Línea de producción de caseína

Descripción

La caseína es la fracción proteica más abundante en la leche de vaca, con una proporción aproximada del 80%. La caseína aislada es una materia prima con mucho valor en distintos sectores industriales. El sector alimentario la utiliza en polvo como proteína de alta calidad. También tiene un uso muy importante como aglutinante para pinturas, para pegar las fibras de contrachapado, como resistivo fotosensible en grabado, y para fabricar adhesivos, masilla, acabados textiles o quitamanchas para cuero. Las líneas de proceso de GEA facilitan la recuperación de caseína precipitada mediante ácido o cuajo.

La caseína está presente en la leche como solución coloidal. Dependiendo de la temperatura, las partículas de caseína tienen un tamaño entre 10 y 200 μm. Las partículas con un tamaño entre 10 y 30 μm se denominan submicelas de caseína mientras que las de tamaño superior reciben el nombre de micelas. 

La caseína consiste de cadenas largas de moléculas que contienen 20 aminoácidos distintos. Estas cadenas moleculares se combinan en submicelas que se mantienen unidas por sales de fosfato. Para aislar la caseína, es necesario precipitar sus micelas fuera de la leche. Esto se consigue cuando se reducen la carga superficial y, en consecuencia, las fuerzas de repulsión de las moléculas de caseína, a fin que producir su coagulación. Los procesos alternativos se denominan precipitación mediante ácido o cuajo.

Precipitación mediante ácido

Esta precipitación hace uso de un ácido mineral; los iones de hidrógeno con carga positiva penetran en las micelas de caseína, con lo que cae su carga negativa neta. Simultáneamente, la capa hidratada y el número de iones de calcio con doble carga también se reduce. La carga de polaridad idéntica y las fuerzas de repulsión se reducen, predominando las fuerzas de atracción. La energía calorífica de las partículas hace que colisionen y se unan a agregados más grandes que son precipitados fuera de la leche.

Precipitación mediante cuajo

A diferencia de la precipitación con ácido, en la precipitación mediante cuajo los compuestos de las micelas se escinden de manera irreversible. La enzima del cuajo se adhiere a la parte hidrofílica insensible al calcio. Con esto, se pierde aproximadamente un 50% de la carga negativa superficial de la caseína, lo que debilita la capa hidratada protectora y expone su parte sensible al calcio en la superficie de la micela. La agregación tiene lugar ahora en la segunda fase de coagulación después de la reacción enzimática. La gelificación se produce al aglutinar los agregados con iones de calcio.

Antes de la precipitación: eliminación de bacterias de la leche desnatada

Con el uso de la precipitación mediante ácido o cuajo, el punto inicial para producir caseína es la leche desnatada. Para fabricar un producto final prefecto, la leche desnatada no solo debe estar pasteurizada sino también libre de gérmenes.

En el separador eliminador de bacterias, estas y los gérmenes se separan por centrifugación y se descargan de la cuba por expulsión parcial. La leche desnatada clarificada en cuanto a bacterias se calienta a su temperatura de coagulación en un intercambiador de calor de placas. En función del tipo de caseína (ácido o cuajo), esta se precipita por adición en línea del ácido técnico o utilizando enzimas con la adición de cuajo. El segundo método de precipitación dura más tiempo y, por lo tanto, se realiza en lotes.

Para asistir y promover el proceso de coagulación, se realizan unos tratamientos indirectos por temperatura con sus fases de reacción.

La separación de la caseína coagulada del lactosuero se efectúa con decantadores. El lactosuero formado (primera etapa) se enfría, clarifica y pasa a un procesado posterior. Para incrementar el grado de pureza de la caseína cruda, es necesario eliminar los minerales y la lactosa adheridos. Para esto, se lava varias veces a contracorriente y después se seca con un contenido residual de agua máximo del 10%. El sistema cerrado de GEA funciona con muy poca agua de lavado, ahorra recursos naturales y a la vez reduce los costes de producción.