PRODUKCJA KAZEINY - WIRÓWKI SEPARACYJNE I DEKANTACYJNE W MLECZARSTWIE
Kazeina jest najważniejszą frakcją białkową w mleku krowim, której udział wynosi około 80 procent. Niektóre linie procesowe wspomagają ekstrakcję kazeiny poprzez wytrącanie kwasem lub podpuszczką.
Izolowana kazeina jest cennym surowcem dla wielu gałęzi przemysłu. Przemysł spożywczy stosuje kazeinę w proszku jako białko wysokiej jakości. Ma również duże znaczenie jako spoiwo do farb, do klejenia sklejki, jako fotorezystor w technologii wytrawiania oraz do produkcji klejów, kitów, apretur i farb kryjących skórę.
Kazeina jest obecna w mleku w postaci rozpuszczonej. Tworzy roztwór koloidalny. W zależności od temperatury, kazeiny występują w różnych rozmiarach. Mniejsze rozmiary nazywane są submicelami kazeinowymi, większe cząsteczki nazywane są micelami kazeinowymi. Kazeina składa się z długich łańcuchów molekularnych z różnymi aminokwasami. Te łańcuchy molekuł łączą się w submicele, które są trzymane razem przez sole fosforanowe.
W celu wyizolowania kazeiny należy wytrącić z mleka micele kazeinowe. Jest to możliwe dzięki zmniejszeniu ładunku powierzchniowego, a tym samym sił odpychających cząsteczki kazeiny, tak aby mogła nastąpić koagulacja. Alternatywą jest wytrącanie kwasem lub podpuszczką:
Podczas wytrącania kwasem za pomocą kwasu mineralnego dodatnio naładowane jony wodorowe przenikają do miceli kazeinowych, redukując tym samym ujemne ładunki miceli kazeinowych. Równocześnie następuje redukcja powłoki hydratowej, jak i liczby podwójnie naładowanych jonów wapnia. Siły odpychania są redukowane tak, że dominują siły przyciągania. Energia cieplna cząstek powoduje ich zderzanie się i łączenie w większe agregaty, które następnie wytrącają się z mleka.
W przeciwieństwie do wytrącania kwasem, komponenty miceli są nieodwracalnie oddzielone podczas wytrącania podpuszczką. Enzym podpuszczkowy oddziela niewrażliwą na wapń, hydrofilną część. Oznacza to, że około połowa ładunku na powierzchni kazeiny zostaje utracona. W ten sposób ochronna powłoka hydratu zostaje osłabiona, a wrażliwa na wapń część kazeiny na powierzchni miceli zostaje odsłonięta. W drugiej fazie koagulacji, po reakcji enzymatycznej, następuje agregacja. Rzeczywiste tworzenie żelu odbywa się poprzez łączenie agregatów z jonami wapnia.
Oczyszczanie mleka chudego
Dokładnie odtłuszczone mleko, bez względu na to czy uzyskane w wyniku wytrącania podpuszczką czy kwasem, to pierwszy krok w produkcji kazeiny. Do wyprodukowania doskonałego produktu końcowego nie wystarczy, że odtłuszczone mleko zostało poddane pasteryzacji, lecz również musi być wolne od wszelkich drobnoustrojów. Bakterie i drobnoustroje w wirówce usuwającej bakterii są odśrodkowo odwirowywane i odprowadzane z bębna za pomocą częściowego wyrzutu (baktofugacja). Oczyszczone mleko odtłuszczone jest następnie podgrzewane do temperatury koagulacji w płytowym wymienniku ciepła.
Oddzielenie kazeiny od serwatki
Właściwa separacja zgęstniałej kazeiny od serwatki jest przeprowadzana w wirówkach dekantacyjnych. Tworząca się serwatka jest chłodzona, klarowana i kierowana na dalszy etap przetwórczy. Aby zwiększyć stopień czystości surowej kazeiny, musi być ona w dużej mierze oczyszczona z przylegających minerałów i laktozy. Aby to osiągnąć, jest kilkakrotnie zmywana w sposób przeciwprądowy, a następnie suszona, aż stężenie wody będzie wynosiło maksymalnie 10 procent.