Linha de produção de caseína

Visão geral

Em uma proporção de aproximadamente 80 por cento, a caseína é a fração mais importante de proteína no leite de vaca. A caseína isolada é matéria-prima valiosa para uma variedade de setores industriais. A indústria alimentícia usa a caseína em pó como proteína de alta qualidade. Ela também tem grande importância como ligante para tintas, para a colagem de contraplacado, para fabricação de adesivos, massa de vidraceiro, acabamentos têxteis e bloqueadores de manchas para couro. As linhas de processamento da GEA permitem recuperação da caseína por coagulação ácida ou através de coalho.

A caseína está presente no leite em solução coloidal. Dependendo da temperatura, as partículas de caseína variam de tamanho de 10 a 200 μm. As partículas com tamanhos entre 10 e 30 μm são descritas como submicelas de caseína, procedentes das micelas de caseína. 

A caseína consiste de longas cadeias de 20 diferentes aminoácidos. Estas cadeias de moléculas são combinadas em submicelas que são agrupadas pelos sais de fosfato. A fim de isolar a caseína, as micelas de caseína devem ser precipitadas do leite. Isso se torna possível quando a carga superficial e consequentemente as forças de repulsão das moléculas de caseína são reduzidas para que a coagulação possa ocorrer. Os processos alternativos são chamados de precipitação com ácido ou coalho.

Precipitação com ácido

Na precipitação com ácido usando um ácido mineral, os íons de hidrogênio carregados positivamente penetram nas micelas de caseína, resultando em uma carga líquida negativa nas gotas das micelas de caseína. Simultaneamente, a capa de hidrato e o número de íons de cálcio duplamente carregados também são reduzidos. A carga com mesma polaridade e também as forças repulsivas são reduzidas, de modo que as forças de atração se tornam predominantes. A energia térmica das partículas faz com que elas colidam e se unam em agregados maiores que o precipitado do leite.

Precipitação com coalho

Ao contrário da precipitação com ácido, que é reversível, na precipitação com coalho os componentes da micela são irreversivelmente clivados. A enzima do coalho cliva a parte hidrofílica que é insensível ao cálcio. Cerca de 50 por cento da carga negativa líquida da superfície de caseína é assim perdida, enfraquecendo a capa protetora de hidrato e expondo a parte da caseína sensível ao cálcio na superfície da micela. A aglomeração ocorre agora na segunda fase da coagulação, após a reação enzimática. A gelificação real acontece pela ligação dos agregados com os íons cálcio.

Antes da precipitação: remoção de bactérias do leite desnatado

Seja usando a precipitação com coalho ou ácido, um leite desnatado bem desnatado é o ponto de partida para a produção da caseína. A fim de ser capaz de fabricar um produto final de ótima qualidade, o leite desnatado deve ser não apenas pasteurizado, mas também o mais livre possível de microrganimos.

Na centrífuga degerminadora de bactérias, os microrganismos são separados através da força cetrífuga e descarregados do tambor através da ejeção parcial. O leite desnatado degerminado é posteriormente aquecido à temperatura de coagulação em um trocador de calor a placas. Dependendo do tipo de caseína (ácida ou de coalho), ela pode ser precipitada através da adiçao em linha do ácido ou pelo uso de enzimas pela adição de coalho. O último método de precipitação requer um certo período para ser concluído e portanto ocorre em bateladas.

Para promover o processo de coagulação, mais tratamentos indiretos da temperatura com as subsequentes fases de reação são necessárias.

A separação da caseína coagulada do soro do leite é realizada através de decanters. O soro formado (primeira fase) é resfriado, clarificado e depois transferido para um processamento adicional. A fim de aumentar o grau de pureza da caseína bruta, ela precisa ser totalmente libertada dos minerais e da lactose que se aderem à mesma. Para conseguir isto, ela é lavada várias vezes contracorrente e é então seca até conteúdo de água residual de no máximo dez por cento. O sistema fechado da GEA atua com uma quantidade excecionalmente baixa de água de lavagem, economizando recursos naturais e reduzindo simultaneamente os custos da produção.