Fig 1.1 Processo de ultrafiltração na concentração de soro de leite

1.1 Indústria de laticínios

uma. Concentração de soro de leite

A ultrafiltração é a próxima etapa do espectro de filtração por membrana na indústria alimentícia. Caracteriza-se por ter uma faixa de corte de peso molecular (MWCO) de cerca de 3.000 a 100.000. O corte mais comum é o padrão lácteo de 10.000 MW. Este é o tamanho tradicional para o fracionamento de proteínas de soro de leite a partir de lactose comumente usado para produzir concentrados de proteína de soro de leite (WPC) de 35% a 85% de WPC's.

b. Produção de queijo

Na cuba de queijo, a ultrafiltração do leite é mais uma forma de aumentar os sólidos. A principal diferença entre a osmose reversa e a ultrafiltração é que a osmose reversa retém todos os sólidos do leite, enquanto a ultrafiltração permite que a lactose e muitos minerais do leite passem pela membrana. Isso geralmente traz um benefício para o queijeiro, pois esse queijo produzirá menos soro para manusear e aumentará o rendimento das cubas de queijo existentes.

Fig 1.2 Comparação da maneira tradicional e de ultrafiltração de fazer queijo macio

c. Concentração de leite

A ultrafiltração está sendo usada para aumentar a porcentagem de proteína no leite fluido como um método de fortificação de proteínas no leite fluido. Isso permite que as propriedades de aumento de sabor e sensação na boca das proteínas do leite sejam alcançadas naturalmente, em oposição à adição de leite seco sem gordura, que geralmente deixa um sabor cozido no leite fluido, bem como uma doçura aumentada do excesso de lactose no NFDM. As variedades sem gordura ou com baixo teor de gordura resultantes têm o sabor e a sensação na boca de um produto de leite integral sem a gordura mais alta.

Fig 1.3 Processo de ultrafiltração da concentração de leite

d. Processamento de sorvete

Na indústria de sorvetes , a ultrafiltração do leite antes da mistura é usada principalmente para alterar o teor de lactose. Aumentar o nível de proteína do sorvete permite maior mobilização de água, no entanto, a adição de sólidos de leite em pó sem gordura aumenta o teor geral de lactose, o que contribui para a formação de cristais de areia durante o congelamento. A ultrafiltração remove a lactose do permeado junto com alguns minerais do leite. Usando a ultrafiltração, você pode aumentar a proteína sem o efeito colateral do aumento da concentração de lactose e alcançar uma vida útil mais longa devido ao menor choque térmico no ciclo de congelamento e descongelamento.

A produção de sorvetes sem lactose, sem açúcar ou com baixo teor de carboidratos pode ser obtida usando ultrafiltração em conjunto com diafiltração (adição de água) para remover até 96% da lactose encontrada no leite. O produto final de sorvete pode estar na faixa de menos de um grama de carboidrato por porção no produto final. A adição de um substituto do açúcar irá satisfazer o consumidor guloso e preencher a necessidade de sorvete no crescente mercado de dietas "sem carboidratos", impulsionado pelas bem-sucedidas dietas Atkins e Sugar Buster.

1.2 Indústria alimentícia

uma. Concentração de óleo de palma bruto (CPO)

A ultrafiltração (UF) é uma tecnologia de membrana que tem sido aplicada para degomagem de óleo de palma bruto (CPO). É considerada uma alternativa à tecnologia convencional de degomagem CPO devido ao seu menor consumo de energia, sem necessidade de adição de produtos químicos e quase sem perda de óleo natural. Usando UF da mistura CPO-isopropanol em concentrações de óleo bruto de 30% e 40%, podemos capaz de rejeitar mais de 99% de fosfolipídios quando a temperatura de alimentação é de 30°C a 45°C e quase 93% de fosfolipídios quando a temperatura de alimentação é de 40°C a 45°C. Os regulamentos industriais esperam que o óleo de alta qualidade contenha mais de 95% de TAGs neutros e 0,5% ou menos de FFA

O óleo bruto extraído dos frutos do dendê também é rico em ácido palmítico, β-caroteno e vitamina E, juntamente com alguns compostos indesejáveis, como fosfolipídios, ácidos graxos livres (AGL), pigmentos e proteínas5–6. O CPO é composto por um grande número de triglicerídeos (TAGs) e 6% de diglicerídeos (DAGs) que consistem naturalmente em FFA7. Os regulamentos industriais esperam que o óleo de alta qualidade contenha mais de 95% de TAGs neutros e 0,5% ou menos de FFA. Os regulamentos industriais esperam que o óleo de alta qualidade contenha mais de 95% de triglicerídeos neutros (TAGs) e 0,5% ou menos de ácidos graxos livres (FFA). Em alta concentração de CPO As partículas grandes que se acumularam na superfície da membrana e bloquearam os poros da membrana eram TAGs.

No baixas concentrações de CPO, o mecanismo de incrustação dominante foi o bloqueio padrão, representando pequenas partículas presas dentro do poro da membrana e causando constrição dos poros (redução no tamanho dos poros). O composto que possivelmente estava bloqueando os poros da membrana foi o ácido graxo, uma vez que os ácidos graxos são menores que as micelas de fosfolipídio-isopropanol. Em baixas concentrações de CPO, uma quantidade suficiente de micelas de fosfolipídio-isopropanol foi formada, com constrição dos poros proporcionando alta rejeição de fosfolipídios. Por outro lado, pequenas moléculas, como ácidos graxos, podem entrar nos poros da membrana.

Membrana de Ultrafiltração

Figura 1.4 UF Membranas usado na Concentração de CPO

b. Processamento de óleo vegetal

A tecnologia de separação por membrana pode ser substituída no refino de óleo vegetal convencional para superar esses desafios. As membranas SRNF M podem ser usadas para a recuperação do solvente como alternativa à evaporação do solvente, bem como a etapa de desacidificação. Além disso, membranas de ultrafiltração resistentes a solventes com O Molecular Weight Cut-Off (MWCO) pode ser usado para a separação eficiente de fosfolipídios e a recuperação de lecitina comercial de óleos brutos.

Figura 1.5 UF Membranas usado no processamento de óleo vegetal

1.3 Indústria farmacêutica

A ultrafiltração é uma técnica de separação porque fluxos lábeis de biopolímeros (proteínas, ácidos nucléicos e carboidratos) podem ser processados economicamente, mesmo em grande escala, sem o uso de altas temperaturas, solventes, etc. A desnaturação por cisalhamento pode ser minimizada pelo uso de bombas de baixo cisalhamento (por exemplo, deslocamento positivo). Solventes para infusão, soros, vacinas e plasma são apenas alguns dos produtos da indústria farmacêutica produzidos para atender ao mais alto padrão de qualidade e pureza.

Ultra filter oferece sistemas que foram desenvolvidos para atender às exigências da indústria farmacêutica e da biotecnologia para inúmeras aplicações. Para garantir a qualidade consistente dos produtos finais, todo o processo de fabricação deve estar livre de qualquer contaminação. O objetivo é alcançado de maneira confiável, segura e econômica pelos filtros de membrana ultrafiltro. Os seguintes tipos de membranas de ultrafiltração são usados com destaque. São membranas de pele assimétrica feitas de polímeros sintéticos pelos métodos de “inversão de fase”. Membranas inorgânicas, utilizando suportes porosos inorgânicos e colóides inorgânicos, como ZrC*2 ou alumina com ligantes apropriados.

A ultrafiltração está se tornando uma poderosa ferramenta de separação para a indústria de biotecnologia em rápido crescimento. Exemplos são colheita de células, despirogenação de drogas injetáveis e purificação de enzimas. Ultrafiltração também oferece algumas vantagens importantes sobre a centrifugação para a colheita de bactérias. Essas vantagens são tais que o caráter assimétrico das membranas de ultrafiltração as torna menos propensas ao entupimento por células e detritos do que os filtros microporosos. O processamento de produtos a plasma é outra aplicação promissora da ultrafiltração. Quando o plasma humano é fracionado pelo processo de Cohn ou por alguns novos métodos, surge a necessidade de concentração das importantes frações de proteínas (albumina e globulinas) ou de remoção de álcool e sal dessas frações. Isto pode ser convenientemente realizado por ultrafiltração.

Aplicações Industriais de Membranas de Ultrafiltração (UF)

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