Examiner l'ultrafiltration et ses perspectives dans l'industrie laitière

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L'ultra-filtration, également connue sous le nom d'UF, est un processus de filtration qui utilise une membrane pour concentrer sélectivement les protéines, les graisses et les sels insolubles. Il s'agit d'un processus de filtration à flux croisés piloté par la pression dans lequel la solution d'alimentation s'écoule perpendiculairement à la direction du débit du filtrat. Ce processus peut être utilisé pour séparer des particules d'une taille de pores comprise entre 0,01 et 0,1 µm avec une pression et une température de fonctionnement de 30 à 100 psi et de 40 à 80 degrés Fahrenheit, respectivement. Les types de membranes les plus courants sont les membranes polymères (organiques) et céramiques (inorganiques).

Le marché mondial des membranes d’ultrafiltration devrait atteindre 3,7 milliards de dollars d’ici 2031, contre 1,5 milliard de dollars en 2021, selon le rapport publié dans Allied Market Research. Le procédé UF a de nombreuses applications dans l'industrie alimentaire, notamment la production d'isolat de protéines de soja, la concentration de blancs d'œufs et de solutions de gélatine, la clarification des jus de fruits et de légumes et de la bière, pour n'en nommer que quelques-unes.

L'industrie laitière utilise également l'UF pour diverses applications, notamment :

L'UF est réglementée par diverses agences gouvernementales à travers le monde pour garantir la sécurité et la qualité des produits laitiers fabriqués à l'aide de cette technologie. Aux États-Unis, la Food and Drug Administration (FDA) et le Département américain de l'agriculture (USDA) sont chargés de réglementer l'utilisation de l'UF dans la production de produits laitiers. Les MPC et MPI produits à l’aide d’UF doivent répondre aux mêmes normes que ceux produits à l’aide d’autres méthodes.

De plus, il existe des lignes directrices spécifiques pour la production et l’étiquetage des MPC et MPI, y compris des exigences concernant les types de lait pouvant être utilisés et les processus pouvant être appliqués. Des normes spécifiques ont également été établies pour réglementer l'utilisation de l'UF dans la production de fromage et d'autres produits laitiers à base de lait.

Malgré ses nombreux avantages, l’UF présente également certains défis dont il convient de tenir compte. L’une des principales préoccupations de l’UF est son coût relatif par rapport à d’autres méthodes de filtration, telles que la microfiltration et l’osmose inverse. De plus, les membranes UF peuvent être sujettes à l’encrassement, ce qui peut réduire leur efficacité au fil du temps. L'encrassement, cependant, peut être réduit en sélectionnant le bon module de membrane, la configuration du processus, le nettoyage de la membrane et le prétraitement. Le nettoyage de la membrane est effectué lorsqu'il y a une augmentation de la pression transmembranaire ou une diminution du flux de perméat. Les facteurs qui peuvent influencer de manière significative la durée de vie des membranes comprennent la température et la durée appropriées du CIP, le pH des agents de nettoyage utilisés et le maintien d'une turbulence idéale pendant le nettoyage.

En résumé, l'ultrafiltration présente un potentiel important dans l'industrie laitière pour séparer les protéines du lait, améliorer la qualité et la stabilité des produits et récupérer les ingrédients précieux des sous-produits. Bien que l'UF soit un processus de filtration polyvalent et efficace applicable à une large gamme de produits laitiers, il est important de prendre en compte ses coûts et ses exigences de maintenance pour décider s'il s'agit de la technologie de filtration adaptée à une application spécifique.

Les références:

Kumar, P., Sharma, N et al., (2013) Perspective de la technologie des membranes dans l'industrie laitière : une revue. Australes asiatiques.J. Animé. Sci. Vol 26, n°9 : 1347-1358.

Reig, M., Vecino, X., et al., (2021) Utilisation des technologies membranaires dans l'industrie laitière : un aperçu. Aliments, 10,2768

Deepti P Karumathil, Ph.D., CFS, CFSM, est responsable de la recherche et du développement (R&D) pour la division laitière de HEB, San Antonio, Texas. Deepti dirige le développement et le lancement de nouveaux produits, notamment des produits laitiers fermentés et ultra-filtrés. Elle est fière d'avoir été nommée Produit de l'année 2020 et 2022 et a reçu le prix de l'innovation HE-B en 2021. Elle possède plus de 15 ans d'expérience dans les domaines des sciences laitières et alimentaires. De plus, Deepti est un membre actif de l'IFT depuis 2012 et contribue au sein de la division des aliments laitiers de l'IFT.