Whey microfiltration performance: influence of protein concentration by ultrafiltration and of physicochemical pretreatment

Abstract

-Microfiltration with membranes of 0.2 urn pore size was used to c1arify and defat whey previously ultrafiltered at various volume concentration ratios (VCR, 1-5.5). Physicochemical pre-treatment of whey combining calcium addition (in order to reach a final concentration in the range 1.3-3.3 g'kg-1), pH increase to 7.3 and a heat treatment (60°C, 10 min) were carried out. The effi-ciency of rnicrofiltration, performed at a constant permeation flux, was compared with centrifugation. Pretreatment of retentate concentrated to a VCR of 5.5, led to poor hydraulic performance: a contin-uous increase in transmembrane pressure (TP) over the whole run (60 min) from 0.05 to 0.15 MPa brought evidence of rapid membrane fouling. A low total nitrogen matter recovery (TNMr) of 0.41 was obtained. Pretreatment of VCR 2.5 and VCR 4.0 retentates allowed higher TNMr (0.65) and bet-ter hydraulic performance, ie slower TP increase to be obtained. With no physicochemical pretreat-ment, VCR 2.5-4.0-5.5 retentates led to improved hydraulic performance and higher TNMr (0.90). whey 1 microfiltration 1 pretreatment 1 permeation 1 performance Résumé -Optimisation de la microfiltration du lactosérum. Influence de la concentration par ultrafiltration et des prétraitements physicochimiques de clarification. Un lactosérum préala-blement u/trafiltré jusqu'à des facteurs de concentration volumiques (FCV) de 2,5 ; 4,0; 5,5 a été mi-crofiltré avec une membrane ayant une taille moyenne de pores de 0,2 um. Un prétraitement physi-cochimique de clarification était effectué dans certains essais (addition du calcium jusqu'à une teneur finale de 1,3 à 3,3 q-kq:', augmentation du pH jusqu'à 7,3 suivie d'un traitement thermique à 60°C pendant 10 min). Les performances hydrauliques de microfiltration et les taux de perméation des constituants du lactosérum ont été étudiés sur une installation fonctionnant à flux de perméation constant. Le prétraitement appliqué à un lactosérum à FCV 5,5 conduit à des performances hydrau-liques faibles: une augmentation continue de la pression transmembranaire pendant toute la durée de l'essai (60 min) de 0,05 à 0,15 MPa est un indice du colmatage rapide de la membrane. Le ren-dement en matière azotée totale (MA T) est également bas: 0,41. Le prétraitement appliqué au lac-tosérum à FCV 2,5 ou 4,0 conduit à des rendements en MA T plus élevés (0,65) et à de meilleures performances hydrauliques. C'est en l'absence de prétraitement que les 3 types de lactosérum (FCV