Gasein-productielijn

Overzicht

Met een aandeel van ongeveer 80% is caseïne de belangrijkste eiwitfractie in koemelk. Geïsoleerde caseïne is een waardevolle grondstof voor uiteenlopende industriële sectoren. De voedingsmiddelenindustrie gebruikt caseïne in poedervorm als hoogwaardig eiwit. Verder is het van grote betekenis als bindmiddel voor verf, voor het lijmen van multiplex, als lichtgevoelig materiaal bij het etsen en voor de vervaardiging van kleefmiddelafwerkstoffen en bescherming van leer tegen vlekken. GEA’s proceslijnen ondersteunen de terugwinning van caseïne door neerslag van zuur of stremsel.

Caseïne is aanwezig in melk in colloïdale oplossing. Afhankelijk van de temperatuur hebben caseïnedeeltjes een grootte van 10 tot 200 μm. Deeltjesgrootten tussen 10 en 30 μm worden beschreven als caseïnesubmicellen, daarboven als caseïnemicellen. 

Caseïne bestaat uit lange molecuulketens van 20 verschillende aminozuren. Deze molecuulketens worden gecombineerd tot submicellen die samengehouden worden door fosfaatzouten. Om caseïne te isoleren, moeten de caseïnemicellen uit de melk worden neergeslagen. Dit wordt mogelijk wanneer de oppervlaktelading en daarna de repulsiekrachten van de caseïnemoleculen zo worden gereduceerd dat klontering mogelijk is. De alternatieve processen worden neerslag van zuur of stremsel genoemd.

Zuurneerslag

Bij zuurneerslag met een mineraal zuur penetreren de positief geladen waterstof-ionen de caseïnemicellen, met als gevolg dat de negatieve nettolading van de caseïnemicellen daalt. Tegelijkertijd dalen ook de hydraatschil en het aantal dubbel geladen calciumionen. De lading met dezelfde polariteit en dus de repulsiekrachten worden gereduceerd, zodat de aantrekkingskrachten overheersen. Door de hitte-energie van de deeltjes komen ze met elkaar in botsing en verenigen ze zich in grotere aggregaten die dan uit de melk neerslaan.

Neerslag van stremsel

Anders dan zuurneerslag, die omkeerbaar is, worden bij de neerslag van stremsel micelcomponenten onomkeerbaar gespleten. Het stremsel-enzym klooft het voor calcium ongevoelige hydrofiele deel. Ongeveer 50 procent van de netto negatieve lading van het caseïneoppervlak gaat zo verloren, waardoor de beschermende hydraatschil wordt verzwakt en het voor calcium gevoelige deel van de caseïne op het miceloppervlak bloot komt te liggen. Aggregatie vindt nu plaats in de tweede stremfase na de enzymatische reactie. De werkelijke gelvorming vindt plaats door overbrugging van de aggregaten met calciumionen.

Voor neerslag: Verwijdering van bacteriën uit de afgeroomde melk

Of u nu stremsel of zuurneerslag gebruikt, een goed ontvette, afgeroomde melk is het startpunt voor de productie van caseïne. Om een perfect eindproduct te kunnen vervaardigen moet de afgeroomde melk niet alleen gepasteuriseerd worden, maar ook zo weinig mogelijk bacteriën bevatten.

In de bacterieverwijderende separator worden de bacteriën en kiemen centrifugaal gescheiden en uit de trommel afgevoerd door gedeeltelijke uitwerping. De bacterieel gezuiverde magere melk wordt vervolgens verhit tot stremtemperatuur in een platenwarmtewisselaar. Afhankelijk van het type caseïne (zuur of stremsel), slaat de caseïne neer door ofwel toevoeging van technisch zuur, of door het gebruik van enzymen met toevoeging van stremsel. Voor deze laatste neerslagmethode is een bepaalde tijdsduur nodig, daarom wordt zij in batches uitgevoerd.

Om het stremmen te ondersteunen en te bevorderen, volgen verdere indirecte temperatuurbehandelingen met daarop volgende reactiestadia.

De werkelijke afscheiding van de gestremde caseïne uit de wei wordt uitgevoerd door decanters. De wei die zich vormt (eerste stadium) wordt afgekoeld, gezuiverd en dan doorgegeven voor verdere verwerking. Om de zuiverheid van ruwe caseïne te verhogen moet het zo veel mogelijk worden bevrijd van de mineralen en lactose die eraan kleven. Hiervoor wordt het verschillende keren gespoeld volgens het tegenstroomprincipe en wordt het gedroogd tot er een resterend watergehalte is van maximaal tien procent. Het gesloten systeem van GEA kan volstaan met een buitengewoon kleine hoeveelheid waswater, zodat natuurlijke bronnen worden gespaard en productiekosten worden gereduceerd.