Lait 66 (1986) 269-287
DOI: 10.1051/lait:1986316

Etude des interactions entre constituants du lait et membranes minérales de microfiltration

Claudine VETIER^a, M. BENNASAR^a, B. TARODO DE LA FUENTE^a and G. NABIAS<sup>b

a</sup>  Laboratoire de Technologie alimentaire, Groupe de Recherche et de Développement sur les Membranes, Université des Sciences et Techniques du Languedoc, place E. Bataillon - 34060 Montpellier cedex, France
^b  Laboratoire de Chimie des Matériaux (C.N.R.S. - L.A. 314), Groupe de Recherche et de Développement sur les Membranes, Ecole Nationale Supérieure de Chimie, 8, rue de l'Ecole-Normale - 34075 Montpellier cedex, France

Abstract - Milk mineral membrane interactions
This study is only a stage in the understanding of the phenomena of polarisation concentration and fouling during micro or ultrafiltration of milk on mineral membrane. It uses scanning electron microscopy and biochemical analysis of fouling obtained in static conditions (without the effect of flow velocity and pressure). This method reveals fouling in which we have distinguished :
an initial adsorption of non-micellar constituents on the alumina grain of the membrane, shallow fouling inside the membrane, a considerable amount of surface deposit (60 to 80 % of total fouling) -with a porous structure : aggregation of casein micelles with fat globules in the case of whole milk. We have confirmed proteic nature of fouling with the presence of all the milk constituents and the important contribution of salts such as calcium and phosphorus. Fat also seems to play an important part in the evolution of fouling.

Résumé - Cette étude n'est qu'une étape dans la compréhension des phénomènes de polarisation de concentration et de colmatage lors de la micro- ou de l'ultrafiltration du lait sur membrane minérale. Elle consiste en la mise au point d'une méthode couplant la microscopie électronique à balayage et l'analyse biochimique des colmatages obtenus au repos (sans l'influence des facteurs vitesse et pression). Elle a permis de mettre en évidence l'existence d'un colmatage différencié dans lequel on a pu distinguer :
une adsorption initiale des constituants non micellaires sur les grains d'alumine membranaire;
un colmatage peu profond à l'intérieur de la membrane ;
un dépôt en surface quantitativement important (60 à 80 % du colmatage total) caractérisé par une structure poreuse constituée par l'agglomération des micelles de caséines et contenant des globules gras dans le cas d'un lait entier.
Nous avons confirmé sa nature essentiellement protéique avec présence de tous les constituants d'origine du lait et la participation importante des sels phosphocalciques. La présence de la matière grasse semble jouer un rôle important puisque l'on a constaté une évolution différente au cours du temps de contact suivant que le lait est entier (augmentation du dépôt) ou écrémé (diminution du dépôt).

Key words: Microfiltration / Ultrafiltration / Membranes / Fouling / Milk / Scanning Electron Microscopy

Mots clés : Microfiltration / Ultrafiltration / Membranes / Colmatage / Lait / Microscopie électronique à balayage