Processo de Separação por Membrana (PSM): aplicação da tecnologia na indústria láctica
DOI:
https://doi.org/10.20873/uft.2359-3652.2014v1n1p210Palavras-chave:
leite, soro ultrafiltração.Resumo
A indústria de alimentos se caracteriza por ser uma indústria intensiva em tecnologia, mas as inovações nessa área são, frequentemente, incrementais, cuja dinâmica é baseada em novas combinações do conhecimento existente. Dentre os diversos setores da indústria alimentícia, o setor lácteo exerce um importante papel para a economia brasileira e destaca-se entre os quatro principais. A partir do crescimento significativo desse setor três pontos merecem maior atenção sendo eles: intolerância/alergia a proteína (caseína) ou à lactose o co-produto soro e a água residual. Afim de minimizar e sanar esses entraves na indústria os processos de separação por membranas (PSM) vêm sendo utilizadas nas indústrias com a finalidade de separar, purificar ou concentrar determinados componentes da mistura de interesse. O presente trabalho tem por objetivo trazer à tona a importância e a utilização do processo de ultrafiltração no setor lácteo. Foi delimitado uma abordagem qualitativa para a pesquisa, a qual deu-se através de pesquisa documental e bibliográfica. As tecnologias de ultrafiltração vem proporcionado grandes avanços no que diz respeito a tecnologia em produtos lácteos e tornando capaz o trabalho com materiais que anteriormente eram considerados como resíduos nas agroindústrias como tratamento de soro de leite, salmoura e água residual de laticínios entre outros.
Palavras-chave: leite, soro ultrafiltração.
ABSTRACT
The food industry is characterized by being a industry intensive technology , but the innovations in this area are often incremental, whose dynamics is based on new combinations of existing knowledge. Among the various sectors of the food industry, the dairy sector plays an important role in the Brazilian economy and stands out among the top four. Starting from the significant growth in this sector three points deserve more attention being: intolerance / allergy to protein (casein) or lactose, coproduct whey and waste water. In order to minimize and solve these barriers industry in the processes membrane separation (PSM) have been used in industry with the aim to separate, purify or concentrate determined components in the mixture of interest. The present work aims to bring to the fore the importance and the use of ultrafiltration in the dairy sector. Was delimited a qualitative approach to research, which gave through archival and bibliographic research .The ultrafiltration technology has provided great advances with regard to technology in dairy and becoming able to work with materials that were previously considered as waste in agro industries processing as whey, brine and residual water dairy others.
Keywords: milk, whey, ultrafiltration
Referências
AKOUM, O.; JAFFRIN, M. Y.; DING, L. H. Concentration of total milk proteins by high shear ultrafiltration in a vibrating membrane module, Journal of Membrane Science, 2004.
ARAÚJO, D. J.; CARVALHO, D.L.; PAIVA, F.S.; XAVIER, A. M. F.; CARDOSO, V. L. a ultrafiltração do soro de queijo utilizando membranas de acetato de celulose, 1999. Florianópolis – SC. Disponível em: http://www.neurolab.ufsc.br/Enpromer/PDF/T245.pdf. Acessado em 30 de jun. de 2014.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DAS INDÚSTRIAS DA ALIMENTAÇÃO - ABIA. Relatório Anual 2010. São Paulo, 2010. Disponível em: <http://www.abia.org.br/anexos/RelatorioAnualABIA2010.pdf>. Acesso em: 02 julho, 2014.
ATRA, R.; VATAI, G. V.; BEKASSY-MOLNAR, E.; BALINT, A.; Investigation of ultra and nanofiltration for utilization of whey protein and lactose, Journal of Food Engineering,v. 67, p.325-332, 2005.
BALANNEC, B.; VOURCH, M.; RABILLER-BAUDRY, M.; CHAUFER, B. Comparative study of different nanofiltration and reverse osmosis membranes for dairy effluent treatment by dead-end filtration. Separation Purification Technology, Amsterdan, v. 42, n. 2, p. 195-205, 2005. <http://dx.doi.org/10.1016/j.seppur.2004.07.013>
BARUAH, G. L.; NAYAK, A., BELFORT, G. Scale-up from laboratory microfiltration to a ceramic pilot plant: Design and performance, Journal of Membrane Science, v.274, p.56-63, 2006.
BENITO, J. J. S. Processamento de leite desnatado por ultrafiltração e hiperfiltração. Trad. Pasilac. A.S.: Skimmilk processing by ultrafiltration and hiperfiltration. Revista do ILCT, Juiz de For a, p. 41-47, nov-dez, 1980.
BIRD, M. R.; BARTLETT, M. Measuring and modeling flux recovery during the chemical cleaning of MF membranes for the processing of whey protein concentrate, Journal of Food Engineering,v. 53, p.143-152, 2002.
BOSCHI J. R. Concentração e Purificação das Proteínas do Soro de Queijo por Ultrafiltração. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química), Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, 2006. Disponível em: <http://www.livrosgratis.com.br/arquivos_livros/cp033297.pdf>. Acesso em: 02 julho, 2014.
BRANS, G.; SCHROËN, C. G. P. H.; VAN DERSMAN, R. G. M.; BOOM, R. M. Membrane fractionation of milk: state of the art and challenges, Journal of Food Engineering,v. 243, p.263-272, 2004.
BRASIL. Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento. Regulamento Técnico de identidade e qualidade de bebida láctea. Instrução Normativa n° 16, de 23 de Agosto de 2005. Disponível em: <http://www3.servicos.ms.gov.br/iagro_ged/pdf/565_GED.pdf>. Acesso em: 06 julho 2014.
BRIÃO, V. B.; TAVARES, C. R. G. Effluent generation by the dairy industry: preventive attitudes and opportunities. Brazilian Journal of Chemical Engineering, São Paulo, v. 24, n. 4, p. 487-497, 2007.
<http://dx.doi.org/10.1590/S0104-66322007000400003>
BRIÃO, V. B. & TAVARES, C. R. G. Nota Científica: Ultrafiltração de efluente da indústria de laticínios para recuperação de nutrientes: efeito da pressão e da velocidade tangencial. Campinas, v. 15, n. 4, p. 352-362, out./dez. 2012.<http://dx.doi.org/10.1590/S1981-67232012005000028>.
CASTRO, B. N.; GERLA, P. E. Hollow fiber and spiral cheese whey ultrafiltration: minimizing controlling resistances, Journal of Food Engineering, v. 69, p.495-502,2005.
CHEANG, B.; ZYDNEY, A. L. A two-stage ultrafiltration process for fractionation of whey protein isolate, Journal of Food Engineering,v. 231, p.159-167, 2004.
CHERYAN, M. Ultrafiltration and Microfiltration Handbook. 2° ed. USA: CRC Press, 1998.
CARVALHO, G. R. A Indústria de laticínios no Brasil: passado, presente e futuro. Circular técnica. Juiz de Fora, MG, Dezembro, 2010. <http://www.cnpgl.embrapa.br/totem/conteudo/Economia_e_mercado/Circular_Tecnica/ct102.pdf>. Acesso em: 02 julho, 2014.
CORREIA, L.; F. M.; MAUBOIS, J. L.; CARVALHO, A. F. Aplicações de tecnologias de membranas na indústria de laticínios. Indústria de Laticínios. Ano XV – nº 90 – maio/junho 2011. Disponível em: <http://www.revistalaticinios.com.br/materias/revista-il-90/>. Acesso em: 02 jul. 2014
DAUFIN, G.; GEZAN-GUIZIOU, G.; MULLER, A., MERIN, U.; JEANTET, R.; BRAMAUD, C. Lactosérum in Les séparations par membrane dans les procédés de l’industrie laitière. Ed. Tec. Doc. Paris, p.310-329, 1998.
DIEL, J.L.; TESSARO, I. C. Caracterização Funcional de Membranas Cerâmicas de Micro e Ultrafiltração, 2010. Porto Alegre - RS. Disponível em : https://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/25892/000755209.pdf. Acessado em 29 de jun. de 2014.
EINO, M.F. Lessons learned in commercialization of microfiltered milk. Bull. Int. Dairy Fed. v.320, p.32-36, 1997.
ERDEM, Y. K., Effect of ultrafiltration, fat reduction and salting on textural properties of white brined cheese, Journal of Food Engineering,v. 71, p.366-372, 2005.
ERIKSEN, J. New technology applied to cheese production. Food Technology in New Zealand, p.29 & 36, June, 1985.
ERDEM, I.; CIFTCIOGLU, M.; HARSA, S., Separation of whey components by using ceramic composite membranes, Desalination, v. 189, p.87-91, 2006.
FAEDO, R.; BRIÃO, V. B.; CASTOLDI, S.; GIRARDELLI, L.; MILANI A. Obtenção de leite com baixo teor de lactose por processos de separação por membranas associados à hidrólise enzimática. Revista CIATEC – UPF, vol.3 (1), p.p.44-54, 2013. Doi: 10.5335/ciatec.v5i1.3222
FENNEMA, O.R. Química de los alimentos. 2.ed. Zaragoza: Acribia, 2000. 1258p. Disponível em: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000062&pid=S0100204X200600020002200004&lng=em GEA, F. Filtração por membranas. Catálogo de exposição, 2006. Disponível em: <http://www.geafiltration.com/filtration_library/membrane_filtration_Portuguese.pdf>. Acesso em: 7 jul. 2014.
GEHLHAR, M.; REGNI, A. New Directions in Global Food Markets. Agriculture Information Bulletin n. 794. Washington: United States Department of Agriculture, 2005. Disponível em: <http://www.ers.usda.gov/publications/aib794/aib794.pdf>. Acesso em: 3 jul. 2014.
GIANEZINI, M.; ALVES, A. B.; TECHEMAYER, C. A.; RÉVILLION J. P. P. Diferenciação de produto e inovação na indústria agroalimentar: a Inserção de alimentos funcionais no brasil. RACE, Unoesc,v. 11, n. 1 Edição Especial Agronegócios, p. 9-26, jan./jun. 2012
GIRALDO-ZUÑIGA, A. D.; COIMBRA, J. S. R.; GOMES, J. C.; MINIM, L. A., ROJAS, E. E. G.; GADE, A. D. Tecnologias aplicadas ao processamento do soro de queijo, Dairy Journal Bimonthly The “Cândido Tostes” Dairy Institute,v. 59, p.53-66, 2004.
GOVINDASAMY-LUCEY, S.; JAEGGI, J. J.; JOHNSON, M. E.; WANG, T.; LUCEY, J. A. Use of cold ultrafiltered retentates for standardization of milks for pizza cheese: Impact on yield and functionality, International Dairy Journal,v. 15, p.941-955, 2005.
GUADIX, A.; SORENSEN, E.; PAPAGEORGIOU, L. G.; GUADIX, E. M., Optimal design and operation of continuous ultrafiltration plants, Journal of Membrane Science,v. 235, p.131-138, 2004.
HARBERT, A.; BORGES, C.; NÓBREGA, R. Processos de separação com membranas. Rio de Janeiro: E-paper Serviços Editoriais, 2006.
HINRICHS, J.; Incorporation of whey proteins in cheese, International Dairy Journal,v. 11, p.495-503, 2001.
INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA - IBGE. Produção Brasileira de Leite. IBGE, 2010. Relatório Anual de Produção Agropecuária. Disponível em: <http://www.cnpgl.embrapa.br/nova/informacoes/estatisticas/producao/tabela0231.php>. Acesso em: 02 jul. 2014.
International Dairy Federation - IDF. The quality, treatment and use of condensate and reverse osmosis permeates. Bull. N° 232, 1988.
KESTING R.E. Synthetic polymeric membranes, Mc Graw Hill Book, New York (1980).
LIMA, A. S.; COSTA JÚNIOR, L. C. G.; PINTO, M. S. Aspectos relacionados à higienização em processos de separação por membranas na indústria de laticínios, 2008. [S.I. ]. Disponível em: ttp://www.revistadoilct.com.br/rilct/article/viewFile/58/64. Acessado em 29 de jun. de 2014.
MARSHALL, A.D.; DAUFIN, G. Physicochemical aspects of membrane “fouling” by dairy fluids. In: “fouling” and Cleaning in Pressure Driven Membrane Processes. IDF Special Issue 9504. FIL – IDF, p. 8-35, Brussels, 1995.
MOREIRA, E.G.; ROCHA, J.C.G.; RAMOS, A. M. A ultrafiltração e sua aplicabilidade na área de alimentos, 2011. [S.I.]. Disponível em: http://www.meiofiltrante.com.br/materias_ver.asp?action=detalhe&id=701&revista=n50. Acessado em 29 de jun. de 2014.
MORISON, K. R.; SHE, X. Optimisation and graphical representation of multi-stage membrane plants, Journal of Membrane Science, v. 211, p.59-70, 2003.
MULDER, M. Basic Principles of Membrane Technology. S.I.: Kluwer Academic Publishers, The Netherlands. p. 363. 1991.
NGUYEN, M.; REYNOLDS, N.; VIGNESWARAN, S. By-product recovery from cottage cheese production by nanofiltration, Journal of Cleaner Production,v. 11, p.803-807, 2003.
ORDÓÑEZ, J. A.; Tecnologia de Alimentos: Alimentos de origem animal – Volume 2, Editora Artmed, Porto Alegre – RS, 2005.
PEDERSEN, P. J. Microfiltration for the reduction of bacteria in milk and brine. IDF special issue, N° 9201. New applications of membrane processes, p.33-50, 1992.
ROSENBERG, M. Current and future applications for membrane processes in the dairy industry. Trends in Food Sc. and Technol. v.6, p.12-19, 1995.
PEPPIN, S. S. L.; ELLIOT, J. A. W. Non-equilibrium thermodynamics of concentration polarization. Advances in Colloid and Interface Science, V. 92, n. 1-3,p. 1 – 72, 2001 <http://dx.doi.org/10.1016/S0001-8686(00)00029-4>.
PERSSON, K. M.; GEKAS V.; TRAGARDH, G. Study of membrane compaction and its influence on ultrafiltration water permeability. Journal of Membrane Science, v. 100, p. 155 – 162, 1995.
PRUDÊNCIO, S. E.; MAGENIS, R. B.; MAHAUT, M.; JEANTER, R.; LUIZ, M. T. B.; HAMAD, A. J. S. Caracterização físico-químico do permeado obtido da ultrafiltração do leite de búfala (bubalus bubalis), Dairy Journal Bimonthly The “Cândido Tostes” Dary
Institute,v. 59, p.27-30, 2004.
PEREDA, J. A. O.; RODRÍGUEZ, M. I. C.; ÁLVAREZ, L. F.; SANZ, M. L. G.; MINGUILLÓN, G. D. G. D. F.; PERALES, L. D. L. H., CORTECERO, M. D. S., Tecnologia de Alimentos - Alimentos de Origem Animal. vol. 2. Artmed, Porto Alegre, 2005.
PEREIRA, I DE O. Análise e otimização do processo de ultrafiltração do soro de leite para produção de concentrado proteico. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Alimentos), Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia. Itapetininga, BA, Julho, 2009. Disponivel: http://www.uesb.br/ppgengalimentos/dissertacoes/2011/AN%C3%81LISE%20E<%20OTIMIZA%C3%87%C3%83O%20DO%20PROCESSO%20DE%20ULTRAFILTRA%C3%87%C3%83O%20DO%20SORO%20DE%20LEITE%20PARA%20PRODU%C3%87%C3%83O%20DE%20CONCENTRADO%20.pdf>. Acesso em: 06 de julho 2014.
PROZYN. Produtos com baixa lactose. Informação técnica. 2010.
SABOYA, L. V.; MAUBOIS, J. L. Current developments of microfiltration technology in the dairy industry. Lait. v.80, p.541–553, 2000.
RIBEIRO M.G. Princípios terapêuticos na mastite em animais de produção e de companhia. In: Andrade S.F. (Ed.), Manual de Terapêutica Veterinária. 3ª ed. Roca, São Paulo, 2008. 936p. Disponível em:<http://www.scielo.br/scielo.php?Script=sci_arttext&pid=S0100736X2009000100008&Lang=pt>.
RECH, R., Estudo da produção da β-galactosidase por leveduras à partir do soro de queijo. Dissertação (Doutorado em Biologia Celular e Molecular), Centro de biotecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2003
RUBEZ, J. Produção de leite deve crescer 4% em 2012. Revista Globo Rural On-line 2012. Disponível em: <http://revistagloborural.globo.com/Revista/Common/0,,EMI294991-18077,00-PRODUCAO+DE+LEITE+DEVE+CRESCER+EM.html>. Acesso em: 06 julho. 2014.
SCOTT, K.; HUGHES, R. Industrial membrane separation technology. London: Blackie Academic & Professional, 1996.
SGARBIERI, V. C. Proteínas em alimentos protéicos: propriedades, degradações, modificações. São Paulo: Livraria Varela, 1996.
SGARBIERI, V. C. Revisão: Propriedades Estruturais e Físico-Químicas das Proteínas do Leite. Brazilian Journal of Food Technology, vol. 8, n. 1, p. 43-56, 2005.
SOUZA, K. A. F. D.; NEVES, V. A. Análise de Alimentos: Pesquisa dos Componentes do Leite. Experimentos de Bioquímica. Araraquara – SP, Janeiro de 2005. Disponível em: <http://www.fcfar.unesp.br/alimentos/bioquimica/analise_leite/analise_leite.htm>.
TRONCO, V. M. Manual para inspeção da qualidade do leite. 3ed. Santa Maria: UFSM, 2008. 206p.
VANDENDER, A. G. F., MASSAGUER-ROIG, S., Efeito da diafiltração e do fator de diluição do retentado no fluxo de permeação e na porcentagem de recuperação de lactose no retentado durante a ultrafiltração de leite integral, Anais do V Congresso Nacional de Lacticínios, p.143-144, 1996.
VEIGA, P. G.; VIOTTO, W. H. Fabricação de queijo Suisse por ultrafitração de leite coagulado, Efeito do tratamento térmico do leite no desempenho da membrana, Ciência Tecnologia de Alimentos,v. 21, p.267-272, 2001.
VIDAL, A. M. C. Microrganismos heterotróficos mesófilos e bactérias do grupo Bacillus cereus em leite UAT (Ultra Alta Temperatura) integral. UNESP, Jaboticabal, 2001. Disponível em:
VOURCH, M.; BALANNEC, B.; CHAUFER, B.; DORANGE, G. Treatment of dairy industry wastewater by reverse osmosis for water reuse. Desalination, Amsterdan, v. 219, n.1-3, p. 190-202, 2008. <http://dx.doi.org/10.1016/j.desal.2007.05.013>
WALSTRA, P.; WOUTERS, J.T.M.; GEURTS, T.J. Dairy Science and Technology. Taylor e Francis Group, 2 ed. 2006. 808p.
Downloads
Arquivos adicionais
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
1. Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Creative Commons Attribution License (CC BY-NC 4.0), permitindo o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria do trabalho e publicação inicial nesta revista.
2. Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
3. Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto posterior ao processo editorial.
4. Além disso, o AUTOR é informado e consente com a revista que, portanto, seu artigo pode ser incorporado pela DESAFIOS em bases e sistemas de informação científica existentes (indexadores e bancos de dados atuais) ou a existir no futuro (indexadores e bancos de dados futuros), nas condições definidas por este último em todos os momentos, que envolverá, pelo menos, a possibilidade de que os titulares desses bancos de dados possam executar as seguintes ações sobre o artigo:
a. Reproduzir, transmitir e distribuir o artigo, no todo ou em parte sob qualquer forma ou meio de transmissão eletrônica existente ou desenvolvida no futuro, incluindo a transmissão eletrônica para fins de pesquisa, visualização e impressão;
b. Reproduzir e distribuir, no todo ou em parte, o artigo na impressão.
c. Capacidade de traduzir certas partes do artigo.
d. Extrair figuras, tabelas, ilustrações e outros objetos gráficos e capturar metadados, legendas e artigo relacionado para fins de pesquisa, visualização e impressão.
e. Transmissão, distribuição e reprodução por agentes ou autorizada pelos proprietários de distribuidoras de bases de dados.
f. A preparação de citações bibliográficas, sumários e índices e referências de captura relacionados de partes selecionadas do artigo.
g. Digitalizar e / ou armazenar imagens e texto de artigo eletrônico.
