Plantas de membranas para el aprovechamiento del suero de queserías.
El suero de queserías es una solución que contiene sustancias sumamente valiosas desde el punto de vista nutricional. Su aprovechamiento a generado una nueva rama de la industria alimenticia, que es aquella que tiene por objeto producir alimentos con fines específicos.-El suero de quesería contiene fundamentalmente un azúcar, la lactosa , más las proteínas séricas y sales minerales (cenizas).
La composición aproximada del suero obtenido a partir de distintos quesos se muestra en la tabla 1:
Como se observará a partir de los datos dados en la tabla 1, el total de sólidos disueltos oscila entre el 5 y el 6.7 %.- El mayor % de esos sólidos es lactosa, 3.8 al 5%, mientras que las proteínas representan entre el 0.6 y 0.8%.-
Si el suero se llevara a sequedad tal cual se lo obtiene, se obtendría un polvo con alrededor del 76% de lactosa, 9 a 13% de proteínas, 8 a 9 % de cenizas (sales minerales).-
Las plantas procesadoras del suero mediante membranas tienen por objeto permitir obtener una gran variedad de productos. Los más simples son: a) suero concentrado parcialmente desmineralizado; b) concentrado de proteínas.
a) Suero concentrado parcialmente desmineralizado: El suero concentrado parcialmente desmineralizado, se obtiene por membranas denominadas de nanofiltración. Estas membranas pueden concentrar la lactosa y las proteínas mientras que permiten el paso de parte de las sales.- El proceso completo de este tipo de plantas es el siguiente:
Figura 2: Obtención de suero concentrado
Como se observa de la figura 2, el suero sufre la separación de finos de queso y es desnatado. Así pretratado es pasteurizado y enviado a la planta de membranas para su pre-concentración o concentración final.
Si se desea concentrarlo sólo para reducir su transporte hacia una central de lácteos donde sufre luego otros procesos de purificación, las membranas utilizadas son de ósmosis inversa. Estas membranas retienen también las sales.-
Cuando se desea obtener un producto concentrado pero con menor contenido de sales disueltas, se utilizan membranas de nanofiltración. El producto obtenido es lo que denominamos suero parcialmente desmineralizado.-
El concentrado del equipo de membranas contiene un 18% al 26% de sólidos y puede ser secado con esta concentración o concentrado aún más mediante evaporación antes de ser secado en una torre spray.
Las características medias del suero concentrado se indican en la tabla siguiente:
Proteínas 11.0%–14.5%
Lactosa 63.0%–75.0%
Grasas 1.0%–1.5%
Cenizas 8.2%–8.8%
Humedad 3.5%–5.0%
b) Concentrado de proteínas:
Cuando se desea aumentar la proporción de las proteínas con respecto al contenido de lactosa se procede a través de un proceso similar al descripto en el punto anterior. Pero las membranas a utilizar se denominan de ultrafiltración.-
Estas membranas permiten retener las proteínas mientras que no modifican la concentración de lactosa.
De acuerdo a como se realice este proceso, el producto final puede tener distintas concentraciones de proteínas, los que se denominan WPC (whey protein concentrated).
Obtención de concentrado de proteínas (WPC)
El esquema siguiente ilustra estos procesos:
Dependiendo del producto deseado es el camino a seguir.
El producto más simple es el WPC 34. Para obtenerlo, el suero es pretratado como se indicó para la obtención del suero concentrado y se envía luego a la planta de membranas de ultrafiltración. Estas membranas retienen las proteínas, concentrándolas, mientras que la lactosa y las sales no son afectadas, por lo tanto se mantienen en la misma concentración inicial.
El concentrado de la planta de ultrafiltración es luego enviado a la planta de sacado spray. El producto obtenido tiene la siguiente composición aproximada:
Proteínas 34.0%–36.0%
Lactosa 48.0%–52.0%
Grasa 3.0%–4.5%
Cenizas 6.5%–8.0%
Humedad 3.0%–4.5%
Cuando se desea un producto final con mayor concentración de proteínas tal como los productos denominados WPC 50 ó WPC 80, el proceso varía ligeramente. Las membranas utilizadas son las mismas que para el caso anterior. Sólo que se incluyen más etapas de membrana. En la primera etapa de concentración se obtiene un producto con concentración similar al correspondiente al WPC 34. A este preconcentrado se le agrega agua desmineralizada y se vuelve a concentrar. El permeado arrastra más sales y lactosa, por lo que la proporción de proteínas a lactosa aumenta. Este proceso recibe el nombre de diafiltración. La combinación de ultrafiltración con diafiltración conduce a obtener productos con alta proporción de proteínas. Las tablas siguientes muestran algunos de ellos:
WPC 50
Proteína 50.0%–52.0%
Lactosa 33.0%–37.0%
Grasa 5.0%–6.0%
Ceniza 4.5%–5.5%
Humedad 3.5%–4.5%
WPC 60
Proteína 60.0%–62.0%
Lactosa 25.0%–30.0%
Grasa 1.0%–7.0%
Cenizas 4.0%–6.0%
Humedad 3.0%–5.0%
La obtención de más altas concentraciones de proteínas requieren de un pretratamiento más complicado. Así por ejemplo para obtener WPC 80, se requiere una microfiltración, previa al proceso de ultrafiltración y diafiltración con el objeto de disminuir la presencias de compuestos complejos de fosfato, calcio y proteínas que de otra forma se depositarían sobre las membranas.-
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