A process efficiency assessment of serum protein removal from milk using ceramic graded permeability microfiltration membrane.

Tremblay-Marchand, D., Doyen, A., Britten, M., et Pouliot, Y. (2016). « A process efficiency assessment of serum protein removal from milk using ceramic graded permeability microfiltration membrane. », Journal of Dairy Science (JDS). doi : 10.3168/jds.2016-10914  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

La microfiltration (MF) est un procédé bien connu qui peut être employé dans l’industrie laitière pour séparer la caséine des protéines sériques (PS) du lait écrémé à l’aide de membranes avec des pores de 0,1 μm de diamètre. Les membranes en céramique de perméabilité progressive ont été étudiées à fond dans l’amélioration du fractionnement du lait, car elles ne présentent pas les inconvénients liés aux membranes de MF. Mais les paramètres d’une efficacité optimale de la filtration sur membrane de perméabilité progressive restent à déterminer en termes de sélectivité de cette membrane, de flux du perméat, de perte de caséine, de transmission des PS, de consommation d’énergie et de dilution avec de l’eau. Notre objectif était d’évaluer l’effet de la pression transmembranaire (PTM), du facteur de concentration volumétrique (FCV) et de la diafiltration sur l’efficacité globale du procédé. Nous avons traité du lait écrémé avec un système de MF à l’échelle préindustrielle muni de membranes de 0,72 m2 de perméabilité progressive avec des pores de 0,1 μm de diamètre. Dans la première expérience faite en mode de recyclage complet, la PTM a été réglée à 124, 152, 179 ou 207 kPa par ajustement de la pression du perméat à la sortie. Si la PTM n’a pas eu d’effet significatif sur la composition du perméat et du rétentat, nous avons constaté que 152 kPa était le réglage optimal pour l’élimination des PS durant les expériences de concentration et de concentration ou diafiltration. Lorsque le FCV a été haussé à 3×, le coefficient de rejet des PS augmentait, comme la consommation d’énergie et la perte totale de caséine, alors que le taux d’élimination des PS diminuait. Lorsque nous avons effectué deux diafiltrations, nous avons augmenté l’élimination totale des PS, mais il a fallu beaucoup plus d’énergie et nous avons perdu une quantité importante de caséine. En diluant le perméat, la double diafiltration a aussi diminué le taux d’élimination des PS. Nous avons estimé la surface de membrane requise pour produire du lait fromager en mélangeant du lait entier, de la crème et du rétentat de MF (à différents FCV) pour obtenir différentes concentrations de caséine de lait fromager. Pour une concentration donnée de caséine, la même quantité de perméat et de PS serait produite, mais il faudrait moins de surface membranaire à un FCV de rétentat plus faible. La microfiltration est un outil intéressant pour ajouter de la valeur au processus traditionnel de fabrication du fromage, mais sa rentabilité à grande échelle reste à démontrer.

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