NO325791B1 - En fremgangsmate og et anlegg for separering av fett fra proteiner i mysematerialer - Google Patents
En fremgangsmate og et anlegg for separering av fett fra proteiner i mysematerialer Download PDFInfo
- Publication number
- NO325791B1 NO325791B1 NO20034377A NO20034377A NO325791B1 NO 325791 B1 NO325791 B1 NO 325791B1 NO 20034377 A NO20034377 A NO 20034377A NO 20034377 A NO20034377 A NO 20034377A NO 325791 B1 NO325791 B1 NO 325791B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- whey
- fraction
- microfilter
- unit
- retentate
- Prior art date
Links
- 108010046377 Whey Proteins Proteins 0.000 title claims description 94
- 102000007544 Whey Proteins Human genes 0.000 title claims description 86
- 239000005862 Whey Substances 0.000 title claims description 64
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 38
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 title claims description 10
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 title claims description 10
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 claims description 86
- 239000012465 retentate Substances 0.000 claims description 35
- 235000021119 whey protein Nutrition 0.000 claims description 30
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 24
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims description 22
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 claims description 22
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 12
- 235000004213 low-fat Nutrition 0.000 claims description 9
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 claims description 9
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 4
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000004094 preconcentration Methods 0.000 claims description 3
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 claims description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 15
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 10
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 10
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 10
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 9
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 4
- 235000013351 cheese Nutrition 0.000 description 4
- 238000011968 cross flow microfiltration Methods 0.000 description 4
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 4
- GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N Lactose Natural products OC[C@H]1O[C@@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)C(O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 3
- 239000008101 lactose Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 102000004407 Lactalbumin Human genes 0.000 description 2
- 108090000942 Lactalbumin Proteins 0.000 description 2
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 description 2
- 238000011026 diafiltration Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 235000020183 skimmed milk Nutrition 0.000 description 2
- 235000021241 α-lactalbumin Nutrition 0.000 description 2
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 1
- 108060003951 Immunoglobulin Proteins 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 210000004666 bacterial spore Anatomy 0.000 description 1
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 description 1
- 239000005018 casein Substances 0.000 description 1
- BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N casein, tech. Chemical compound NCCCCC(C(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CC(C)C)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(C(C)O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(COP(O)(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(N)CC1=CC=CC=C1 BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021240 caseins Nutrition 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 1
- 102000018358 immunoglobulin Human genes 0.000 description 1
- 229940072221 immunoglobulins Drugs 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 210000004215 spore Anatomy 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23J—PROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING-UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS
- A23J1/00—Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites
- A23J1/20—Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites from milk, e.g. casein; from whey
- A23J1/205—Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites from milk, e.g. casein; from whey from whey, e.g. lactalbumine
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
- A23C21/00—Whey; Whey preparations
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
- A23C9/00—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
- A23C9/14—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment
- A23C9/142—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment by dialysis, reverse osmosis or ultrafiltration
- A23C9/1425—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment by dialysis, reverse osmosis or ultrafiltration by ultrafiltration, microfiltration or diafiltration of whey, e.g. treatment of the UF permeate
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Dairy Products (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
Description
Teknisk område
Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for separeringen av fett fra proteiner i et mysemateriale for å oppnå et myseproteinisolat ("whey protein isolate", WPI) med et lavt fettinnhold så vel som et anlegg som anvendes for å utføre fremgangsmåten.
Teknisk bakgrunn
Myse er et biprodukt ved konvensjonell ostefremstilling. Det er den vandige fasen av melken som separeres fra den koagulerbare delen eller ostemassen, spesielt i ostefremstillingsprosessen. Vanligvis utgjør myse omtrent 80-90 vekt% av melken og omtrent 50 % av dets næringsinnhold. Den er rik på laktose, mineraler og vitaminer og løselige proteiner (kjent som myseproteiner) og inneholder spor av fett. Ifølge WO 93/21781 (Alfa-Laval) er tørrstoffsinnholdet (TS) i myse omtrent 6,3 vekt% hvorav 4,85 % er laktose, 0,8 % protein, 0,5 % fett og 0,7 % salter. Imidlertid kan sammensetningen variere avhengig av ostefremstillingsprosessen som mysen dannes fra.
Myseproteinbestanddeler inkluderer spesielt pMaktoglobulin og a-laktalbumin, men også immunglobuliner og bovint serumalbumin.
Tidligere ble myse betraktet som et problematisk avfallsprodukt uten noen verdi og det ble faktisk ofte kastet i innsjøer og vannkilder. Senere ble myse anvendt som dyrefor og som gjødsel. I dag betraktes mysen som en potensiell kilde og anstrengelser gjøres for å vurdere fremgangsmåter for å separere og isolere de ulike komponentene for å gjenvinne verdifulle og anvendelige produkter.
Slike verdifulle produkter inkluderer myseproteinkonsentrat (WPC). Fremstilling av WPC fra et mysemateriale involverer normalt en sentrifugeseparering som reduserer fettinnholdet til vanligvis omtrent 3-8 vekt% basert på tørr masse.
WPC har en høy næringsverdi så vel som viktige funksjonelle egenskaper slik som løselighet, skumming og varmeegenskaper og emulgeringsegenskaper som gjør WPC anvendelig som adjuvans i næringsmiddelindustrien. I mange tilfeller krever imidlertid en slik anvendelse som adjuvans et svært lavt fettinnhold som betyr at det ovenfor nevnte innholdet på 3-8 vekt% ville sette disse ønskelige funksjonelle egenskapene på spill.
Derfor er myseproteinkonsentratet med et fettinnhold under 1 vekt% beregnet i forhold til tørr masse spesielt verdifullt på markedet hvor de kalles myseproteinisolater (WPI). Markedsprisen som et tørt pulverprodukt er for tiden 8 USD pr. kg WPI-pulver, mens den tilsvarende prisen for WPC-pulver med et fettinnhold på omtrent 3-8 vekt% beregnet i forhold til tørr masse kun er 3 USD pr. kg.
P. Logan, Dairy Technology, april 1991, sidene 5-7 beskriver en fremgangsmåte for å oppnå WPI gjennom kryssgjennomstrømningsmikrofiltrering av myse ved anvendelse av et enhetlig lavt transmembrantrykk etter sentrifugeseparering. Betingelsene for dette vises mer detaljert i WO 93/21781 som beskriver en fremgangsmåte for å oppnå WPI ved hjelp av kryssgjennomstrømningsmikrofiltrering av myse ved anvendelse av et enhetlig lavt transmembrantrykk under 0,8 x 10<5> Pa for å fjerne mesteparten av det gjenværende fettet med mikrofiltreringsretenatet (MF-retenat). MF-permeatet, dvs. fraksjonen som passerer gjennom mikro filteret utsettes for en ytterligere behandling som gir et WPI definert som et myseproteinprodukt som er rikt på pMaktoglobulin og a-laktalbumin med et lavt fettinnhold.
I Bacher, T. et al., European Dairy Magazine, vol. 5, oktober 2000, s. 14-16 er det gjort kjent å fremstille WPI ved anvendelse av mikro filtrering og sentrifugering.
WO 93/21781 gir ingen informasjon om noen utnyttelse av MF-retenatet som skilles fra fettet og bakteriene og som fortsatt inneholder en ikke-neglisjerbar del myseproteiner. Ytterligere utnyttelse av dette biproduktet har vært som melkeolje som er et billig fett eller ved å sende det tilbake til ostemelken. I begge disse tilfeller er det høye innholdet av bakterier et problem. I tilfelle av melkeolje er en varmebehandling nødvendig og i tilfelle av tilsetting til ostemelken kan ostefremstillingsprosessen forstyrres eller ødelegges.
Som følge av det faktum at en vesentlig del av myseproteinene inneholdt i den ubehandlede mysen ender opp i MF-retenatet er utbyttet av myseproteiner i WPI-sluttproduktet oppnådd i henhold til kjent teknikk beregnet i henhold til formelen
normalt fra 65-80 %.
Ved å ta i betraktning den svært høye verdien av WPI sammenlignet med den lavere verdien av WPC med et fettinnhold på 3-8 vekt% basert på tørr masse eksisterer det fortsatt et behov for en bedre separeringsmetode hvorved en høyere mengde anvendelig myseproteiner kan isoleres fra et mysemateriale mens innholdet av fett i det isolerte proteinproduktet fortsatt ville tilfredsstille kravene om å være under 1 vekt% basert på tørr masse.
EP 0 697 816 (APV Pasilac A/S) beskriver et anlegg og en fremgangsmåte for å behandle melk ved anvendelse av en kombinasjon av en konvensjonell separator og mikrofiltrering hvor materialet fores til separatoren - melk - inneholder et MF-retenat oppnådd ved hjelp av mikrofiltrering av skummet melk. Formålet ved denne resirkuleringen av MF-retenatet er å unngå varmebehandling av kasein og andre proteiner som finnes i MF-retenatet. Separatoren som anvendes i EP 0 697 816 viste den samme virkningen med hensyn til separering av fløte som ved normal anvendelse uten tilsetting av resirkulert MF-retenat.
DE 42 15 339 (Westfalia Separator AG) beskriver en fremgangsmåte for kontinuerlig fremstilling av et sterilisert næringsmedium hvorved mediet mikrofiltreres og retenatet sentrifugeres på en spesiell bakteriefjernende sentrifuge. Publikasjonen nevner ikke mediets fettinnhold og følgelig finnes ingen informasjon omkring sentrifugens evne til å fjerne fett.
Beskrivelse av oppfinnelsen
Det har nå blitt funnet at et spesielt opplegg for en fremgangsmåte der både et sentrifugeringstrinn og et mikrofiltreringstrinn anvendes for isoleringen av et myseproteinisolat (WPI) medfører at yteevnen til separatoren som anvendes i sentrifugeringstrinnet blir bedre og gir et redusert tap av verdifulle myseproteiner og følgelig et WPI-produkt med et høyere utbytte basert på myseproteiner inneholdt i myseutgangsmaterialet.
Den foreliggende oppfinnelse angår følgelig en fremgangsmåte for å separere fett fra proteiner i et mysemateriale for å oppnå et myseproteinisolat (WPI) med et lavt fettinnhold omfattende kombinasjonen av et sentrifugeringstrinn ved anvendelse av en separator som separerer materialet som fores dertil til en lavtetthetsfraksjon, en høytetthetsfraksjon kalt en skummet fraksjon og eventuelt også en svært høy tetthetsfraksjon kalt en slamfraksjon og et mikrofiltreringstrinn (MF-trinn) ved anvendelse av et mikrofilter som separerer materialet som fores dertil til et MF-retenat som holdes tilbake av mikro filteret og et MF-permeat som passerer gjennom mikrofilteret, hvorved materialet fores til separatoren inneholdende MF-retenatet oppnådd i MF-trinnet.
Det ble overraskende funnet at virkningen av separatoren vesentlig forbedres når et MF-retenat oppnådd ved hjelp av mikrofiltrering av et mysemateriale tilføres til materialet som fores til separatoren. En forbedret virkning i denne betydning er en god separering av lavtetthetsfraksjonen fra den gjenværende skummede fraksjonen med sterkt redusert fettinnhold.
Selv om tilføringen av et MF-retenat til det tilførte materialet til en separator per se er kjent fra EP 0 697 816 oppstår ikke slik forbedret virkning av separatoren i tilfellet hvor materialet som ble foret til separatoren var melk.
Den foreliggende oppfinnelse angår også et anlegg for separeringen av fett fra proteiner i et mysemateriale for å oppnå et myseproteinisolat (WPI) med et lavt fettinnhold omfattende en sentrifugeringsenhet som separerer materialet foret dertil til en lavtetthetsfraksjon, en høytetthetsfraksjon kalt en skummet fraksjon og eventuelt også en svært høy tetthetsfraksjon kalt en slamfraksjon og en mikrofiltreringsenhet (MF-enhet) med et mikrofilter som separerer materialet foret dertil til et MF-retenat holdt igjen ved hjelp av mikrofilteret og et MF-permeat som passerer gjennom mikrofilteret, hvori MF-enheten og sentrifugeringsenheten er bundet sammen med rør som leder MF-retenatet oppnådd fra MF-enheten til sentrifugeringsenhetens innløp, der anlegget ytterligere omfatter et rør for den skummede fraksjonen (SK R) oppnådd fra sentrifugeringsenheten bundet sammen med et innløpsrør for å fore mysematerialet som skal behandles, hvori rør forenes i et MF-innløpsrør som leder blandingen av foret mysemateriale og den skummede fraksjonen til innløpet i MF-enheten.
Graden av anvendbarhet av oppfinnelsen tydeliggjøres av den følgende detaljerte beskrivelse.
Kort beskrivelse av tegningene
Oppfinnelsen beskrives i større detalj nedenfor ved henvisning til vedlagte tegning og eksempel. I tegningene er
fig. 1 et skjematisk flytdiagram av et anlegg i henhold til krav 16, som anvendes ved gjennomføringen av fremgangsmåten i henhold til utførelsesformen ifølge krav 4, og
fig. 2 et skjematisk flytdiagram av et anlegg i henhold til krav 17, som anvendes ved gjennomføring av fremgangsmåten i henhold til den alternative utførelsesformen i krav 6.
Den foreliggende oppfinnelse er basert på en spesiell kombinasjon av to per se vanlige separeringsmetoder: Et sentrifu<g>eringstrinn som anvender en konvensjonell separator som separerer materialet som fores til separatoren i fraksjoner basert på tettheten: - en lavtetthetsfraksjon som av praktiske årsaker kan kalles "fløtefraksjon" eller bare "fløte" eller, siden det forede materialet er et mysemateriale kan det riktigere kalles "mysefløte", - en høytetthetsfraksjon som mysefløten har blitt skummet fra; denne fraksjonen kalles også den skummede fraksjonen eller skummet myse, - videre en svært høy tetthetsfraksjon eller slam som separeres ved hjelp av de fleste konvensjonelle separatortyper. Slamfraksjonen er kun en liten del av det forede materialet. Det inneholder blant annet en større del bakterier og bakterielle sporer.
Et MF- trinn (mikrofiltreringstrinn) som anvender en kryssgjennomstrømmende MF-enhet som separerer materialet foret til MF-enheten i to fraksjoner basert på penetrering gjennom mikrofiltermembranen:
- et MF-retenat som ikke penetrerer gjennom MF-membranen, og
- et MF-permeat som passerer gjennom MF-membranen.
Både sentrifugeringstrinnet, MF-trinnet så vel som kombinasjoner derav er kjent per se, men et essensielt nytt trekk ifølge oppfinnelsen er at materialet som fores til sentrifugeseparatoren inneholder et MF-retenat oppnådd fra MF til et mysemateriale.
Dette essensielle trekket kan etableres på ulike måter. Nedenfor skal en første utførelsesform forklares med henvisning til fig. 1 ved anvendelse av de følgende forkortelser:
WPC myseproteinkonsentrat
WPI myseproteinisolat
MF mikrofiltreringsenhet
R retenat
BT buffertank
HE varmeveksler
CF sentrifugeseparator
SK R skummet retenat
SL slam
WCR mysefløte.
Myseutgangsmaterialet som skal behandles ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen i henhold til den første utførelsesformen oppnås fra myse som først har blitt skummet for å fjerne den første store fettdelen etterfulgt av førkonsentrering ved hjelp av ultrafiltrering (UF). Dette myseutgangsmaterialet er et myseproteinkonsentrat oppnådd som et UF-retenat (UF WPC).
Som vist i fig. 1 fores WPC, som kan være UF WPC oppnådd som beskrevet ovenfor, gjennom et rør 2 og 4 direkte til en MF-enhet 6 hvor det separeres til WPI-produkt oppnådd i et rør 8 som MF-permeat og MF-retenat oppnådd i et rør 10.1 tilfelle av diafiltrering kan vann tilsettes til MF-enheten gjennom et rør 12. MF-retenatet (R) kan føres til en buffertank (BT) 14 og eventuelt kan MF-retenatet fortynnes med vann eller tilgjengelig permeatstrøm fra et rør 16. Videre passerer MF-retenatet i et rør 18 gjennom en varmeveksler (HE) 20 til en sentrifugeringsseparator (CF) 22. Her separeres MF-retenatet til en lett mysefløtefraksjon (WCR) i rør 24, en skummet fraksjon (skummet retenat; SK R) i rør 26 og en mindre slamfraksjon (SL) i rør 28. Det skummede retenatet passerer gjennom varmeveksleren 20 hvoretter det blandes med WPC fra rør 2 og danner en blanding i rør 4. Denne blandingen fores i MF-enheten 6.
En andre utførelsesform skal forklares med henvisning til fig. 2 ved anvendelse av de ovenfor angitte forkortelser anvendt i fig. 1 og ytterligere
SK WPC skummet myseproteinkonsentrat
COOL kjøler
Myseutgangsmaterialet som skal behandles ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen i henhold til en andre utførelsesform oppnås fra myse som på forhånd har blitt konsentrert ved hjelp av ultrafiltrering (UF). Dette myseutgangsmaterialet er et myseproteinkonsentrat oppnådd som et UF-retenat (UF WPC).
Som vist i fig. 2 fores WPC, som kan være UF WPC oppnådd fra uskummet myse som beskrevet ovenfor, gjennom et rør 102 og 104 direkte til en sentrifugeseparator (CF) 106. Her separeres WPC til en lett mysefløtefraksjon (WCR) i rør 108, en skummet fraksjon (skummet myseproteinkonsentrat; SK WPC) i rør 110 og en mindre slamfraksjon (SL) i rør 112. Den skummede WPC passerer gjennom røret 110 gjennom en kjøler (COOL) 114 og ytterligere til en MF-enhet 116 hvor den separeres til WPI-produktet oppnådd i et rør 118 som MF-permeat og MF-retenat (R) oppnådd i et rør 120.1 tilfelle av diafiltrering kan vann eller membranpermeater tilsettes til MF-enheten gjennom et rør 122. MF-retenatet (R) blandes med WPC fra rør 102 og danner en blanding i rør 104. Denne blandingen inneholdende MF-retenatet (R) fores til sentrifugeringsseparatoren (CF) 106.
I en tredje utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er utgangsmaterialet uskummet myse. Med henvisning til fig. 2 fores uskummet myse gjennom rør 102 og 104 til sentrifugeseparatoren (CF) 106. Den skummede fraksjonen oppnådd i rør 110 vil deretter være skummet myse istedenfor skummet myseproteinkonsentrat (SK WPC). Bortsett fra dette omfatter den tredje utførelsesformen de samme trinnene som den ovenfor illustrerte andre utførelse sformen.
Sentrifugering
Sentrifugeringstrinnet kan utføres i en konvensjonell separator hvorved en fettinneholdende fraksjon kalt mysefløte skummes av og etterlater en skummet fraksjon med et lavt fettinnhold. Prinsipielt er separatoren av den samme typen som den konvensjonelle sentrifugeringsseparatoren som anvendes for separering av melk til fløte og skummet melk eller myse til mysefløte og skummet myse. Slike separatorer vil normalt også separere en mindre slamfraksjon som inkluderer en stor del av de bakterier og sporer som er tilstede. Slamsepareringen kan være diskontinuerlig men er fortrinnsvis kontinuerlig. Et eksempel på separatorer med kontinuerlig slamseparering er den såkalte selvrensende separatorsentrifuger.
Sentrifugeringen utføres vanligvis ved 35-60°C, fortrinnsvis 45-55°C.
Mikrofiltrering ( MF)
Mikrofiltreringstrinnet kan utføres på en kryssgjennomstrømmende mikrofiltreringsenhet (MF-enhet) ved anvendelse av et mikrofilter med en gjennomsnittelig porestørrelse på 0,01-2 nm, fortrinnsvis 0,05-0,8 um, og mest foretrukket 0,09-0,5 (im. Vanligvis utføres MF ved 40-55°C, spesielt rundt 50°C. På denne måten har nyttige resultater blitt oppnådd ved hjelp av MF ved 45-55°C. Overraskende ble imidlertid fortreffelige resultater også funnet ved 10-25°C. Basert på de utførte testkjøringene er det faktisk antatt at de beste resultatene oppnås når MF-trinnet ifølge den foreliggende oppfinnelse utføres kaldt slik som under 35°C, fortrinnsvis mellom 10 og 25°C.
I MF-trinnet konsentreres materialet som fores til MF-enheten med konstruksjonsfaktoren Fc = 2-20, fortrinnsvis 4-10, hvorved
F = volum foret materiale til MF-enheten, og
R = retenatvolumet.
MF-permeatet oppnådd i MF-trinnet er et myseproteinmateriale med et svært lavt fettinnhold slik som under 1 vekt%. Dette er et høyverdig produkt kjent som myseproteinisolat (WPI).
MF-trinnet utføres fortrinnsvis ved anvendelse av
kryssgjennomstrømningsprinsippet i konvensjonelle mikrofiltreringsenheter som kan ha forskjellige strukturformer. Som en grunnmodell kan en mikrofiltreringsenhet (MF-enhet) med kryssgjennomstrømning være formet som en beholder delt inn i to kammere, et forings/retenatkammer og et permeatkammer, av en mikrofiltreringsmembran. Retenatkammeret tilveiebringes med et foringsrør for å fore materialet som skal filtreres og et retenatutløp. Permeatkammeret tilveiebringes med et permeatutløp. Mellom retenatkammeret og permeatkammeret etableres en trykkforskjell som tvinger væsken og mindre partikler gjennom membranen. Det forede materialet fores gjennom retenatkammeret fra en side langs membranen. På den andre siden av retenatkammeret fjernes retenatet, nevnte retenat består av væsken og partiklene, som ikke har passert gjennom membranen til permeatkammeret i løpet av passeringen langs membranen. For å forhindre at membranoverflaten fylles for raskt, hvilket medfører tilstopping av membranporene bør gjennomstrømningshastigheten (kryssgjennomstrømningshastighet) over membranoverflaten ikke være for lav. Dette sikres ofte gjennom resirkulering av en porsjon av retenatgjennomstrømningen til foringsrøret. Det er også velkjent å resirkulere en del av permeatet for å sikre et enhetlig trykkdrypp hvor permeatkammeret i tillegg til permeatutløpet også er tilveiebrakt med et innløp for å motta resirkulert permeat. Dette prinsippet er beskrevet i US 4 105 547 (Sandblom). Slike resirkuleringsrør for retenat eller permeat som leder til det samme respektive retenatkammeret eller permeatkammer hvorfra nevnte materiale har strømmet
betraktes som komponenter som danner del av en grunnmodell for mikro filtreringsenheten.
MF-enheten anvendt i MF-trinnet ifølge den foreliggende oppfinnelse kan inkludere én eller flere slike grunnmodeller. I tilfelle av hvor flere grunnmodeller anvendes som MF-enheten kan de koples sammen på forskjellige måter slik som i serier og/eller parallelt. Slike sammenkoblinger av flere filtreringsmembraner er velkjent for fagmannen på området. Eksempler på ulike koplingssystemer for membranfiltrering er beskrevet i WO 00/74495 (APV Pasilac A/S).
MF-enheten som anvendes i MF-trinnet kan ha en hvilken som helst konvensjonell form. Eksempler på dette er hvilken som helst type valgt blant plate-og-ramme-systemet, et rørsystem, et spiraltvunnet system, et kassettsystem og hulfiberprinsippet eller en kombinasjon derav.
Membranene som anvendes i MF-enheten kan være laget av ulike materialer, spesielt keramiske eller organiske materialer, slik som aluminiumoksid, zirkoniumoksid, titanoksid eller blandinger derav, polysulfoner, fluorpolymerer. Membranen har vanligvis en porestørrelse i området fra 0,01 nm til 2 um, fortrinnsvis 0,05-0,8 um og mest foretrukket 0,09-0,5 um.
Mysematerialet som anvendes som utgangsmateriale i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan være et hvilket som helst mysemateriale inneholdende myseproteiner. Fortrinnsvis har myseutgangsmaterialet blitt konsentrert på forhånd, f.eks. ved hjelp av fordamping, revers osmose eller ultrafiltrering (UF), mest foretrukket ved hjelp av UF.
Fortrinnsvis har myseutgangsmaterialet blitt konsentrert på forhånd til et 1-20 ganger mindre volum.
Konsentrering av UF på forhånd utføres fortrinnsvis med et UF-filter med en molekylær utelukkelsesverdi på 500-50000 dalton, mest foretrukket 1000-25000 dalton, ved anvendelse av en konsentrasjonsfaktor Fc på 1-10, fortrinnsvis 2-10.
I tilfelle hvor myseutgangsmaterialet ledes direkte til MF-trinnet som i den ovenfor nevnte første utførelsesformen er det foretrukket at fettinnholdet derav har blitt redusert på forhånd ved hjelp av en skummeprosess. Dette vil redusere risikoen for tidlig tilstopping av MF-filteret.
Denne pre-skummingsprosessen utføres fortrinnsvis før pre-konsentreringen.
På den annen side, i tilfelle hvor utgangsmysematerialet først ledes til sentrifugeringstrinnet som i den ovenfor nevnte andre og tredje utførelsesformen kan slik pre-skummingsprosess utelates.
Den foreliggende oppfinnelse vil ytterligere bli illustrert gjennom det følgende eksempel hvori % er vekt% om ikke annet er spesifisert.
Eksempel
Ubehandlet myse ble klargjort og skummet og den skummede mysen ble konsentrert ved hjelp av UF med en konsentrasjonsfaktor Fc på 3,5 for å oppnå et ultrafiltrert myseproteinkonsentrat (UF WPC) med et tørrstoffinnhold (totalt faste stoffer; TS) på 11,4 %; et totalt proteininnhold (TOP) på 6,15 % og et fettinnhold på 0,40 %. De gjenværende fastestoffene er 4,13 % laktose, 0,17 % syrer, 0,48 % løselig aske og 0,10 % ikke-løselig aske.
Dette ultrafiltrerte WPC ble behandlet i et anlegg som vist i fig. 1. Den gjennomsnittelige gjennomstrømningen av WPC tilsatt gjennom røret 2 var 16,826 kg/time. Supplementært ble vann tilsatt gjennom rørene 12 og 16. Den resulterende WPI oppnådd gjennom rør 8 var i gjennomsnitt 28,282 kg/time med 6,32 % TS, 3,43 % TOP og kun 0,022 % fett. TOP-utbyttet i det oppnådde WPI var 93,9 %.
Ved fortsatt å referere til fig. 1 er gjennomstrømningen og TS, TOP og fett i rørene vist i tabellen nedenfor:
Claims (15)
1. Fremgangsmåte for å separere fett fra proteiner i et mysemateriale for å oppnå et myseproteinisolat (WPI) med et lavt fettinnhold,
karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter å kombinere et sentrifugeringstrinn ved anvendelse av en separator som separerer materialet som fores dertil til en lavtetthetsfraksjon, en høytetthetsfraksjon kalt en skummet fraksjon og eventuelt også en svært høy tetthetsfraksjon kalt en slamfraksjon og et mikrofiltreringstrinn (MF-trinn) ved anvendelse av et mikrofilter som separerer materialet foret dertil til et MF-retenat holdt tilbake ved hjelp av mikrofilteret og et MF-permeat som passerer gjennom mikrofilteret, hvorved materialet som er foret til separatoren inneholder MF-retenatet oppnådd i MF-trinnet.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at myseutgangsmaterialet er konsentrert på forhånd.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 2,
karakterisert ved at myseutgangsmaterialet er konsentrert på forhånd ved hjelp av ultrafiltrering (UF).
4. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den skummede fraksjonen oppnådd i sentrifugeringstrinnet kombineres med myseutgangsmaterialet og danner en blanding, hvor blandingen er materialet som fores til mikrofilteret.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, hvori utgangsmysematerialet er skummet myse som er konsentrert på forhånd.
6. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av kravene 1-3, karakterisert ved at den skummede fraksjonen oppnådd i sentrifugeringstrinnet er materialet som fores til mikrofilteret, og hvori MF-retenatet kombineres med myseutgangsmaterialet og danner en blanding, hvor nevnte blanding er materialet som fores til separatoren.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 6,
karakterisert ved at myseutgangsmaterialet er uskummet myse som er konsentrert på forhånd.
8. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av de foregående krav, hvori MF-trinnet utføres ved 10-55°C.
9. Fremgangsmåte ifølge krav 8,
karakterisert ved at MF-trinnet utføres ved 10-25°C.
10. Fremgangsmåte ifølge krav 2, hvori myseutgangsmaterialet er konsentrert på forhånd til et 1-20 ganger mindre volum.
11. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av kravene 2 og 10, karakterisert ved at pre-konsentreringen er blitt utført ved hjelp av UF ved anvendelse av et UF-filter med en molekylær utelukkelsesverdi på 1000-25000 dalton.
12. Fremgangsmåte ifølge krav 11,
karakterisert ved at myseutgangsmaterialet er konsentrert på forhånd ved hjelp av UF til et 2-10 ganger mindre volum.
13. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at mikrofilteret som anvendes i MF-trinnet har en porestørrelse på 0,05-0,8 um.
14. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at MF-trinnet utføres med en 4-10 ganger konsentreringshastighet basert på volumet.
15. Anlegg for å separere fett fra proteiner i et mysemateriale for å oppnå et myseproteinisolat (WPI) med et lavt fettinnhold,
karakterisert ved at anlegget omfatter
en sentrifugeringsenhet (22, 106) som separerer materialet foret dertil til en lavtetthetsfraksjon, en høytetthetsfraksjon kalt en skummet fraksjon og eventuelt også en svært høy tetthetsfraksjon kalt en slamfraksjon, og
en mikrofiltreringsenhet (MF-enhet) (6, 116) med et mikrofilter som separerer materialet foret dertil til et MF-retenat holdt tilbake ved hjelp av mikrofilteret og et MF-permeat som passerer gjennom mikrofilteret,
hvorved MF-enheten og sentrifugeringsenheten er bundet sammen med rør (10, 18; 120, 104) som leder MF-retenatet oppnådd fra MF-enheten til innløpet av sentrifugeringsenheten, anlegget ytterligere omfatter et rør (26) for den skummede fraksjonen (SK R) oppnådd fra sentrifugeringsenheten (22) bundet sammen med et innløpsrør (2) for å fore mysematerialet som skal behandles, hvori rør (26 og 2) forenes i et MF-innløpsrør (4) som leder blandingen av foret mysemateriale og den skummede fraksjonen til innløpet i MF-enheten (6).
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DK200100554A DK174377B1 (da) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | Fremgangsmåde og anlæg til adskillelse af fedt fra proteiner i vallematerialer |
PCT/DK2002/000222 WO2002080695A1 (en) | 2001-04-04 | 2002-04-03 | A method and a plant for the separation of fat from proteins in whey materials |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20034377D0 NO20034377D0 (no) | 2003-09-30 |
NO20034377L NO20034377L (no) | 2003-12-02 |
NO325791B1 true NO325791B1 (no) | 2008-07-14 |
Family
ID=8160419
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20034377A NO325791B1 (no) | 2001-04-04 | 2003-09-30 | En fremgangsmate og et anlegg for separering av fett fra proteiner i mysematerialer |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20040116679A1 (no) |
EP (1) | EP1372406A1 (no) |
AR (1) | AR033071A1 (no) |
CA (1) | CA2441105A1 (no) |
DK (1) | DK174377B1 (no) |
NO (1) | NO325791B1 (no) |
NZ (1) | NZ528351A (no) |
UY (1) | UY27228A1 (no) |
WO (1) | WO2002080695A1 (no) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050181093A1 (en) * | 2004-02-18 | 2005-08-18 | Achs Ronald A. | Concentrated-protein food product and process |
DK176362B1 (da) * | 2005-12-23 | 2007-10-01 | Tetra Laval Holdings & Finance | Fremgangsmåde til opstart af et filtreringsanlæg samt et filtreringsanlæg indrettet til at kunne opstartes tilsvarende |
US9055752B2 (en) * | 2008-11-06 | 2015-06-16 | Intercontinental Great Brands Llc | Shelf-stable concentrated dairy liquids and methods of forming thereof |
UA112972C2 (uk) | 2010-09-08 | 2016-11-25 | Інтерконтінентал Грейт Брендс ЛЛС | Рідкий молочний концентрат з високим вмістом сухих речовин |
ES2427921T3 (es) * | 2011-03-07 | 2013-11-04 | Molkerei Alois Müller GmbH & Co. KG | Procedimiento para la obtención de un producto enriquecido en albúmina a base de un concentrado de proteínas de suero de la leche |
DK3103350T3 (en) * | 2015-06-13 | 2018-05-07 | Dmk Deutsches Milchkontor Gmbh | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF LOW-KIM WHEEL PROTEIN CONCENTRATES |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE470375B (sv) * | 1992-05-07 | 1994-02-07 | Alfa Laval Food Eng Ab | Sätt att erhålla högvärdiga proteinprodukter ur vassle |
DE4215339C1 (no) * | 1992-05-09 | 1993-04-15 | Westfalia Separator Ag, 4740 Oelde, De | |
DK169510B1 (da) * | 1993-05-13 | 1994-11-14 | Apv Pasilac As | Anlæg og fremgangsmåde til behandling af mælk |
-
2001
- 2001-04-04 DK DK200100554A patent/DK174377B1/da not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-03-25 UY UY27228A patent/UY27228A1/es not_active Application Discontinuation
- 2002-03-27 AR ARP020101147A patent/AR033071A1/es active IP Right Grant
- 2002-04-03 NZ NZ528351A patent/NZ528351A/en unknown
- 2002-04-03 WO PCT/DK2002/000222 patent/WO2002080695A1/en active IP Right Grant
- 2002-04-03 CA CA002441105A patent/CA2441105A1/en not_active Abandoned
- 2002-04-03 US US10/474,065 patent/US20040116679A1/en not_active Abandoned
- 2002-04-03 EP EP02759758A patent/EP1372406A1/en not_active Withdrawn
-
2003
- 2003-09-30 NO NO20034377A patent/NO325791B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NZ528351A (en) | 2005-04-29 |
US20040116679A1 (en) | 2004-06-17 |
DK174377B1 (da) | 2003-01-13 |
WO2002080695A1 (en) | 2002-10-17 |
EP1372406A1 (en) | 2004-01-02 |
UY27228A1 (es) | 2002-08-30 |
NO20034377L (no) | 2003-12-02 |
CA2441105A1 (en) | 2002-10-17 |
NO20034377D0 (no) | 2003-09-30 |
DK200100554A (da) | 2002-10-05 |
AR033071A1 (es) | 2003-12-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8889208B2 (en) | Purification of beta casein from milk | |
AU695354B2 (en) | Method for microfiltration of milkor colostral whey | |
DK2217079T3 (en) | Methods for casein production | |
AU770623B2 (en) | Method and plant for treating milk | |
NO317486B1 (no) | Anlegg og fremgangsmate ved behandling av melk | |
DK2839749T3 (en) | Quark ground stock with improved flavor characteristics III | |
AU673357B2 (en) | Method for obtaining high-quality protein products from whey | |
CA3104282A1 (en) | Production and separation of milk fractions with forward osmosis | |
NO325791B1 (no) | En fremgangsmate og et anlegg for separering av fett fra proteiner i mysematerialer | |
NL1008115C2 (nl) | Werkwijze voor het bereiden van kaas. | |
US10611717B2 (en) | Process for the coupled production of sweet whey and lactic acid from acid whey | |
AU2002338307B8 (en) | A method and a plant for the separation of fat from proteins in whey materials | |
AU2002338307B2 (en) | A method and a plant for the separation of fat from proteins in whey materials | |
US20240164397A1 (en) | Novel milk fat globule concentrate, method of production, and food products containing it | |
AU2002338307A1 (en) | A method and a plant for the separation of fat from proteins in whey materials | |
CN118104740A (zh) | 酪乳以及基于稀奶油获得酪乳的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |