flüssigkeit vermischt, so dass das Gemisch den isolektrischen pH-Wert von Kasein erhält.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die von Milch abgeleitete kaseinfreie Flüssigkeit aus Molke besteht, die durch Anwendung des in den vorhergehenden Ansprüchen erwähnten Verfahrens erhalten wurde, oder aus einem aus einer solchen Molke erhaltenen Produkt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man in der Kathodenabteilung Hydroxylionen entwickelt in Molke, die durch Anwendung eines Verfahrens gemäss den vorhergehenden Ansprüchen erhalten ist, oder in einer von dieser Molke abgeleiteten Flüssigkeit.

10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man aus der angesäuerten Milch das Kasein durch Flotation mit Hilfe des während der Elektrolyse gebildeten Gas von der Molke abtrennt.