Peynir altı suyu derişikleştirilme süreci için çeşitli membran temas ettirici sistemlerinin karşılaştırılması

Peynir altı suyu (PAS), işlendikten sonra çok farklı amaçlarla kullanılabilen süt endüstrisinin değerli bir yan ürünüdür. Protein, laktoz ve mineraller açısından zengin bir içeriğe sahiptir ve bu yüzden bu yan ürünün değerlendirilmesi gerekmektedir. PAS’ın işlenmesi için içeriğindeki suyun belli oranlarda uzaklaştırılarak deriştirilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada PAS’ın deriştirilmesi membran temas ettiricilerde gerçekleştirilmiştir. PAS, hidrofobik içi boş polipropilen fiberler içeren membran temas ettiriciler kullanılarak aktivite farkına dayalı bir süreç olan osmotik damıtma ve sıcaklık ve kısmi basınç farkına dayalı membran damıtma süreçlerinde deriştirilmiştir. Osmotik damıtmada çeşitli proses parametrelerinin su akısı üzerine etkisi incelenmiştir. Deriştirme işlemi daha sonra vakum ve direkt temas olmak üzere iki farklı membran damıtma konfigürasyonunda gerçekleştirilerek sıcaklığın akı üzerine etkisi incelenmiştir. Sürecin osmotik damıtmada membran damıtmaya göre daha etkin ve hızlı bir şekilde gerçekleştiği görülmüştür. Ancak osmotik damıtmada zamanla çekme çözeltisi seyrelmekte ve bu da itici kuvvet olan aktivite farkının düşmesine yol açmaktadır. Bunun önüne geçmek için osmotik damıtma ile membran damıtma birleştirilerek kullanılmış, osmotik damıtmada PAS deriştirme yapılırken, membran damıtma kısmında çekme çözeltisinin deriştirme işlemi gerçekleştirilmiştir. Birleşik sistemde işlem verimli bir şekilde gerçekleştirilmiş, daha büyük aktivite farkı altında çalışılarak yüksek akılar elde edilmiştir. Aynı zamanda seyrelen çekme çözeltisi de bu sistemle geri kazanılmıştır.

Anahtar Kelimeler:

Peynir altı suyu, osmotik damıtma, membran damıtma, membran temas ettirici

PDF

___

[1] Huffman L. ve Ferreira L.D , Chapter 8: Whey - based Ingredients, Dairy Ingredients for Food Processing, Editörler: Chandan R.C. ve Kilara A, John Wiley & Sons, A.B.D., 179-198, 2011.
[2]Bylund G. Dairy Processing Handbook, Tetra-Pak Processing Systems, İsveç, 1995.
[3] Ge, Q., Ling, M., Chung, T.,S., Draw solutions for forward osmosis processes: Developments,challenges, and prospects for the future, J. Membr. Sci. 442, 225–237, 2013.
[4]Baldasso C.,, Barros, T.C. , Tessaro, I.C., Concentration and purification of whey proteins by ultrafiltration, Desalination 278 (1-3), 381–386, 2011.
[5] Atra R., Vatai G, Bekassy-Molnar E, Balint A. Investigation of ultra- and nanofiltration for utilization of whey protein and lactose. J Food Eng, 67 (3), 325-332, 2005.
[6] Rektor, A., Vatai, G., Membrane filtration of mozzarella whey, Desalination 162 (1-3), 279-286, 2004.
[7] Pereira, C.D., Diaz, O., Cobos, A., Valorization of by-products from ovine cheese manufacture: clarification by thermocalcic precipitation/microfiltration before ultrafiltration. Int. Dairy J., 12 (9), 773-783, 2002.
[8] Cuartas-Uribe, B., Alcaina-Miranda, M.I., Soriano-Costa, E., Bes-Piá, A., Comparison of two nanofiltration membranes NF200 and Ds-5 DL to demineralize whey, Desalination 199 (1-3), 43-45, 2006.
[9]Minhalma, M., Magueijo, V., Queiroz, D.P., Pinho, M.N., Optimization of‘‘Serpa’’ cheese whey nanofiltration for effluent minimization and by-products recovery. J. Environ. Manage, 82 (2), 200-206, 2007.
[10] PadmaIshwarya, S., .Anandharamakrishnan, C., Stapleyc, A.G.F., Spray-freeze-drying: A novel process for the drying of foods and bioproducts, Trends Food Sci Technol. 41 (2), 161-181, 2015.
[11] Cath, T.Y., Childress, A.E., Elimelech, M., Forward osmosis: Principles, applications, and recent developments, J. Membr. Sci., 281 (1-2), 70–87, 2006.
[12] Wanga, Y.N., Wanga, R., Li, W., Tang, C.T., Whey recovery using forward osmosis – Evaluating the factors limiting the flux performance, J. Membr. Sci., 533, 179-189, 2017.
[13] Seker, M., Buyuksari, E., Topcu, S., Sesli, D., Celebi, D., Keskinler B., Aydiner, C., Effect of process parameters on flux for whey concentration with NH3/CO2 in forward osmosis, Food Bioprod. Process., 105, 64–76, 2017.
[14] Aydiner, C., Topcu, S., Tortop, C., Kuvvet, F., Ekinci, D., Dizge, N., Keskinler, B., A novel implementation on water recovery from whey: "Forward–reverse osmosis" integrated membrane system , Desalin. Water Treat., 51 (4-6), 786-799, 2013.
[15] Petretos, K.B. , Lazarides, H.N., Osmotic concentration of liquid foods, J.Food Eng. 49 (2-3), 201-206, 2001.
[16] Petrotos, K.B. , Quantick, P. , Petropakis,, H. , A study of the direct osmotic concentration of tomato juice in tubular membrane – module configuration. I. The effect of certain basic process parameters on basic process parameters on the process performance, J. Membr. Sci. 150 (1), 99–110, 1998.
[17] Park, K.J. , Bin, A. , Reis Brod, F.P., Brandini Park, T.H.K. , Osmotic dehydration kinetics of pear D’anjou (Pyrus communis L.), J Food Eng. 52 (3), 293–298, 2002.
[18] Hausmann, A., Sanciolo, P., Vasiljevic, T., Ponnampalam, E., Quispe-Chavez, N., Weeks, M., Duke, M., Direct Contact Membrane Distillation of Dairy Process Streams, Membranes 1 (1), 48–58, 2011.
[19] Hausmann, A., Sanciolo, P., Vasiljevic, T., Kulozik, U., Duke, M., Performance assessment of membrane distillation for skim milk and whey processing, J Dairy Sci. 97 (1), 56–71, 2014.
[20] Hausmann, A., Sanciolo, P., Vasiljevic, T., Weeks, M., Schroën, K., Gray, S., Duke, M., Fouling of dairy components on hydrophobic polytetrafluoroethylene (PTFE) membranes for membrane distillation, J. Membr. Sci. 442, 149–159, 2013.
[21] Kujawa, J. , Kujawski, W., Driving force and activation energy in air-gap membrane distillation process, Chem. Pap. 69 (11), 1438-1444, 2015.
[22] Kanterewicz R.J., Chirife J., Determination and Correlation of the Water Activity of Cheese Whey Solutions, J. Feed Sci. 51 (1), 227-228, 1986.
[23] Alves, V.D. , Coelhoso, I.M., Orange juice concentration by osmotic evaporation and membrane distillation: A comparative study, J Food Eng. 74 (1), 125–33, 2006.