Investigación Preparación de concentrados de proteínas de leche por ultrafiltración y diafiltración continua: Efecto del diseño del proceso en la eficiencia general

Los concentrados de proteínas de leche altas (>80% en peso seco) se producen típicamente por ultrafiltración (UF) con diafiltración de volumen constante (DF). Para maximizar la retención de proteínas a escala comercial, se utilizan comúnmente membranas poliméricas de UF en espiral con un corte de peso molecular (MWCO) de 10 kDa. La disminución del flujo y el ensuciamiento de la membrana durante el UF se han estudiado ampliamente y se espera que la selección de una secuencia UF-DF óptima tenga un efecto considerable tanto en la eficiencia del proceso como en los volúmenes de subproductos generados. El objetivo de este estudio fue caracterizar el desempeño del proceso UF-DF mediante la evaluación de la disminución del flujo de permeado, la resistencia a la incrustación, el consumo de energía y agua, y la composición del retentado en función de MWCO (10 y 50 kDa) y la secuencia UF-DF . Los experimentos de UF-DF se realizaron en leche descremada pasteurizada utilizando un sistema de filtración a escala piloto operado a 50 ° C bajo una presión transmembrana constante de 465 kPa. Los resultados mostraron que MWCO no tuvo efecto sobre el flujo de permeado para la misma secuencia UF-DF. La resistencia irreversible también fue similar para ambas secuencias, cualquiera que sea la MWCO, lo que sugiere que la deposición de proteínas solubles dentro de los poros es similar para todas las condiciones. A pesar de menores flujos de permeato y mayor resistencia reversible para la secuencia de 5×-0,8 DV, el consumo total de energía de las 2 secuencias UF-DF fue similar. Sin embargo, la secuencia de 3,5×–2DV requirió más agua para el DF y generó mayores volúmenes de permeado para ser procesados, lo que requerirá más área de membrana y dará lugar a un mayor impacto ambiental. Sin embargo, debe realizarse una evaluación comparativa del ciclo de vida para confirmar qué secuencia tiene el menor impacto ambiental.

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