La filtrazione a membrana svolge un ruolo importante nel trattamento del latte. Oltre che per il normale latte da bere pastorizzato standardizzato grasso, questo processo viene utilizzato per quasi tutti i prodotti lattiero-caseari poiché è un processo efficiente in termini economici e delicato, che non utilizza calore.
La microfiltrazione (MF) ha due diverse applicazioni per il latte liquido, entrambe con latte scremato come prodotto alimentato:
L'osmosi inversa (RO) viene utilizzata per la concentrazione iniziale prima di altri processi o prima del trasporto, riducendo così volume/costi del trasporto.
L'ultrafiltrazione (UF) viene utilizzata per concentrare tutte le grandi molecole come grassi e proteine e ridurre il contenuto di lattosio e minerali selezionando una membrana con dimensioni dei pori specifiche tra grassi/proteine e lattosio/minerali. Questi prodotti sono normalmente indicati come concentrato di proteine del latte (MPC) o proteine del latte isolate (MPI). La diafiltrazione viene spesso utilizzata in questo ambito per aumentare il rapporto tra proteine e base secca al fine di raggiungere, ad esempio, un valore di concentrato di proteine del latte pari a 85.
L'ultrafiltrazione è utilizzata per la concentrazione di latte intero o standardizzato per la produzione di vari formaggi, a concentrazione parziale o totale.
I flussi diluiti dai processi di microfiltrazione e ultrafiltrazione sono spesso concentrati per osmosi inversa o nanofiltrazione (NF) o una combinazione di entrambi per rimuovere/recuperare l'acqua oppure mediante nanofiltrazione per rimuovere ioni monovalenti e quindi demineralizzare.
Per la standardizzazione delle proteine del latte vengono utilizzati due tipi di processi di filtrazione a membrana, ovvero l'ultrafiltrazione e la microfiltrazione. Mentre l'ultrafiltrazione viene utilizzata per standardizzare le proteine totali, la microfiltrazione viene impiegata per standardizzare la caseina.
Mediante l'ultrafiltrazione è possibile concentrare il latte intero o scremato, crudo o pastorizzato. L'ultrafiltrazione del latte scremato può produrre diversi prodotti a base di concentrato di proteine del latte (MPC) e di proteine del latte isolate (MPI) con membrane a spirale polimeriche. La microfiltrazione del latte scremato può produrre concentrato di caseina con membrane a spirale polimeriche o membrane in ceramica a seconda dell'applicazione specifica.
Sottoprodotti di valore
I sottoprodotti (flusso di permeato) derivanti dall'ultrafiltrazione e dalla microfiltrazione del latte sono altrettanto preziosi. Il flusso di permeato derivante dal processo di ultrafiltrazione è costituito principalmente da lattosio ed è un prodotto ideale per la standardizzazione di latte in polvere.
Il flusso di permeato derivante dal processo di microfiltrazione contiene proteine del siero del latte native che possono essere ulteriormente trasformate in prodotti proteici di valore più elevato come le proteine del siero del latte isolate o altre proteine del siero del latte concentrate.