Produzione di caseina - uso di separatori e decanter centrifughi nel settore caseario
La caseina è la frazione proteica più importante del latte vaccino, di cui costituisce all'incirca l'80%. Alcuni procedimenti permettono di ottenere la caseina attraverso una precipitazione acida o presamica.
La caseina isolata è una materia prima pregiata per vari settori industriali. Nel settore alimentare la caseina viene utilizzata come proteina di alta qualità. Inoltre è molto importante come legante per vernici, per incollare il compensato, come materiale fotoresistente nell'incisione all'acquaforte e per la produzione di adesivi, stucco, finiture tessili e per impedire la formazione di macchie sul cuoio.
Il latte contiene la caseina in soluzione colloidale. In base alla temperatura le caseine si presentano in varie dimensioni. Per le misure più piccole si parla di submicelle caseiniche, le parti più grandi vengono invece definite micelle. La caseina è composta da lunghe catene di molecole con vari amminoacidi. Queste catene di molecole si uniscono formando submicelle, che vengono tenute insieme da sali di fosfato.
Per isolare la caseina, le micelle caseiniche devono essere precipitate dal latte. Ciò è possibile quando la carica superficiale e di conseguenza le forze di repulsione delle molecole di caseina sono ridotte cosicché possa avvenire la coagulazione. Le alternative sarebbero una precipitazione acida o presamica:
Nella precipitazione con un acido minerale, gli ioni di idrogeno con carica positiva penetrano con un sale minerale nelle micelle caseiniche, determinando una diminuzione della carica netta negativa delle micelle. Simultaneamente si riduce anche lo strato di idrato e il numero degli ioni di calcio con doppia carica. Le forze di repulsione vengono ridotte per cui le forze di attrazione prevalgono. L'energia termica delle particelle le porta a urtarsi e a unirsi in aggregati più grandi che poi vengono separati dal latte mediante precipitazione.
Diversamente dalla precipitazione acida nella precipitazione presamica i componenti delle micelle vengono separati in modo irreversibile. L'enzima del presame fende la parte idrofila non sensibile al calcio. Circa la metà della carica netta negativa della superficie della caseina va quindi persa. In questo modo si indebolisce lo strato di idrato protettivo ed si espone la parte sensibile al calcio della caseina sulla superficie della micella. Avviene quindi un’aggregazione nella seconda fase di coagulazione, subito dopo la reazione enzimatica. La gelificazione effettiva avviene collegando gli aggregati con ioni di calcio.
Rimozione dei batteri dal latte scremato
Sia nella precipitazione acida che in quella presamica, il punto di partenza per la produzione di caseina è sempre il latte scremato ben sgrassato. Per poter ottenere un prodotto finale perfetto, il latte scremato non deve solo essere pastorizzato ma anche il più privo possibile di germi. Nel chiarificatore di batteri per latte vengono separati tramite una centrifuga sia i batteri che i germi, che vengono poi scaricati dal tamburo mediante espulsione parziale (battofuga). Il latte scremato e sterilizzato viene poi portato alla temperatura di coagulazione in uno scambiatore di calore a piastre.
Separazione della caseina dal siero
L’effettiva separazione della caseina coagulata dal siero viene svolta dal decanter. Il siero che si viene a formare viene raffreddato, chiarificato e sottoposto ad altre lavorazioni. Per aumentare il grado di purezza della caseina grezza, questa deve essere privata dei minerali e del lattosio. A tale scopo viene risciacquata più volte in controcorrente e viene poi essiccata fino a raggiungere un contenuto di acqua residuo massimo del 10%.