Auf unserer Webseite verwenden wir Cookies, die unter „Cookie-Einstellungen anpassen“ näher beschrieben werden. Notwendige Cookies werden für grundlegende Funktionen der Webseite benötigt, um eine optimale Nutzung zu ermöglichen. Dadurch ist gewährleistet, dass die Webseite einwandfrei funktioniert. Darüber hinaus können Sie Cookies für Statistikzwecke zulassen. Diese ermöglichen es uns, die Webseite stetig zu verbessern und Ihr Nutzererlebnis zu optimieren. Ihre Einwilligung zur Nutzung der Statistik-Cookies ist freiwillig und kann in der Datenschutzerklärung dieser Webseite unter „Cookie-Einstellungen“ jederzeit widerrufen werden.
Datenschutzerklärung
Impressum
Optimierung der Ultrafiltrationsleistung sowie Verbesserung der mikrobiologischen Qualität bei der Herstellung von Molkekonzentraten durch vorgeschaltete Mikrofiltration (MF)
Projekt
Förderkennzeichen: AiF 16300 N
Laufzeit: 01.01.2010
- 31.12.2012
Fördersumme: 299.950 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Süß- bzw. Sauermolken, die bei der Herstellung
von Käse oder Quark sowie der Kaseinproduktion
anfallen, werden häufig zu flüssigem WPC
und Molkenpulver weiterverarbeitet. Da manche
Süß-, besonders aber Sauermolken, schlecht filtrierbar
sind, müssen zu deren Konzentration mittels
Ultrafiltration (UF) große Membranflächen
eingesetzt werden und/oder eine prozesstechnisch
aufwändige Vorbehandlung erfolgen, was
die Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens stark
beeinträchtigt. Ein Erhitzungsschritt zur Keiminaktivierung
wird auf Grund des damit einhergehenden
weiteren Fluxabfalls vermieden, so dass
die Molkenkonzentrate häufig einen erhöhten
Gehalt an vegetativen Keimen und Sporen aufweisen,
was bei der Weiterverarbeitung bzw.
dem Einsatz der WPC in anderen Produkten zu
hygienischen Problemen führt.
Limitierend für eine in der industriellen Praxis
einfach integrierbare Vorbehandlung zur Fluxsteigerung
bei der UF von Süß- und Sauermolke
ist bislang das mangelnde Verständnis der
Foulingmechanismen. Weder für Süß- noch für
Sauermolke existieren Untersuchungen, die ursächliche
und mechanistische Rückschlüsse auf
den Foulingverlauf und (auch unter Berücksichtigung
der inhomogenen Filtrationsbedingungen
bzw. des Druckverlaufes entlang der Membran)
die entstehende Deckschichtstruktur unter Einbeziehung
aller relevanten Molkebestandteile
(z.B. Lipoproteine, Molkenproteine, Salze) erlauben.
Bisherige Untersuchungen beschränken
sich meist auf einzelne Substanzen, ohne deren
Interaktionen mit- und untereinander zu berücksichtigen.
Für die Filtration von Rinderserumalbumin
gibt es Hinweise, dass es Proteinaggregate
sind, die sich auf der Membran ablagern und
durch die Exposition von reaktiven Gruppen das
weitere Membranfouling katalysieren. Es ist zu
erwarten, dass auf Grund eines ähnlichen Molekülaufbaus
dieser Foulingmechanismus auch für
weitere Molkenbestandteile gilt.
Ziel muss es daher sein, die foulingrelevanten
Stoffe bzw. Stoffgruppen in Süß-/Sauermolke zu
identifizieren und diese vor der UF gezielt abzutrennen,
um weitere Foulingschritte zu verhindern.
Gerade Proteinaggregate als Fouling-
Initiatoren könnten durch eine Vorfiltration mittels
Mikrofiltration (MF) gezielt und ohne weitere
chemische, thermische oder enzymatische Vorbehandlung
abgetrennt werden. Durch eine solche
Vorfiltration ergibt sich zusätzlich zur Steigerung
des UF-Flux eine deutliche Keimreduktion
ähnlich wie bei der Herstellung von ESL-Milch.
Bislang existieren jedoch nur wenige und zudem
widersprüchliche Untersuchungen zum Einfluss
AiF 16300 N
2
von Membrancharakteristika (Porengrößen), Prozessparametern
oder Produkteigenschaften (Zusammensetzung
der Süß- bzw. Sauermolke;
Keimgehalt und -art) bei der MF von Molke auf
die Selektivität und Effizienz der Abtrennung von
Mikroorganismen und Sporen einerseits sowie
Proteinaggregaten anderseits.
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, Süß- und
Sauermolke mittels Mikrofiltration vorzufiltrieren,
um eine deutlich verbesserte Filtrationsleistung
bei der Ultrafiltration ohne eine nachteilige Beeinflussung
wertgebender Inhaltsstoffe bei
gleichzeitig verbesserter mikrobiologischer Qualität zu erreichen.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Verfahrenstechnik Lebensmittel
Ausführende Einrichtung
Lehrstuhl für Lebensmittelverfahrenstechnik und Molkereitechnologie
