Examinando a ultrafiltração e suas perspectivas na indústria de laticínios

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A ultrafiltração, também conhecida como UF, é um processo de filtração que utiliza uma membrana para concentrar seletivamente proteínas, gorduras e sais insolúveis. É um processo de filtração de fluxo cruzado acionado por pressão, no qual a solução de alimentação flui perpendicularmente à direção do fluxo do filtrado. Este processo pode ser usado para separar partículas na faixa de tamanho de poro de 0,01 a 0,1 µm com uma pressão operacional e temperatura de 30 a 100 psi e 40 a 80 graus Fahrenheit, respectivamente. Os tipos de membrana mais comuns são polimérica (orgânica) e cerâmica (inorgânica).

O mercado global de membranas de ultrafiltração deverá atingir US$ 3,7 bilhões até 2031, ante seu valor de US$ 1,5 bilhão em 2021, de acordo com o relatório publicado na Allied Market Research. O processo UF tem amplas aplicações na indústria alimentícia, incluindo a produção de isolado de proteína de soja, concentração de clara de ovo e solução de gelatina, clarificação de sucos de frutas e vegetais e cerveja, para citar alguns.

A indústria de laticínios também utiliza UF para diversas aplicações, incluindo:

A UF é regulamentada por diversas agências governamentais em todo o mundo para garantir a segurança e a qualidade dos produtos lácteos produzidos com esta tecnologia. Nos Estados Unidos, tanto a Food and Drug Administration (FDA) como o Departamento de Agricultura dos EUA (USDA) são responsáveis ​​pela regulamentação do uso de UF na produção de produtos lácteos. Os MPCs e MPIs produzidos com UF devem atender aos mesmos padrões daqueles produzidos com outros métodos.

Além disso, existem diretrizes específicas para a produção e rotulagem de MPCs e MPIs, incluindo requisitos para os tipos de leite que podem ser utilizados e os processos que podem ser aplicados. Também foram estabelecidas normas específicas para regular o uso de UF na produção de queijo e outros produtos lácteos feitos a partir de leite.

Apesar dos muitos benefícios, a UF também apresenta alguns desafios que devem ser considerados. Uma das principais preocupações da UF é o seu custo relativo em comparação com outros métodos de filtração, como microfiltração e osmose reversa. Além disso, as membranas UF podem ser propensas a incrustações, o que pode reduzir a sua eficiência ao longo do tempo. A incrustação, no entanto, pode ser reduzida selecionando o módulo de membrana, a configuração do processo, a limpeza da membrana e o pré-tratamento corretos. A limpeza da membrana é feita quando há aumento da pressão transmembrana ou quando há declínio no fluxo do permeado. Os fatores que podem influenciar significativamente a vida útil das membranas incluem temperatura e tempo CIP adequados, pH dos agentes de limpeza utilizados e manutenção da turbulência ideal durante a limpeza.

Resumindo, a ultrafiltração tem um potencial significativo na indústria de laticínios para separar proteínas do leite, melhorar a qualidade e estabilidade do produto e recuperar ingredientes valiosos de subprodutos. Embora o UF seja um processo de filtração versátil e eficiente, aplicável a uma ampla gama de produtos lácteos, é importante considerar seus custos e requisitos de manutenção ao decidir se é a tecnologia de filtração correta para uma aplicação específica.

Referências:

Kumar, P., Sharma, N et al., (2013) Perspectiva da Tecnologia de Membrana na Indústria de Laticínios: Uma revisão. Austrália asiática.J. Anima. Ciência. Vol 26, No.9: 1347-1358.

Reig, M., Vecino, X., et al., (2021) Uso de tecnologias de membrana na indústria de laticínios: uma visão geral. Alimentos, 10.2768

Deepti P Karumathil, Ph.D., CFS, CFSM, atua como gerente de pesquisa e desenvolvimento (P&D) da Divisão de Laticínios da HEB, San Antonio, Texas. Deepti lidera o desenvolvimento e lançamento de novos produtos, incluindo laticínios fermentados e ultrafiltrados. Ela tem orgulho de receber o prêmio de Produto do Ano em 2020 e 2022, e foi homenageada com o Prêmio de Inovação HE-B em 2021. Ela tem mais de 15 anos de experiência nas áreas de Laticínios e Ciência de Alimentos. Além disso, Deepti é um membro ativo do IFT desde 2012 e contribui para a Divisão de Alimentos Lácteos do IFT.