ES2232850T3 - Desmineralizacion de productos y derivados lacteos. - Google Patents
Desmineralizacion de productos y derivados lacteos.Info
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Abstract
SE UTILIZA LA ELECTRODESIONIZACION PARA DESMINERALIZAR PRODUCTOS Y DERIVADOS LACTEOS CON RESINAS DE INTERCAMBIO DE ION CATIONICA Y ANIONICA DEBIL MEZCLADAS O CON UNA SOLA RESINA CATIONICA FUERTE EN LOS COMPARTIMENTOS DE DILUCION Y CONCENTRACION SI SE TRATA DE MATERIAS PRIMAS DISTINTAS DE LA LECHE MAS O MENOS CONCENTRADA. EN CASO DE QUE LA MATERIA PRIMA SEA LECHE MAS O MENOS CONCENTRADA, LOS COMPARTIMENTOS DE DILUCION SE LLENAN CON RESINAS DE INTERCAMBIO DE ION CATIONICA Y ANIONICA DEBIL MEZCLADAS. ADEMAS, SE AJUSTA EL PH DE LOS COMPARTIMENTOS DE CONCENTRACION A UN VALOR INFERIOR A 5. EL METODO APORTA UNA ECONOMIA CONSIDERABLE DE AGUA Y ENERGIA SIN UTILIZAR REGENERADORES QUIMICOS.
Description
Desmineralización de productos y derivados
lácteos.
La presente invención, se refiere al sector de la
desmineralización de productos y derivados lácteos, con la exclusión
del suero lácteo dulce de quesería, el cual comprende especialmente
la leche, el suero lácteo ácido de quesería, el suero lácteo de
caseinería y sus derivados, así como un permeato de microfiltración
o de ultrafiltración de un suero lácteo de quesería.
Los productos y derivados lácteos, líquidos, o en
forma de polvo, pueden utilizarse como componentes de productos
infantiles y dietéticos, de una forma particular, leches adaptadas a
la leche maternal. Las leches y derivados desmineralizados, tienen
igualmente otras aplicaciones, por ejemplo, como ingredientes de
reemplazo de la leche descremada, en confitería - chocolatería, o en
la fabricación de leches reconstituidas.
Los procedimientos conocidos de desmineralización
de productos y derivados lácteos más eficaces, son la
electrodiálisis y el intercambio de iones, los cuales se aplican
separadamente, o en combinación. En la electrodiálisis, las sales
ionizadas en solución, en el suero lácteo, migran sobre el efecto de
un campo eléctrico, a través de membranas selectivamente permeables
a los cationes y a los aniones, y se eliminan en forma de salmuera.
En el intercambio de iones, se utiliza el equilibrio iónico entre
una resina, en calidad de fase sólida y de suero lácteo, a
desmineralizar en calidad de fase líquida, absorbiéndose, los iones,
sobre la resina, de la misma naturaleza, en la fase de saturación y,
a continuación, las resinas, se regeneran.
Por motivos de productividad, estas dos técnicas,
se combinan, de una forma ventajosa, en un procedimiento en dos
etapas, aplicado a la desmineralización del suero lácteo,
asegurando, la electrodiálisis, una primera desmineralización, a un
porcentaje de aproximadamente un 50-60%, y el
intercambio de iones, de una forma preferente, multizonas, con
resinas sucesivas, catiónica débil y catiónica fuerte, realizando
las desmineralización de acabado, a un porcentaje de aproximadamente
el 90-95%, tal y como se describe, por ejemplo, en
la solicitud de patente estadounidense US A 4 803 089.
Estos procedimientos, tienen los inconvenientes
de que, la etapa de intercambio de iones, necesita grandes
cantidades de regenerantes químicos, y consume mucho agua, y de que,
la electrodiálisis, no puede utilizarse más allá de una tasa de
desmineralización > 60%, a causa de su gran demanda de energía
eléctrica.
La electrodesionización, la cual es el objeto,
por ejemplo, de la solicitud de patente estadounidense
US-A-4 632 745, o de la solicitud de
patente estadounidense US-A-5 120
416, realiza la desionización en continuo, en el tratamiento de
agua, combinando la electrodiálisis y el intercambio de iones, en un
solo módulo, lo cual presenta las ventajas de consumos reducidos de
agua y de energía, y elimina la necesidad de regenerar químicamente
las resinas.
Esta técnica, consiste en hacer circular agua a
desmineralizar, a través de un conjunto de células en paralelo,
delimitadas mediante membranas semipermeables catiónica y aniónica,
y que contienen bolitas de resinas, denominadas compartimentos de
dilución, encontrándose separados, estos compartimientos de
dilución, los unos con respecto a los otros, y encontrándose
separado, su conjunto, del exterior, mediante espaciadores, formando
compartimientos denominados de concentración, delimitados por
membranas semipermeables aniónica y catiónica, emplazándose, el
conjunto en su totalidad, entre un compartimiento catódico y un
compartimiento anódico, bajo tensión. Se hace circular agua de
lavado, en los espacios de concentración, lo cual permite eliminar,
en forma de efluente, los iones que se concentran, debido a su
polaridad, migrando a través de las membranas, bajo el efecto del
campo eléctrico, desde los compartimientos de dilución, hacia los
compartimientos de concentración.
A diferencia de la electrodiálisis, las bolitas
de resina cargadas con iones absorbidos, proporcionan ahora una
conductividad eléctrica satisfactoria en los compartimentos de
dilución, durante todo el proceso de desmineralización. Además, no
es necesario el regenerarlas, debido al hecho de que, los sitios
saturados en cationes y en aniones, se intercambian, sobre la
marcha, contra los iones H^{+} y OH^{-}, bajo el efecto del
campo eléctrico.
En el procedimiento en concordancia con la
solicitud de patente estadounidense
US-A-4 632 745, las bolitas de
resina, se incorporan de una forma fija en los compartimientos de
dilución, mientras que, en el procedimiento según la solicitud de
patente estadounidense US-A-5 120
416, las bolitas, son móviles, y es posible el introducirlas en los
compartimientos de dilución, y extraerlas, mediante circulación en
forma de suspensión. En estos procedimientos conocidos, aplicados al
agua, las resinas, se presentan en lecho mezclado de bolitas del
tipo catiónico fuerte, y aniónico fuerte.
El documento de patente internacional WO 95 29
005, concierne a un módulo de electrodesionización y a un
procedimiento de desmineralización de líquidos, que utiliza un
módulo de este tipo. El procedimiento, describe el tratamiento de
substratos de origen láctico, y éste se encuentra en las páginas
36-39, ejemplo 6. En este ejemplo, (página 36,
líneas 23-26), los compartimentos de dilución, se
llenan con un lecho mezclado de resinas, en una proporción igual, en
términos de equivalente, catiónica fuerte, o fuertemente ácida (con
grupos activos del intercambiador de cationes sulfónicos) y aniónica
fuerte, o fuertemente básica (con grupos activos del intercambiador
de aniones de aminas cuaternarias). El producto tratado, es un suero
lácteo, dulce, procedente de la filtración del queso del tipo
"cheddar" (página 37, líneas 4-6). En el mismo
ejemplo, se indica, de una forma general, y sin indicaciones de los
resultados obtenidos, que pueden tratarse otros producto lácteos
(página 38, línea 23 a 39, página 39, líneas 1-3).
En ausencia de indicación contraria, debe asumirse el hecho de que,
los compartimientos de dilución ("filled cell ED") o los
compartimimientos de dilución y concentradción ("filled cell
EDR"), se llenan con el mismo lecho mezclado de resinas, bien ya
sea tal y como se indica posteriormente, más abajo, de las resinas
catiónica fuerte y aniónica fuerte, en proporción igual, en términos
de equivalente.
La solicitud de patente francesa
FR-A-2 391 653, concierne a un
procedimiento de desmineralización de suero lácteo dulce de quesería
o de suero lácteo ácido de caseinería, mediante emparejamiento de
operaciones clásicas de electrodiálisis y de intercambio de iones,
así como a la utilización de substratos desmineralizados en los
alimentos, de una forma particular, fórmulas infantiles. Los
productos de partida, no comprenden el permeato de microfiltración
de leche descremada, ni permeato de microfiltración de suero
lácteo.
La solicitud de patente estadounidense
US-A-5 084 285, se refiere a un
procedimiento de desmineralización de diversas materias lácticas, el
cual consiste en tratar la materia prima, sucesivamente, mediante
electrodiálisis, por intercambio de iones, sobre una resina
aniónica, encontrándose precedida, esta última etapa, por una
adición en circuito cerrado, bien ya sea de una parte de la materia
prima, o bien ya sea de una parte de ésta última, después de la
electrodiálisis, de forma que se ajuste el pH del líquido destinado
al intercambio aniónico final. Los productos de partida, no
comprenden permeato de microfiltración de leche o de suero
lácteo.
La invención, se refiere a un procedimiento de
desmineralización de productos y derivados lácteos, con la exclusión
del suero lácteo dulce de quesería, caracterizado por el hecho de
que se procede a electrodesionizar una primera materia, liquida, de
origen láctico, en un aparato que comprende compartimientos de
dilución y compartimientos de concentración, conteniendo, los
compartimientos de dilución, bolitas de resinas constituidas por una
mezcla de resina catiónica y de resina aniónica débil, y en donde,
los compartimientos de concentración:
- i) no contienen resina,
- ii contienen bolitas de resinas,
constituidas por una mezcla de resina catiónica y de resina débil,
o
- iii) contienen bolitas de resina catiónica
fuerte,
y por el hecho de que se regula el
valor pH de los compartimientos de concentración a un valor inferior
a
5.
En el ámbito de la presente invención, se
designa, por materia prima líquida de origen lácteo, una lecha
descremada, un permeato de microfiltración o de ultrafiltración de
leche descremada, un suero lácteo ácido de caseinería o de quesería,
es decir, un líquido obtenido después de la coagulación de la
caseína, mediante acidificación, un permeato de ultrafiltración de
un suero lácteo de este tipo, un permeato de microfiltración de
suero lácteo, sus equivalentes y sus mezclas, pudiendo ser, estas
materias primas, brutas, concentradas, o también reconstituidas en
un medio acuoso, a partir de materias en forma de polvo, por
recombinación. Una materia prima de origen lácteo utilizable en el
procedimiento en concordancia con la presente invención, excluye un
suero lácteo dulce de quesería, es decir, obtenido después de la
coagulación de la caseína mediante el cuajo, un producto concentrado
de este tipo, por ejemplo mediante la evaporación o nanofiltración,
e igualmente de tales productos reconstituidos a partir de materias
en forma de polvo.
Se puede utilizar, como resina, todo material
habitualmente utilizado en el intercambio de iones, por ejemplo
macrorreticulado, en forma de gel, o macroporoso, siempre y cuando
que, este material, tenga la rigidez compatible con el confinamiento
en células, y no fije las proteínas por absorción o adsorción.
Según una forma de realización preferida del
procedimiento, se procede a aplicar la electrodeionización con una
mezcla de bolitas de resina catiónica fuerte y de resina aniónica
débil, en los compartimientos de concentración y de dilución.
Mediante esta forma de realización, hemos constatado el hecho de
que, la desmineralización de los aniones que se desean eliminar,
esencialmente, Cl^{-} y citratos, así como también la de los
cationes, esencialmente, k^{+}, Na^{+}, Ca^{++}, y Mg^{++},
se efectúa de una forma satisfactoria, sin pérdidas notorias de
proteínas. Las bolitas de resina catiónica fuerte y aniónica débil,
se encuentran en un lecho mezclado o estratificado, en los
compartimientos, de una forma preferente, en las proporciones
ponderales de resina catiónica fuerte / resina aniónica débil de
30-40% / 70-60%. La resina catiónica
fuerte, se encuentra, principalmente, en forma de H^{+} y, la
resina débil, de una forma preferente, en forma de OH^{-}.
Hemos constatado el hecho de que, cuando los
compartimientos de concentración se habían llenado con un lecho
mezclado, o cuando estos compartimientos se encontraban vacíos, el
valor pH, aumentaba, durante el transcurso de la desmineralización.
Este hecho, combinado con el aumento de la concentración de calcio y
de fósforo, procedente de los compartimientos de dilución,
conllevaba, con el transcurso del tiempo, una caída regular del
caudal y un aumento de la presión, en estos compartimientos, debido,
probablemente, a la precipitación de los fosfatos de calcio. Es
indispensable el paliar este fenómeno, evitando el que, el pH,
sobrepase un valor de 5, en estos compartimientos. Para realizar
este cometido, se añade una solución acuosa de ácido, por ejemplo,
ácido HCl, de una forma preferente, por mediación de un peachímetro
o medidor del valor pH.
Esta medida, no es necesaria cuando los
compartimientos de concentración, se llenan con la resina catiónica
sola, la cual juega después el rol interpretativo de rebajar el
valor pH, liberando continuamente los iones H^{+}.
Se ha observado igualmente el hecho de que, la
conductividad, desminuía en los compartimientos de electrodos,
durante el transcurso de la desmineralización. Cuando la
conductividad se convierte en demasiado baja, en estos
compartimientos, existe un enlentecimiento o ralentización, o
incluso, un paro de la desmineralización. Para evitarlo, se procede
a añadir un ácido, en continuo, por ejemplo, una solución acuosa de
ácido sulfúrico, de tal forma que se mantenga la conductividad a un
valor compatible con una desmineralización de alto rendimiento, por
ejemplo, a un valor > 5-20 m.S.
Cuando se desea una desmineralización activada,
en el caso en donde se tratan otras materias primas distintas a la
leche, especialmente, el suero lácteo ácido, es preferible el
aumentar el valor pH del substrato, bien ya sea al principio del
proceso de desmineralización, o bien ya sea cuando la tasa de
desmineralización ha alcanzado un valor de aproximadamente el 70%, a
un valor de aproximadamente 7,5-8, mediante
alcalinización, por ejemplo mediante una base fuerte, tal como el
KOH. Como variante, se puede añadir hidróxido de Ca y,
eventualmente, calentar, por ejemplo, a una condiciones de
temperatura y transcurso de tiempo de aproximadamente 45ºC / 20
minutos y, a continuación, eliminar el precipitado formado. Otra
variante de esta desanionización, consiste en hacer pasar el
substrato, por ejemplo, desmineralizado a un porcentaje de
aproximadamente el 80%, a través de una columna de resina aniónica
débil.
El procedimiento en concordancia con la presente
invención, puede aplicarse en forma continua, en cuyo caso, el
substrato, por una parte, puede dirigirse hacia el compartimiento de
dilución del módulo y, a continuación, evacuarse de este
compartimiento, paulatinamente, en forma de producto desmineralizado
y, por otra parte, el flujo de lavado, puede dirigirse hacia el
compartimiento de concentración y, la salmuera, puede evacuarse,
paulatinamente.
En una variante de aplicación, en forma
discontinua, o mediante cargas o lotes, el substrato, puede hacerse
recircular en circuito cerrado, a través del compartimiento de
dilución y, la salmuera, hacerse recircular en circuito cerrado, a
través del compartimiento de concentración, hasta que se alcance la
tasa de desmineralización buscada.
Después de la desmineralización, el reactivo
obtenido, puede eventualmente neutralizarse, mediante la adición de
un álcali, de una forma preferente, de calidad alimenticia y,
después, secarse, mediante por ejemplo, por pulverización, en una
torre de secado.
El producto obtenido mediante la aplicación del
procedimiento según la presente invención, bien ya sea en forma
líquida, o bien ya sea en forma de materia en polvo, puede servir de
ingrediente en la fabricación de un alimento destinado a la
alimentación humana o animal.
Éste puede utilizarse reemplazando lecho o suero
lácteo como ingrediente de la fabricación de productos de confitería
- chocolatería y, de una forma particular, en calidad de
reemplazante del suero lácteo, en la fabricación de productos
infantiles, especialmente, de leches, adaptadas a la leche
maternal.
El procedimiento según la presente invención, se
describirá en mayor detalle, mediante referencia al dibujo anexado,
en donde, la figura 1, representa, de una forma esquemática, un
aparato simplificado de electrodesmineralización. A efectos de
simplificación, se encuentra representada una sola secuencia de
células alternadas, mientras que, en realidad, un módulo, comporta
varias secuencias de células alternadas, agenciadas en paralelo.
En la figura 1, el módulo 1, comprende, en
alternancia, membranas polímeras semipermeables 2a, 2b, permeables a
los cationes e impermeables a los aniones, cargadas negativamente,
por ejemplo, mediante grupos sulfónicos y 3a, 3b, permeables a los
aniones e impermeables a los cationes, cargadas positivamente, por
ejemplo, portando dos grupos de amonio cuaternario entre dos
electrodos, un ánodo 4 y un cátodo 5.
Las membranas 2b y 3a, delimitan una célula
llenada con bolitas de resina, por ejemplo, catiónica fuerte 6 y
aniónica débil 7, en lechos mezclados, constituyendo un
compartimiento de dilución 8, rodeado de dos espaciadores
delimitados, respectivamente, por las membranas 2a, 3a, 2b y 3b,
llenadas con resina, formando los compartimientos de concentración
9a, 9b. Los compartimientos anódico 10 y catódico 11, rodean los
compartimientos de concentración 9a, 9b, situados en las
extremidades del módulo.
El aparato, funciona de la forma siguiente:
El flujo de substrato de desmineralización 12,
atraviesa el compartimiento de dilución 8, en el cual, éste se
desembaraza de sus cationes, tales como C^{+}, adsorbidos por la
resina catiónica fuerte, y de sus aniones tales como A^{-},
adsorbidos por la resina aniónica débil.
Bajo el efecto del campo eléctrico, CE, creado
entre los electrodos, los aniones, se dirigen hacia el ánodo 4,
atravesando la membrana 3a, y se repelen mediante la membrana 2a.
Paralelamente, los cationes, se dirigen hacia el cátodo 5,
atravesando la membrana 2b, y se reenvían mediante la membrana 3b.
De ello, resulta un empobrecimiento del substrato 12, en iones, el
cual se evacua en forma de flujo de reactivo desmineralizado 13, y
un enriquecimiento en iones de flujo de solución de lavado 15, que
entra en los compartimientos de concentraciones 9a, 9b, el cual se
evacua en forma de flujo de salmuera 14. Estos flujos, constituyen
el circuito hidráulico de los compartimientos de concentración,
CHC.
De una forma concomitante, pasan cationes, del
compartimiento anódico 10, hacia el compartimiento de concentración
9a, a través de la membrana 2a, y son repelidos al nivel de la
membrana 3a, mientras que, los iones H^{+}, migran a través de
todo el módulo, regenerando las bolitas de resina catiónica fuerte.
De una forma paralela, pasan aniones, desde el compartimiento
catódico 11, hacia el compartimiento de concentración 9b, a través
de la membrana 3b, y se repelen al nivel de la membrana 2b, mientras
que, migran iones OH^{-}, a través de todo el módulo, y regeneran
las bolitas de resina aniónica débil. Se produce, en suma, una
electrólisis del agua, proporcionando los iones de regeneración. Los
flujos que circulan en los compartimientos anódico y catódico, y del
uno al otro, constituyen el circuito hidráulico de los
compartimientos de los electrodos CHE.
Los ejemplos que se facilitan a continuación,
ilustran la invención.
En éstos,
- los porcentajes y partes, se refieren a peso,
salvo indicación contraria,
- previamente a su tratamiento, las materias
primas, se han centrifugado a 2000 g, o se han filtrado, de tal
forma que se desembaracen de las partículas sólidas susceptibles de
colmatar o extruir el módulo,
- los valores obtenidos, se obtuvieron mediante
los siguientes métodos:
- -
- contenido en proteínas brutas: calculado a partir de las mediciones, por el método de Kjeldhal del nitrógeno total (TN) x 6,38,
- -
- contenido en proteínas verdaderas: calculado a partir de las mediciones, por el método de Kjeldhal del nitrógeno total (TN) y del nitrógeno protéico (NPN), es decir, como
- (TN - NPN) x 6,38)
- -
- cenizas: determinadas por calcinación a una temperatura de 550ºC,
- -
- contenido en cationes (Ca^{++}, Mg^{++}, Na^{+}, K^{+}), y en fósforo; medidos por espectroscopía atómica de absorción (ASS),
- -
- contenido en citrato y lactato; determinados por métodos enzimáticos (Boehringer Mannheim, 1984),
- -
- contenido en Cl: medido mediante titración potenciométrica con AgNO_{3}, con un electrodo de plata.
Se lavan los módulos, de una forma abundante,
cuyos compartimientos de dilución y de concentración de las bolitas,
en lechos mezclados de resinas catiónicas fuerte HP 111 (forma
H^{+}) / resina aniónica débil HP661 (forma OH^{-}) Rohm &
Haas, en las proporciones 40 / 60, se llenan con agua destilada, y
se llenan los diferentes módulos de la forma siguiente:
- los compartimientos de electrodos, con 4
litros de una solución de Na_{3}SO_{4} a 7 g/l, cuyo pH, se
ajusta a un valor de 2, con H_{2}SO_{4},
- los compartimientos de concentración, con 4
litros de una solución acuosa de 2,5 g/l de NaCl,
- los compartimientos de dilución, con 2,5 kg de
substrato a desmineralizar, es decir, una leche descremada
concentrada por evaporación, a un porcentaje del 23,2%, en peso, de
materia seca.
Después de una transcurso de tiempo de
recirculación de 10 minutos, se toman 400 ml del substrato del
compartimiento de dilución, éste se pesa, y se reserva para el
análisis. Se fija la tensión al vapor máximo de 28 V, la corriente
eléctrica comienza a circular entre los electrodos, y la
desmineralización comienza. Se procede a controlar de una forma
continua la conductividad, la temperatura, y el valor pH, en los
diferentes compartimientos, y se realiza una desmineralización
parcial pretendida, es decir, una reducción de los elementos salinos
Na^{+}, K^{+}, Cl^{-}, sin disminuir demasiado el calcio. Se
procede a parar la desmineralización, cuando se reduce la tasa de
cenizas en un 30%, con relación al producto de partida. La
desmineralización, tiene lugar en forma discontinua, por cargas, es
decir, haciendo recircular el substrato a través del módulo, hasta
que la totalidad del volumen de carga, haya alcanzado la
conductividad fija como objetivo.
Al final del procedimiento de desmineralización,
se procede a cortar la corriente, se recoge el volumen total de
reactivo desmineralizado, es decir, el permeato, éste se pesa, y se
seca por liolfilización. Se procede de la misma forma, con la
salmuera del compartimiento de concentración, o retenido, y con las
soluciones de los compartimentos de electrodos.
\newpage
Finalmente, se procede a lavar el módulo varias
veces, con agua destilada o, en caso necesario, éste se lava con una
solución que contiene un porcentaje del 2,5% de NaCl / 1% de NaOH, o
con una solución de un 5% de NaCl / 1% de percarbonato de Na, éste
se lava con agua destilada, y se mantiene lleno de agua, entre las
dos cargas.
Los resultados obtenidos, se indican en la tabla
1, que se facilita a continuación
Producto | Proteínas | Cenizas | Na(%) | K(%) | Ca(%) | Mg(%) | Lactosa |
Brutas | (%) | (%) | |||||
TN x 6,38 | |||||||
Leche evaporada | 37,11 | 8,32 | 0,55 | 1,58 | 1,3 | 0,113 | 49,46 |
Leche evaporada | 37,89 | 5,83 | 0,48 | 0,67 | 1,14 | 0,082 | 50,11 |
electrodesionizada |
No se constatan pérdidas de proteínas. El
producto obtenido, después del tratamiento, presenta unos atributos
gustativos particulares. Éste es particularmente menos salado y más
dulce que la leche evaporada standard, cuando éste se compara a ésta
última, del mismo contenido de materia grasa. Éste es igualmente más
estable térmicamente.
Se procede, de la misma forma que en el ejemplo
1, a la desmineralización de un permeato de microfiltración de leche
descremada, obtenido mediante el paso de leche descremada sobre un
módulo provisto de una membrana mineral Tescep®, de 0,14
micrómetros, hasta un factor de concentración volumétrica de 6x.
La tasa de desmineralización elegida, es de un
porcentaje del 95%. Los resultados obtenidos, se indican en la tabla
2 que se facilita a continuación.
Producto | Proteínas | Cenizas | Lactosa | Na(%) | K(%) | Ca(%) | Mg(%) | P(%) | Citrato |
brutas | (%) | (%) | (%) | ||||||
TN x 6,38 | |||||||||
Permeato de | 9,06 | 7,32 | - | 0,595 | 2,45 | 0,46 | 0,019 | 0,627 | 2,59 |
microfiltración | |||||||||
de leche desnatada | |||||||||
Permeato de | 9,8 | 0,39 | 85,01 | 0,054 | 0,04 | 0,031 | 0,016 | 0,13 | 0,46 |
microfiltración de | |||||||||
leche descremada | |||||||||
electrodesionizada |
- : No medida
La perdida de proteínas verdaderas, es de un
porcentaje de aproximadamente el 5%.
Se procede, de la misma forma que en el ejemplo
2, a la desmineralización de un permeato de microfiltración de suero
lácteo, dulce, de quesería, reconstituido a partir de materia en
forma de polvo, y habiéndose previamente microfiltrado, como en el
ejemplo 2. La tasa de desmineralización elegida, es de un porcentaje
del 97%. Los resultados obtenidos, se indican en la tabla 3 que se
facilita a continuación.
Producto | Proteínas | Proteínas | Cenizas(%) | Na(%) | K(%) | Ca(%) | Mg(%) |
brutas | verdaderas | ||||||
TN x 6,38 | (TN-TNP) | ||||||
x 6,38 | |||||||
Permeato de | 10,65 | 8,22 | 7,51 | 1,75 | 1,13 | 0,29 | 0,63 |
microfiltración de | |||||||
suero lácteo dulce | |||||||
Permeato de | 9,63 | 8,18 | 0,24 | 0,04 | 0,019 | 0,016 | 0,002 |
microfiltración de | |||||||
suero lácteo dulce, | |||||||
electrodesionizado |
No existen prácticamente pérdidas de proteínas
verdaderas.
Se procede, de la misma forma que en el ejemplo
2, a la desmineralización de un permeato de microfiltración de un
suero lácteo, ácido, de caseinería, preconcentrado, pero
reemplazando el compartimiento de dilución, con una mezcla de 40% /
60% de resina catiónica fuerte, HP 111 (forma H^{+}) / resina
aniónica débil, HP 661 (forma OH^{-}), Rohm & Hass, y dejando
vacío el compartimiento de concentración.
Al cabo de un transcurso de tiempo de
aproximadamente 30-40 minutos, el pH, en
compartimiento de concentración, ha aumentado hasta un valor próximo
a 5, y se constata una disminución regular del caudal y un aumento
de la presión en el compartimiento. Se mantiene entonces el valor
pH, por debajo de 5, por compensación automática, añadiendo una
solución acuosa a un porcentaje del 30%, de HCl, por ejemplo, por
mediación de un pH-ímetro.
Se constata, igualmente, una disminución de la
conductividad en los compartimientos de electrodos, los cuales se
mantienen a 5-20 mS, añadiendo continuamente una
solución acuosa de ácido sulfúrico.
Se procede, de la misma forma que en el ejemplo
2, a la desmineralización de un permeato de microfiltración de un
suero lácteo, ácido, de caseinería, preconcentrado, pero
reemplazando el compartimiento de dilución, con una mezcla de 40% /
60% de resina catiónica fuerte, HP 111 (forma H^{+}) / resina
aniónica débil, HP 661 (forma OH^{-}), Rohm & Hass, y el
compartimiento de concentración, con la resina catiónica fuerte, HP
111 (forma H^{+}). En estas condiciones, es la resina fuerte que
mantiene el valor pH en la región ácida.
Por otra parte, se mantiene la conductividad en
los compartimientos de electrodos, a 5-20 mS,
añadiendo continuamente una solución acuosa de ácido sulfúrico.
Se procede, de la misma forma que en el ejemplo
4, pero aparte del hecho de que, una vez alcanzado el nivel de un
porcentaje del 75% de desmineralización, se ajusta el valor pH del
substrato, en el aparto, a un valor de 7,5-8,
mediante la adición de una solución acuosa de KOH, y se mantiene el
pH a este valor, hasta un nivel de desmineralización de un 90%. Se
obtiene, de esta forma, una reducción sensible de la cantidad de
aniones presente en el suero lácteo líquido final, en comparación
con el que se obtiene sin ajuste previo del valor pH.
Claims (7)
1. Procedimiento de desmineralización de
productos y derivados lácteos, con la exclusión del suero lácteo
dulce de quesería, caracterizado por el hecho de que se
procede a electrodesionizar una primera materia, liquida, de origen
láctico, en un aparato que comprende compartimientos de dilución y
compartimientos de concentración, conteniendo, los compartimientos
de dilución, bolitas de resinas constituidas por una mezcla de
resina catiónica y de resina aniónica débil, y en donde, los
compartimientos de concentración:
- i) no contienen resina,
- ii contienen bolitas de resinas,
constituidas por una mezcla de resina catiónica y de resina débil,
o
- iii) contienen bolitas de resina catiónica
fuerte,
y por el hecho de que se regula el
valor pH de los compartimientos de concentración a un valor inferior
a
5.
2. Procedimiento, según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que, la citada materia prima
líquida de origen lácteo, es una lecha descremada, un permeato de
microfiltración o de ultrafiltración de leche descremada, un suero
lácteo ácido de caseinería o de quesería, es decir, un líquido
obtenido después de la coagulación de la caseína, mediante
acidificación, un permeato de ultrafiltración de un suero lácteo de
este tipo, un permeato de microfiltración de suero lácteo, sus
equivalentes y sus mezclas, pudiendo ser, estas materias primas,
brutas, concentradas, o también reconstituidas en un medio acuoso, a
partir de materias en forma de polvo, por recombinación.
3. Procedimiento, según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado por el hecho de que se aplica la
electrodesmineralización con las bolitas de resina catiónica fuerte
y aniónica débil, en lecho mezclado o estratificado, en los
compartimientos de dilución, y que, las proporciones ponderales
resina catiónica fuerte / resina aniónica débil, son de
30-40% / 70-60%.
4. Procedimiento, según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que, la resina catiónica
fuerte, es en forma de H^{+}y, la resina aniónica débil, es en
forma de OH^{-}.
5. Procedimiento, según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que se
mantiene la conductividad de los compartimientos de electrodos, a
por lo menos 5 mS.
6. Procedimiento, según una de las
reivindicaciones 2 a 5, caracterizado por el hecho de que, en
el caso en donde se trata de otras materias primas distintas de la
leche, especialmente, el suero lácteo ácido, se procede a ajustar el
valor pH del substrato entrante, o de este substrato, una vez que se
haya alcanzado la tasa de desmineralización de aproximadamente un
70%, a un valor de 7,5-8.
7. Procedimiento, según una des las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que,
después de la desmineralización, se neutraliza y se seca el
reactivo.
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