La déminéralisation par électrodialyse du lactosérum doux de fromagerie

Abstract - The quantity of whey powder offered will increase as pollution control is intensified, and this will reflect unfavourably on the price. Therefore other methods of valorization must be sought for a large portion of the whey. Demineralization is one of the means and the demand for demineralized whey powder is increasing.
A discussion of the data concerning electrodialysis and whey analysis obtained from two experimental series in which a demineralization of respectively 70 p. 100 and 90 p. 100 was aimed at, is followed by an estimate of the cost of demineralization, based on the experimental results.
The experiments were carried out with a module WD 6 / 2 of the Dutch firm Werkspoor Water, equipped with membranes Selemion types CMV and AMV of the Japanese firm Asahi Glass. The main working conditions were: whey containing 25 p. 100 dry matter and 2 p. 100 ash, temperature 45° C, linear velocity 10 cm / s, maximal current density 25 mA / cm², constant tension of 2.5 V per cell pair.
With a 70 p. 100 demineralization 444 g of ash was removed per h and per m² of membrane and with a 90 p. 100 demineralization only 145 g. In the first case the consumption of direct current amounted to 0.79 Wh per g ash removed and in the second case it was 1.15 Wh; in the calculation use was made of the tension per cell pair (direct measurement between 5 cell pairs).
With a 70 p. 100 and a 90 p. 100 demineralization respectively 8.1 p. 100 and 12.6 p. 100 dry matter was lost, and in the first case the amount of dry matter lost consisted of 70 p. 100 ash and 30 p. 100 other whey constituents ; in the second case these values were 57 and 43 p. 100 respectively. With a 70 p. 100 demineralization fewer Na-ions were removed than would normally be expected.
In calculating the cost we started from an installation which can daily demineralize 100,000 l of whey of a determined composition (i.a. 5.4 p. 100 dry matter and 0.5 p. 100 ash) to 70 p. 100 or to 90 p. 100 ; it is assumed that the same parameters are used as in the experimental trials. A review of the basic factors for the calculation of the indirect and direct costs, leads to a cost distribution and the total cost. The total costs per kg demineralized powder are approximately 2.5 times as high for a 90 p. 100 demineralization as for a 70 p. 100 one, approximately 3.8 as compared with approximately 1.5 BF. The in direct costs constitute almost 70 p. 100 of the total costs

Résumé - L'offre de poudre de lactosérum augmentera à mesure que la surveillance de la pollution deviendra plus rigoureuse et ceci aura une influence défavorable sur le prix. Il faut donc chercher d'autres moyens de valoriser une importante quantité de lactosérum. La déminéralisation est un de ces moyens et l'on constate un accroissement de la demande de poudre de lactosérum déminéralisée.
Une discussion des données relatives à l'électrodialyse et à l'analyse du lactosérum, obtenues au cours de deux séries d'essais visant à déminéraliser de respectivement 70 p. 100 et 90 p. 100, est suivie d'une évaluation des frais de déminéralisation, basée sur les résultats des essais.
Les essais ont été effectués avec un module WD 6 / 2 de la firme néerlandaise Werkspoor Water équipé de membranes Selemion des types CMV et AMV de la firme japonaise Asahi Glass. Les principales conditions de travail étaient : lactosérum à 25 p. 100 d'extrait sec et 2 p. 100 de cendre, température de 45° C, vitesse linéaire de 10 cm / s, densité maximale du courant 25 mA / cm², tension constante de 2,5 V par paire de cellules.
Une déminéralisation à 70 p. 100 a éliminé 444 g et une déminéralisation à 90 p. 100 n'a éliminé que 145 g de cendre par heure et par m² de membrane. La consommation de courant continu s'est élevée à 0,79 Wh par gramme dans le premier cas et à 1,15 Wh dans le second ; pour le calcul on s'est servi de la tension par paire de cellules (mesure directe entre 5 paires de cellules).
La perte d'extrait sec s'est élevée à 8,1 p. 100 dans la déminéralisation à 70 p. 100 et à 12,6 p. 100 dans celle à 90 p. 100 ; dans le premier cas la quantité d'extrait sec perdue était constituée de 70 p. 100 de cendre et de 30 p. 100 d'autres constituants du lactosérum ; les valeurs correspondantes étaient de 57 p. 100 et de 43 p. 100 dans le second cas. Dans la déminéralisation à 70 p. 100 l'élimination des ions Na a été moins considérable que normalement à prévoir.
Pour calculer les frais, on part d'une installation capable de déminéraliser à 70 p. 100 ou à 90 p. 100 un volume quotidien de 100 000 l de lactosérum d'une composition déterminée (e.a. 5,4 p. 100 d'extrait sec et 0,5 p. 100 de cendre) et l'on suppose que l'on utilise les mêmes paramètres qu'au cours des déminéralisations expérimentales. Un aperçu des facteurs de base pour le calcul des frais directs et indirects conduit à une répartition des frais et au prix de revient total. Les frais totaux par kg de poudre déminéralisée sont plus élevés d'environ 2,5 fois pour la déminéralisation à 90 p. 100 que pour celle à 70 p. 100 : environ 3,8 FB au lieu d'environ 1,5 FB. Les frais indirects représentent environ 70 p. 100 des frais totaux