Spanische Forschende konzentrieren Milch per Elektrospray ohne Hitze
Ein nichtthermisches Verfahren senkt den Wasseranteil um fast die Hälfte und erhält die Milchproteine
Forschende in Barcelona haben gezeigt, dass sich flüssige Milch mit einem elektrischen Hochspannungsfeld bei Raumtemperatur konzentrieren lässt – eine nichtthermische Alternative zur industriellen Heißtrocknung. Das Verfahren, für das derzeit ein Patent angemeldet wird, reduziert den Wasseranteil um fast die Hälfte und bewahrt empfindliche Proteine.
Tröpfchen mit Hochspannung zerteilen
Um Milch in Pulver zu verwandeln, ist normalerweise starke Hitze nötig, um Wasser zu verdampfen – ein Schritt, der Molkenproteine, Enzyme und Vitamine schädigen kann. Um Hitzeschäden zu vermeiden, testete ein Team des Institute of Microelectronics of Barcelona (IMB-CNM-CSIC) und der Autonomen Universität Barcelona (CIRTTA-UAB) Elektrospray bei 20 °C. Wie Phys.org berichtet, setzt das System flüssige Milch einem starken elektrischen Feld aus. Diese Kraft überwindet die Oberflächenspannung und zerteilt die Flüssigkeitstropfen in Millionen von Mikrotröpfchen, sodass das Wasser bei Umgebungstemperatur verdampfen kann.
Durchflussraten im Reinraum testen
Die Versuche fanden im Micro and Nanofabrication Clean Room am IMB-CNM-CSIC mit einem Elektrospray-Gerät Fluidnatek LE-10 statt. Erstautor Bernat Perez Playà passte das Gerät an, um rekonstituierte Magermilch bei einer elektrischen Spannung von 29 kV über eine Distanz von 10 cm zwischen Spitze und Kollektor zu verarbeiten. Die Durchflussrate erwies sich als entscheidend: Bei 0,2 ml/min änderte sich fast nichts, während eine Verlangsamung auf 0,01 ml/min den Trockenmasseanteil von 12,3 % auf 36,8 % erhöhte. Bei geringeren Geschwindigkeiten trägt jeder Tropfen im Verhältnis zu seinem Volumen eine größere elektrische Ladung, was den Zerfall und den Wasserverlust beschleunigt.
Caseine schützen und ein Patent anstreben
Die Gelelektrophorese zeigte, dass die nichtthermische Erfindung zentrale Bestandteile unbeschädigt ließ. CIRTTA-UAB-Professor Manuel Castillo betonte, dass das Verfahren Caseine und Molkenproteine erhält, die bei industrieller thermischer Verarbeitung normalerweise abgebaut werden. Das Team meldete eine Patentanmeldung für das Dehydrierungsverfahren für flüssige Lebensmittel an. Während die Labortests den Wasseranteil der Milch fast halbierten, lieferte die Anlage kein vollständig trockenes Pulver.
Hochskalieren und Energieverbrauch testen
Co-Autorin Llibertat Abad erklärte, dass kommende Versuche mehrere Emissionsdüsen prüfen sollen, um das Produktionsvolumen zu steigern. Künftige Arbeiten sollen zudem die mikrobiologische Stabilität untersuchen, den Nettoenergieverbrauch messen und prüfen, ob dieses nichtthermische, zum Patent angemeldete Verfahren auch andere hitzeempfindliche flüssige Lebensmittel verarbeiten kann.
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