Vorfiltration schützt teure Membranfilter

Die Herstellung von Käse läuft in mehreren Schritten ab. Beginnend mit der Fermentation (Dicklegung) der Milch durch das Zufügen von Lab oder Milchsäurebakterien. Es entsteht der sogenannte Käsebruch aus ausgefälltem Milcheiweiß (Casein). Durch Zentrifugalkraft wird der Bruch von dem wässrigen Teil der Milch, der Molke getrennt. Aus dem Käsebruch werden je nach Käsesorte unterschiedlich große Bruchkörner geschnitten. Die Korngröße hat Einfluss auf den Trockenmassegehalt des Käses.

Bevor der Käse im letzten Herstellungsschritt im Reifekeller bei einer definierten Temperatur und relativen Luftfeuchte je nach Käsesorte unterschiedlich lange reift, wird der Bruch noch in die entsprechende Form gepresst und in Salzlake gebadet. Die Lake ist eine Lösung aus reinstem Steinsalz in Wasser, deren Salzgehalt zwischen 16 und 20 Prozent liegt. Das Baden im Salzbad ist Standard innerhalb der Käseherstellung. Für kleine Anlagen mit manueller Beschickung. Bei industriellen Großanlagen mit automatischer Beschickung.
Jede Käsesorte hat unterschiedliche Verweilzeiten im Salzbad. Zwischen wenigen Stunden und mehreren Tagen. Auch die Temperatur der Lake hat einen Einfluss. Das Bad bringt Salz in die Käselaibe ein, entzieht der Masse weiter Molke. Fördert die spätere Rindenbildung, die den Laib vor Austrocknung, Schimmelbildung und Aromaverlust schützt. Auch ist die Rinde für die typischen Löcher im Käse verantwortlich. Die Salzlake hat somit einen erheblichen Einfluss auf den Geschmack und die Konsistenz der Käselaibe.

Sauberes Salzbad für hohe Qualität

Weil sich in der Salzlake Käsepartikel und Reste des Steinsalzes sowie Fette, Proteine, Laktose, aber auch Hefe- und Schimmelpilze ansammeln, muss diese kontinuierlich gereinigt werden. Eine Erneuerung des Salzbades wäre zu kostspielig. Die Reinheit der Lake hat sogar einen Einfluss auf die Haltbarkeit des fertigen Produktes beim Endverbraucher. Nicht richtig aufbereitet kann sie große Mengen unerwünschter Mikroorganismen enthalten. Weil die in der Salzlake aufkonzentrierten organischen Bestandteile vom Käseabrieb für Mikroorganismen einen idealen Nährboden bilden.

Ein sehr gut geeignetes Verfahren zur Reinigung des Salzbades ist die Membranfiltration als Mikrofiltration. Eine praktische und umweltfreundliche Methode zur Entfernung von Verunreinigungen. Im Gegensatz zum thermischen Aufbereitungsverfahren (Erhitzen zur Abtötung von Mikroorganismen) verursacht eine Filtration keine Änderung der chemischen Zusammensetzung der Lake. Auch besteht nicht die Gefahr einer Denaturierung der Proteine (Eiweiße) und der Änderung des pH-Werts.

Bei dem physikalischen Trennverfahren der Mikrofiltration liegt die Porengröße des Membranstoffs zwischen 0,1 und 5 µm. Sicher herausgefiltert werden Schwebstoffe, Bakterien und Fettkügelchen. Ausgeführt als Cross-Flow-Filtration (Querstrom-Filtration) bildet sich aufgrund einer turbulenten Strömung und hoher Fließgeschwindigkeit an der Filteroberfläche kein Filterkuchen. Das zu filtrierende Fluid wird parallel zur Membran gepumpt und das gereinigte Filtrat (Permeat) quer zur Fließrichtung abgezogen. Die in der Lake enthaltenen Verunreinigungen werden in dem die Membran nicht passierenden Teil des Flüssigkeitsstroms (Retentat) konzentriert.

Neben geringen Wartungskosten ergibt sich aus der Betriebsart eine lange Lebensdauer der Membranen. Grundvoraussetzung dafür ist die kontinuierliche Filtration der feststoffhaltigen Suspension. Ein führender Spezialist im Bereich Käsereitechnik des Maschinen- und Anlagenbaus mit weltweiten Projekten in der Käserei- und Lebensmittelindustrie setzt zum Schutz der sehr teuren Membranfilter-Module und für lange Standzeiten Wolftechnik WTBF85-Beutelfiltergehäuse mit WFB-Standardfilterbeuteln für eine zweistufige Vorfiltration ein. Die Beutelfiltergehäuse mit Klappdeckel sind aus Edelstahlguss gefertigt. Im Innern der Gehäuse befindet sich ein Druckaufnahmekorb aus Edelstahlgewebe und eine federunterstützte Andrückvorrichtung zur Aufnahme und Abdichtung der Filterbeutel.

Das Filtrationsverfahren in zwei Stufen eignet sich besonders, um Fette, Proteine und Laktose sowie Hefe- und Schimmelpilze aus der Lake abzutrennen. Es verbessert die Produktqualität und hat Einfluss auf Textur und Geschmack des Käses. Eine zweistufige Filtration wird immer dann durchgeführt, wenn eine große Bandbreite unterschiedlicher Fraktionen abzutrennender Feststoffen im Zulauf vorhanden ist. Die groben Bestandteile werden in der ersten, die feineren in der zweiten Stufe abgetrennt. Das entlastet die Endfilterstufe und die Filterwechselzyklen sind länger. Die variablen WTBF85-Beutelfiltergehäuse sind entsprechend der Anforderung in den Molkereien modifizierbar. Die Ein- und Austrittsanschlüsse können mit Milchrohrverschraubungen ausgeführt und die Gehäuse mit Salzlake-beständigen A4-Edelstahlklappschrauben vorsehen werden. Für unterschiedlich große Salzbäder sind die Filtergehäuse für Durchsatzleistungen von 10 m³/h bis 25 m³/h geeignet. Höhere Durchsatzleistungen werden mit parallel geschalteten Gehäusen abgedeckt. Die Beutelfiltration der Salzlake ist in die Gesamtanlage integriert. In den Beutelfiltern werden 100 % des zulaufenden Mediums aufbereitet. Das gereinigte Filtrat wird in den Feed (Flüssigkeitsstrom aus Salzlake) rückgeführt.

Im Prozess dürfen nur hochwertige und anwendungskonforme Materialien verwendet werden. Die eingesetzten Filterbeutel von Wolftechnik sind zu 100 % aus lebensmittelkonformem Polypropylen (PP) gefertigt und mit den entsprechenden Zertifikaten für die Lebensmittel-Konformitätserklärung nach der Verordnung (EU) Nr. 10/2011 ausgestattet. Alle Nähte sind Ultraschall-geschweißt, nicht genäht und haben den stabilen, sicher abdichtenden Wolftechnik-Abdichtkragen für einfaches Handling der Filterbeutel beim Filterwechsel.

Filtriert wird in Stufe 1 mit Filterbeuteln Typ WFB-2-PO-P (2 = Größe 0,5 m² Filterfläche; PO = Polypropylen-Vlies; P = Polypropylen-Abdichtkragen) mit Filterfeinheiten zwischen 25 und 50 µm. In der 2. Stufe kommen Filterbeutel Typ WFB-2-PO-P mit Filterfeinheiten zwischen 5 und 10 µm zum Einsatz. Die Kombination bietet einen optimalen Schutz der Membranfilter-Module und eine lange Standzeit. Zu den vorgenannten Standardfilterbeuteln von Wolftechnik bieten die gefalteten Filterbeutel Typ WFB-1AP und Typ WFB-2IP des Filtersystemherstellers eine Innovation bei dieser Anwendung. Durch die spezielle Faltung haben sie im Vergleich zu Standardfilterbeuteln eine größere Oberfläche. Die Standzeit verlängert sich linear zur Größe der Filterfläche.

Beim WFB-1AP Filterbeutel handelt es sich um einen einlagigen, gefalteten Filterbeutel mit NMO-Stützgewebe. Durch die hohe Faltung steigt die Filterfläche um den Faktor 2,5 im Vergleich zu herkömmlichen Filterbeuteln. Der WFB-2IP Filterbeutel ist ein doppellagiger Filterbeutel mit innen liegender Faltung. Hier verdoppelt sich die verfügbare Filterfläche.

Gleichzeitig erhöht sich durch die Konstruktion die Filtratqualität im Vergleich zu herkömmlichen Filterbeuteln. Wie alle Filterbeutel von Wolftechnik besitzen die innovativen, gefalteten Filterbeutel einen Abdichtkragen mit zusätzlicher weicher Dichtlippe auf der Oberseite und verfügen über alle wichtigen Zertifikate für den Kontakt mit Lebensmitteln.