Membran filtreleme sistemleri endüstride sıkça kullanılmaktadır. Bir çok uygulamada verimlilik, ürün kalitesi ve sürdürülebilirlik bakımından önemli faydalar sağlamak üzere daha geleneksel santrifüjlü separasyon, evaporasyon ve koagülasyonun yerine geçmiştir.
Nanofiltrasyon, moleküler ağırlık sınırı ultrafiltrasyon ile ters osmoz arasında olan bir membran ayırma yöntemidir. Bakterilerin, virüslerin, organik kalıntıların ve sertliğin uzaklaştırılmasında kullanılır. Ayrılma işlemi organik bir yarı geçirgen membrandan oluşan seçici geçirgen bir tabaka üzerinde gerçekleşir.
Nanofiltrasyon süreci, diğer yöntemlere göre bazı avantajlar sunmaktadır. Hem konsantrasyon artışı hem kısmi demineralizasyon sağlarken, küçük bir sistem olduğu için su ve enerji kullanımı oldukça az ve bakımı kolaydır.
Nanofiltrasyon süreci, ultrafiltrasyon ve mikrofiltrasyona göre daha küçük gözeneklere sahip olmasından dolayı, fraksiyonlara ayırma konusunda daha başarılıdır. Peyniraltı suyu tozu, birçok gıdaya takviye olarak eklenmektedir. Bu gıda çeşitleri et ürünleri, bisküvi, dondurma, kraker, çikolata vb. olmakla beraber, liste daha da uzatılabilir. Gıdalarda kullanımı süresince ürünün içerdiği mineral konsantrasyonu istenmeyen tat ya da yapıya sebep olabilmektedir. Sebep olduğu kalite kaybından dolayı, demineralizasyon işlemi uygulamaları yapılmaktadır.
Nanofiltrasyon Tekniğinin Süt Endüstrisindeki Yeri ve Önemi
Nanofiltrasyon teknolojisi gıda sektöründe genellikle süt endüstrisinin birçok basamağında uygulanabilir bir teknoloji olup tipik uygulamaları;
- Gıda, süt ürünleri ve içecekler ya da yan ürünlerin konsantre edilmesi
- Peynir üretiminde sütün ön konstantrasyonu
- Süt ürünleri ya da yan ürünlerden tuzun uzaklaştırılması
- Peynir altı suyunun kısmi desalinasyonu (tuz ayırma işlemi) ve ön konsantrasyonu
- Peynir altı suyundan laktoz üretimi ve laktoz demineralizasyonu
- Laktozsuz süt üretimi
- Karbonhidrat (genellikle laktoz) ve proteinlerin ayrılması
- Süt işletmelerinde kullanılan “Yerinde temizlik (Clean in Place = CIP)” sisteminde kimyasalların saflaştırılması
- Gıda ürünlerinde renk maddelerinin indirgenerek, uzaklaştırılması şeklinde sıralanabilir.
Peynir altı suyu ürünleri için demineralizasyon ürünün besin değerini arttırıcı bir işlemdir. Peynir altı suyu işlenmesinde daha önce uygulanan prosesler, öncelikle peynir altı suyunun evaporatör vasıtası ile konsantre edilmesi, daha sonra da elektro dializ mekanizması ile demineralizasyonu şeklindedir. Nanofiltrasyon ise aynı prosesi tek basamakta gerçekleştirirken, kısmi demineralizasyon uygulayabilmesi gibi önemli bir avantaja sahiptir. Süt ve süt ürünleri uygulamalarında nanofiltrasyon işleminin bir diğer önemli avantajı da, nanofiltrasyon membranlarının tek değerlikli tuzlar için yüksek geçirkenlik sağlarken (NaCl, KCl), organik bileşikler için (laktoz, protein) düşük geçirgenlik özelliğine sahip olmasıdır. Nanofiltrasyon tekniği Evaporasyon-Elektro dializ kombine sistemine göre hem maliyetleri azaltır, hem de eşzamanlı konsantrasyon-demineralizasyon avantajına sahiptir.