Ultrafiltrering av sur myse - Effekt av forbehandling og filtreringstemperatur

Abstract

Meieriindustrien strever med å finne gode løsninger for bruk av sur myse på bakgrunn av dens syrlighet og sammensetning. Ultrafiltrering av søt myse er utbredt og resultatet av dette er en rekke ingredienser som har blitt viktig i industri, samt blant forbrukere. Produksjon av cottage cheese, kvarg og gresk yoghurt har økt betraktelig de siste årene og dette øker presset på å kunne utnytte sur myse i samme grad som søt myse. Det er gjort få studier på ultrafiltrering av sur myse og de som eksisterer forteller om utfordringer knyttet til fouling. Det vil derfor være hensiktsmessig å finne betingelser som optimaliserer ultrafiltreringen av sur myse.

Formålet med denne oppgaven var å undersøke hvilken effekt forbehandling og filtreringstemperatur har for ultrafiltrering (UF) av sur myse. Forbehandling bestod i pH-justering til pH 3.0 og 7.0 og varmebehandlet ved to ulike temperaturer; romtemperatur og 50°C i 30 minutter, før sentrifugering. Filtreringen ble kjørt til en volumetrisk konsentrasjonsfaktor (CF) 2 og ble utført ved to ulike temperaturer, henholdsvis 10°C og 50°C. For kartlegging av data ble flux registrert under UF i tillegg til kjemiske analyser av fraksjonene før, under og etter UF-prosessen. Studien viste dårlig effekt av UF av sur myse pH-justert til 7.0 da membranen gikk tett tidlig i prosessen, både med og uten sentrifugering som forbehandling. Resultatene fra prosessbetingelsen viste god effekt for filtreringstemperatur under UF hvor det ble observert høyere flux ved bruk av høyere filtreringstemperatur. Varmebehandling før sentrifugering viste effekt for UF av sur myse da varmebehandling ved høy temperatur før sentrifugering viste en forbedret flux. Selv om forbehandling av sur myse viste positiv effekt for filtreringsbetingelsene, ble det ikke observert signifikant forskjell i retentatet ved de ulike metodene.

Studien viste at det fortsatt er behov for flere undersøkelser for hvordan forbehandling påvirker sammensetningen til sur myse, og hvilke komponenter i sur myse som er viktig å ta hensyn til ved valg av prosessbetingelser. En grundigere undersøkelse er derfor nødvendig for å kunne finne gode prosessbetingelser ved UF av sur myse, samt videre utnyttelse av produktet.

The dairy industry is struggling to find good solutions for the use of acid whey, based on its acidity and composition. Ultrafiltration (UF) of sweet whey is commonly used in the dairy industry, and the result is several ingredients that have become important in food industry and among consumers. Production of cottage cheese, quark and Greek yoghurt has increased considerably in recent years, and this increases the pressure to be able to utilize acid whey to the same extent as sweet whey. Few studies have been done on UF of acid whey and those that do exist are having problems linked to fouling during UF. It will therefore be appropriate to find conditions that optimize the U of acid whey.

The purpose of this study was to investigate the effect of pretreatment and filtration temperature on UF of acid whey. Acid whey was pH-adjusted to 3.0 and heat-treated at different temperatures; room temperature and 50°C for 30 minutes before centrifugation. The filtration was run to a volumetric concentration factor (CF) of 2 and was carried out at different temperatures, respectively 10°C and 50°C. For data collecting, flux registration was carried out during UF in addition to chemical analyzes of the components before during and after the process. The study showed a poor effect during UF of acid whey pH-adjusted to 7.0 when severe membrane fouling was discovered early in the process, both with and without centrifugation. The results from the process condition showed a good effect for use of filtration temperature during UF where a higher flux was observed when using a higher temperature. Heat treatment before centrifugation showed an effect of UF of acid whey as heat treatment at high temperature before centrifugation showed an improved flux. Although the treatment of acid whey showed an effect for the filtration conditions, no significant difference was observed in the retentate with the various methods.

The study showed that there is still need for more research to be done of how pre-treatment of acid whey affects the composition, and which components in acid whey that are important when it comes to choosing process conditions. A more thorough investigation is therefore necessary to find good process conditions for UF of acid whey and further utilization of the product.