Examinando la ultrafiltración y sus perspectivas en la industria láctea

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La ultrafiltración, también conocida como UF, es un proceso de filtración que utiliza una membrana para concentrar selectivamente proteínas, grasas y sales insolubles. Es un proceso de filtración de flujo cruzado impulsado por presión en el que la solución de alimentación fluye perpendicular a la dirección del flujo del filtrado. Este proceso se puede utilizar para separar partículas en el rango de tamaño de poro de 0,01 a 0,1 µm con una presión y temperatura de funcionamiento de 30 a 100 psi y de 40 a 80 grados Fahrenheit, respectivamente. Los tipos de membranas más comunes son poliméricas (orgánicas) y cerámicas (inorgánicas).

Se espera que el mercado mundial de membranas de ultrafiltración alcance los 3.700 millones de dólares para 2031 desde su valor de 1.500 millones de dólares en 2021, según el informe publicado en Allied Market Research. El proceso UF tiene amplias aplicaciones en la industria alimentaria, incluida la producción de aislado de proteína de soja, concentración de claras de huevo y soluciones de gelatina, clarificación de jugos de frutas y verduras y cerveza, por nombrar algunas.

La industria láctea también utiliza UF para una variedad de aplicaciones, que incluyen:

La UF está regulada por varias agencias gubernamentales de todo el mundo para garantizar la seguridad y la calidad de los productos lácteos que se producen con esta tecnología. En Estados Unidos, tanto la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) como el Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA) son responsables de regular el uso de UF en la producción de productos lácteos. Los MPC y MPI que se producen con UF deben cumplir los mismos estándares que los producidos con otros métodos.

Además, existen directrices específicas para la producción y el etiquetado de MPC y MPI, incluidos requisitos para los tipos de leche que se pueden utilizar y los procesos que se pueden aplicar. También se han establecido normas específicas para regular el uso de UF en la producción de queso y otros productos lácteos elaborados a partir de leche.

A pesar de sus numerosos beneficios, la UF también presenta algunos desafíos que deben considerarse. Una de las principales preocupaciones de la UF es su costo relativo en comparación con otros métodos de filtración, como la microfiltración y la ósmosis inversa. Además, las membranas de UF pueden ser propensas a ensuciarse, lo que podría reducir su eficiencia con el tiempo. Sin embargo, la contaminación se puede reducir seleccionando el módulo de membrana, la configuración del proceso, la limpieza de la membrana y el pretratamiento adecuados. La limpieza de la membrana se realiza cuando hay un aumento en la presión transmembrana o cuando hay una disminución en el flujo de permeado. Los factores que pueden influir significativamente en la vida útil de las membranas incluyen la temperatura y el tiempo de CIP adecuados, el pH de los agentes de limpieza utilizados y el mantenimiento de una turbulencia ideal durante la limpieza.

En resumen, la ultrafiltración tiene un potencial significativo en la industria láctea para separar las proteínas de la leche, mejorar la calidad y estabilidad del producto y recuperar ingredientes valiosos de los subproductos. Aunque la UF es un proceso de filtración versátil y eficiente aplicable a una amplia gama de productos lácteos, es importante considerar sus costos y requisitos de mantenimiento al decidir si es la tecnología de filtración adecuada para una aplicación específica.

Referencias:

Kumar, P., Sharma, N et al., (2013) Perspectiva de la tecnología de membranas en la industria láctea: una revisión. Australas asiáticas.J. Animación. Ciencia. Vol 26, N° 9: 1347-1358.

Reig, M., Vecino, X., et al., (2021) Uso de tecnologías de membranas en la industria láctea: descripción general. Alimentos, 10,2768

Deepti P Karumathil, Ph.D., CFS, CFSM, se desempeña como gerente de investigación y desarrollo (I+D) de la División de Lácteos de HEB, San Antonio, Texas. Deepti lidera el desarrollo y lanzamiento de nuevos productos, incluidos productos lácteos fermentados y ultrafiltrados. Se enorgullece de recibir el premio Producto del año 2020 y 2022, y fue honrada con el Premio a la Innovación de HE-B en 2021. Tiene más de 15 años de experiencia en los campos de los lácteos y las ciencias alimentarias. Además, Deepti ha sido miembro activo de IFT desde 2012 y colabora dentro de la División de Alimentos Lácteos de IFT.