한외여과와 유제품 산업에서의 전망 조사

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UF라고도 알려진 한외여과는 막을 사용하여 단백질, 지방 및 불용성 염분을 선택적으로 농축하는 여과 공정입니다. 이는 공급 용액이 여액 흐름 방향에 수직으로 흐르는 압력 구동 직교류 여과 공정입니다. 이 공정은 각각 30~100psi 및 40~80화씨의 작동 압력과 온도에서 0.01~0.1μm 기공 크기 범위의 입자를 분리하는 데 사용할 수 있습니다. 가장 일반적인 멤브레인 유형은 고분자(유기)와 세라믹(무기)입니다.

Allied Market Research에서 발표한 보고서에 따르면 전 세계 한외여과막 시장은 2021년 15억 달러 규모에서 2031년에는 37억 달러에 이를 것으로 예상됩니다. University of Florida의 공정은 분리 콩 단백질 생산, 달걀 흰자 및 젤라틴 용액 농축, 과일 및 야채 주스 정화, 맥주 등 식품 산업에서 폭넓게 적용됩니다.

낙농 산업에서는 다음과 같은 다양한 용도로 UF를 사용합니다.

University of Florida의 기술을 사용하여 생산되는 유제품의 안전과 품질을 보장하기 위해 전 세계 다양한 정부 기관의 규제를 받습니다. 미국에서는 식품의약국(FDA)과 미국 농무부(USDA)가 유제품 생산에 UF 사용을 규제하는 책임을 맡고 있습니다. UF를 사용하여 생산된 MPC 및 MPI는 다른 방법을 사용하여 생산된 것과 동일한 표준을 충족해야 합니다.

또한 사용할 수 있는 우유 유형 및 적용할 수 있는 프로세스에 대한 요구 사항을 포함하여 MPC 및 MPI의 생산 및 라벨링에 대한 구체적인 지침이 있습니다. 우유로 만든 치즈 및 기타 유제품 생산에 UF 사용을 규제하기 위한 특정 표준도 확립되었습니다.

많은 이점에도 불구하고 University of Florida의 대학에는 고려해야 할 몇 가지 과제도 있습니다. University of Florida의 주요 관심사 중 하나는 미세 여과 및 역삼투와 같은 다른 여과 방법에 비해 상대적인 비용입니다. 또한 University of Florida의 멤브레인은 오염되기 쉬우므로 시간이 지남에 따라 효율성이 저하될 수 있습니다. 그러나 올바른 멤브레인 모듈, 공정 구성, 멤브레인 세척 및 전처리를 선택하면 파울링을 줄일 수 있습니다. 막횡단 압력이 증가하거나 투과 흐름이 감소할 때 막 청소가 수행됩니다. 멤브레인의 수명에 큰 영향을 미칠 수 있는 요소에는 적절한 CIP 온도 및 시간, 사용된 세척제의 pH, 세척 중 이상적인 난류 유지 등이 있습니다.

요약하자면, 한외여과는 우유 단백질을 분리하고, 제품 품질과 안정성을 개선하며, 부산물에서 귀중한 성분을 회수하는 등 유제품 산업에서 상당한 잠재력을 가지고 있습니다. UF는 광범위한 유제품에 적용할 수 있는 다목적이고 효율적인 여과 공정이지만 특정 응용 분야에 적합한 여과 기술인지 결정할 때 비용과 유지 관리 요구 사항을 고려하는 것이 중요합니다.

참고자료:

Kumar, P., Sharma, N et al., (2013) 유제품 산업의 멤브레인 기술 관점: 검토. 아시아 호주.J. 애니. 과학. 26권 9호: 1347-1358.

Reig, M., Vecino, X., et al., (2021) 유제품 산업에서의 멤브레인 기술 사용: 개요. 식품, 10,2768

Deepti P Karumathil, Ph.D., CFS, CFSM은 텍사스 주 샌안토니오 HEB의 유제품 부문에서 연구 및 개발(R&D) 관리자로 근무하고 있습니다. Deepti는 발효 및 한외여과 유제품을 포함한 신제품의 개발 및 출시를 주도하고 있습니다. 그녀는 2020년과 2022년 올해의 제품을 자랑스럽게 수상했으며, 2021년에는 HE-B 혁신상을 수상했습니다. 그녀는 유제품 및 식품 과학 분야에서 15년 이상의 경력을 갖고 있습니다. 또한 Deepti는 2012년부터 IFT의 활발한 회원이었으며 IFT 유제품 부문의 기여자입니다.