Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Whey Valorization – Innovative Strategies for Sustainable Development and Value-Added Product Creation

Soumati Bouchra, Atmani Majid, Benabderrahmane Asmae, Benjelloun Meryem

Journal of Ecological Engineering

|

2023

|

Vol. 24, nr 10

86--104

EN

In recent years, the pursuit of sustainable practices and the efficient utilization of resources has become paramount in various industries, including the food and beverage sector. One such challenge faced by the dairy industry is the management of whey, a byproduct generated during cheese and yogurt production. Historically, whey has been perceived as a discarded waste product, leading to environmental concerns due to its high organic load and disposal challenges. However, with the increasing emphasis on sustainability, researchers and industry leaders have recognized the potential of developing innovative approaches to valorize whey, transforming it into valuable products while minimizing waste and environmental impact. Essentially turning it from “gutter-to-gold. This review provides an overview of the technologies used for whey valorization, with a focus on new approaches, innovative products, and emerging perspectives. It aims to stimulate research and innovation in this critical field, fostering the development of a more sustainable and circular dairy industry.

2

Methods of processing whey waste from dairies. A review

Poništ Juraj, Dubšíková Veronika, Schwarz Marián, Samešová Dagmar

Environment Protection Engineering

|

2021

|

Vol. 47, nr 4

67--84

EN

The purpose of the study was to evaluate the methods of processing whey. The valorization method is suitable for the use of cheese whey and whey permeate to produce beverages with or without microbial conversion. However, this method does not ensure microbial conversion of lactose. Therefore, the organic load will not be reduced. The main advantage of aerobic decomposition is the relatively rapid degradation of organic matter. However, the high organic load in the crude cheese whey makes aerobic decomposition unsuitable and restrictions on oxygen transport may occur. Anaerobic decomposition can be used in various areas for the treatment of waste with a high organic load. The disadvantage of anaerobic processes is a higher cost compared to aerobic treatment. The combination of individual technologies significantly reduces the hydraulic retention time of the aerobic process and improves waste treatment. At present, there is a lack of studies in this area.

3

Selection of batch process conditions for microbiologicalproduction of lactic acid using waste whey

Lech Magdalena, Trusek Anna

Chemical and Process Engineering

|

2019

|

Vol. 40, nr 1

67-–76

EN

The research was focused on the selection of the best conditions for the lactic acid production.As the organic source diluted waste whey was used. Two facultative anaerobic bacteria strains wereexamined:Lactobacillus rhamnosusandLactococcus lactis. The neeed of anaerobic conditions as wellas mineral supplementation of cultivation were investigated. It turned out that the oxidation was not thekey parameter, but cultivation medium needed a supplementation for higher process efficiency. Finally,Lactobacillus rhamnosusstrain was selected, for which LA production was app. 45% higher than forLc. lactis. On the other hand,Lactobacillus rhamnosuswas active at higher lactose concentration, thuswaste whey needed to be less diluted. Additionally, high values of product/substrate yield coefficientmake the process very efficient.

4

Batch electrodialysis of lactic acid obtained from LAB fermentation

Lech M., Trusek A.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2018

|

Vol. 20, nr 3

81--86

EN

The aim of this work was to develop the method of lactic acid (LA) separation from fermented whey. CMI-7000 Cation Exchange Membrane and AMI-7001 Anion Exchange Membrane were employed in electrodialysis process. Experiments showed that the selected membranes separated organic acids effectively (including LA) from other organic ingredients present in medium. Selecting an appropriate volume of a receiving chamber could lead to LA concentration. Moreover, membrane fouling during separation was investigated. This phenomenon is negligible which is the main advantage of this process. As it was shown during batch processes, with the voltage increase, the rate of electrodialysis increases as well. It prompts to a reduction of residence time in electrodialyzer during a continuous separation.

5

The use of a vibrating fluidized bed dryer for the manufacture of high-protein products

Szwedziak K., Moczko J.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2018

|

Vol. 63, nr 4

209--213

EN

Dairy industry liquid products have short terms of validity. Therefore, it has become very popular to produce dairy products in the form of powder. This powder is obtained by a two-step spray drying method. At an initial stage, the raw material is preliminarily dried in a spray dryer (to get 10% moisture). At the following stage, it is thoroughly dried in a vibrating fluidized bed dryer (3-4% moisture). Fluidization is a process, in which dry grains of solid contact fluid to generate a fluidized bed that behaves similarly to boiling liquid. Owing to this process, powder of improved physicochemical properties is formed. The aim of our study was to describe the construction and working principles of a whey vibrating fluidized bed dryer.

PL

Płynne produkty przemysłu mleczarskiego mają krótkie terminy przydatności do spożycia. Dlatego popularne stało się produkowanie sproszkowanych produktów mlecznych. Do produkcji tych proszków stosuje się metodę dwustopniowego suszenia rozpyłowego. W pierwszej fazie surowiec jest suszony w suszarce rozpyłowej (do 10% wilgotności), a następnie dosuszany w wibrofluidyzatorze (3-4% wilgotności). Fluidyzacja to proces kontaktowania się suchych ziaren ciała stałego z płynem, aby wytworzyć złoże fluidalne, które zachowuje się podobnie do wrzącej cieczy. Dzięki temu procesowi powstaje proszek o lepszych właściwościach fizykochemicznych. Celem niniejszej pracy jest opisanie budowy i zasady działania wibrofluidyzatora do serwatki.

6

Opakowania zrównoważone przykłady projektów europejskich

Marchand B.

Przemysł Spożywczy

|

2016

|

T. 70, nr 4

46--50

PL

Na całym świecie prowadzi się badania nad innowacyjnością zrównoważonych opakowań, które nie tylko mają być korzystne dla środowiska, ale także mają przynieść wymierne korzyści społeczne i finansowe. W ostatnich latach UE podjęła się realizacji projektów finansowanych lub współfinansowanych z funduszy unijnych w celu stworzenia lub udoskonalenia biotworzyw. Powłoki wykonane na bazie paliw kopalnych w opakowaniach do żywności mają zostać zastąpione powłokami wykonanymi z organicznych odpadów w przemyśle spożywczym. Będą to powłoki wytworzone na bazie serwatki i koncentratu protein serwatki oraz soku i miąższu ziemniaczanego. W artykule zaprezentowano projekty WheyLayer, WheyLayer 2, BioBoard, ThermoWhey i WheyPack dotyczące zrównoważonych opakowań, stanowiące kontynuację badań w ramach wcześniej prowadzonych projektów.

EN

Throughout the world, the research on innovative sustainable packaging is carried out, that is expected to bring environmental benefits, as well as tangible social and financial benefits. In the recent years, the EU has actively implemented correlated projects, financed or co-financed with EU funds, with the purpose of creating or improving bioplastics, which will replace coatings made on the basis of fossil fuels in food packaging with the coatings manufactured from organic wastes of the food industry; in particular, the discussed coatings will be based on whey and whey protein concentrate, dried juice and potato pulp. The projects: WheyLayer, WheyLayer 2, BioBoard, ThermoWhey and WheyPack concerning the sustainable packaging and constituting the continuation of the research within the frames of earlier projects, have been presented.

7

A study on the effect of parameters on lactic acid production from whey

Taleghani H. G., Najafpour G. D., Ghoreyshi A. A.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2016

|

Vol. 18, nr 1

58--63

EN

In batch fermentation of whey, selection of suitable species at desired conditions such as substrate, product concentrations, temperature and inoculum size were investigated. Four Lactobacillus species and one Lactococcus species were screened for lactic acid production. Among them L. bulgaricus ATCC 11842 were selected for further studies. The optimal growth of the selected organism for variable size of inocula was examined. The results indicated that inoculum size had insignificant effect on the cell and lactic acid concentration. The effect of temperature was also studied at 32, 37, 42 and 47°C. Results showed that the concentration of cell dry weight increased with increment of temperature from 32 to 42°C. The maximum cell and lactic acid concentration was obtained at 42°C. The effect of initial substrate concentration on lactic acid production was also examined. The optimum initial lactose concentration was found to be 90 g/l.

8

Preparaty białek serwatkowych właściwości funkcjonalne i zastosowanie

Dec B.

Przemysł Spożywczy

|

2015

|

T. 69, nr 3

18--21

PL

W artykule scharakteryzowano białka serwatkowe oraz omówiono ich właściwości funkcjonalne wraz z przykładami zastosowań w produktach spożywczych. Przedstawiono tradycyjne białkowe produkty z serwatki, takie jak koncentraty i izolaty białek serwatkowych. Wskazano mikropartykułowane białka serwatkowe jako przykład modyfikacji produktu konwencjonalnego w celu dopasowania jego cech funkcjonalnych do konkretnego zastosowania. Podkreślono, że postęp w Technologii membranowej umożliwia tworzenie na bazie natywnych białek serwatkowych zupełnie nowych produktów o udoskonalonych walorach żywieniowych i funkcjonalnych.

EN

The article describes the whey proteins and their functional properties together with the examples of applications in food products. Traditional whey protein products such as concentrates and whey protein isolates are presented. Microparticulated whey proteins are indicated as an example of modification of the conventional product in order to match its functional properties for a particular application. It has been stressed that the progress in membrane technology enables creating - on the basis of native whey proteins - the completely new products with improved nutritional qualities and functional values.

9

Zagospodarowanie serwatki na przykładzie wybranego zakładu mleczarskiego

Królczyk J., Dawidziuk T., Janiszewska-Turak E., Sołowiej B.

Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego

|

2015

|

nr 2

112--118

PL

Celem pracy przedstawionej w artykule była analiza możliwości zagospodarowania serwatki w przemyśle spożywczym. Ponadto przedstawiono technologię produkcji i zagospodarowanie wstępnie zagęszczonej serwatki na przykładzie wybranego zakładu mleczarskiego. Wykorzystanie serwatki w proszku daje szereg możliwości w projektowaniu nowych produktów spożywczych na skalę przemysłową.

EN

The aim of the paper was the analysis of possibilities of the reclamation of whey in the food industry. In addition, the whey transformation technology and the utilization of preconcentrated whey has been presented on the example of a specific dairy plant. In addition, use of whey powder provides a range of opportunities in design of new food products on an industrial scale.

10

Biodegradacja serwatki koziej w bioreaktorze działającym w trybie ciągłym

Lech M., Trusek-Hołownia A.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2015

|

Nr 4

172--174

PL

Celem badań było opracowanie procesu biodegradacji serwatki w reaktorze mieszalnikowym, działającym w sposób ciągły. Opisano kinetykę wzrostu szczepu użytego do procesu równaniem Monoda ze stałymi Km = 0,45 kg m-3 i umax = 8,52-10-5 s-1. Potwierdzono również inhibicję substratową występującą powyżej stężenia 2 kg m-3 laktozy. Dobrany szczep skutecznie biodegraduje obecną w serwatce laktozę. Przy czasie przebywania w reaktorze wynoszącym 15 h odnotowuje się spadek stężenia laktozy do poziomu wymaga wymaganego przez nadzór ochrony środowiska.

EN

The aim of this research was to elaborate the whey biodegradation process in a continuous flow stirred tank reactor. The kinetics of B. licheniformis growth was investigated and described by the Monod equation. The equation constants are as follows: Km = 0.45 kg m -3 and umax = 8.52-10-5 s-1. The substrate inhibition above the lactose concentration of 2 kg m-3 was also observed. The selected strain biodegrades effectively the whey waste. A decrease of lactose content to the level required by the Ministry of Environmental Protection for the residence time greater than 15 hrs was noticed.

11

Biodegradation of whey waste in a continuous stirred-tank bioreactor

Lech M., Trusek-Holownia A.

Environment Protection Engineering

|

2015

|

Vol. 41, nr 4

97--107

EN

Post-production whey has a high concentration of proteins and lactose that has to be decreased 500-fold before disposal in the environment. The paper describes goat whey biodegradation in a continuous stirred tank reactor (CSTR) using a Bacillus licheniformis strain. The data obtained emphasize the effect of excess organic compounds on growth rate. Accordingly, the Luong equation was applied to describe the batch process while accounting for substrate inhibition; the constants vmax = 2.29·10–4 1/s, Km = 4.79 g/dm3, Ki = 6.03 g/dm3, and n = 1.1 were experimentally obtained. According to accepted theory, the continuous process can be expressed using Monod’s equation (only for the rising side of the kinetic graph) in a restricted range of substrate concentrations (for glucose, up to 2.16 g/dm3). The estimated values of the constants were vmax = 8.52·10–5 1/s and Km = 0.45 g/dm3. The selected strain effectively decreased the lactose content in whey. At residence times above 30 h, almost total decrease in lactose content was observed that met the requirements of the Polish Ministry of Environmental Protection. The biodegradation of proteins was much slower, but their content does not greatly influence the required BOD and COD values.

12

Wykorzystanie odpadów z przemysłu mleczarskiego jako element ekologistyki

Nowak M. M.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

EN

The objective of this article is to highlight the possibilities of utilizing dairy wastes. The study is based on secondary data sources. It has been confirmed that liquid and solid wastes from food industries are ideal sources for production of bio-energy. Furthermore, the possibilities of whey should be noted and its application in food, pharmaceutical, chemical and cosmetic industries. These are undertakings conforming to the principles of ecologistics whose principles concern neutralizing negative impacts of industries on the environment considering both economic and ecological aspects.

13

Zastosowanie odpadów z przemysłu mleczarskiego do produkcji polimerów biodegradowalnych

Maślanka S., Siołek M., Hamryszak Ł., Łopot D.

Chemik

|

2014

|

Vol. 68, nr 8

703--709

PL

Głównym kierunkiem przetwarzania serwatki jest otrzymywanie kwasu mlekowego w procesie fermentacji mlekowej. Z kwasu mlekowego otrzymuje się polimer w pełni biodegradowalny [poli- (kwas mlekowy)], który otrzymuje się na drodze polimeryzacji bezpośredniej, prosto z kwasu mlekowego oraz w wyniku pośredniej polimeryzacji. W ramach badań własnych sprawdzono katalizatory na bazie cynku (Zn), cyny (Sn) oraz cyrkonu (Zr) w procesie polimeryzacji z otwarciem pierścienia oraz bezpośredniej polikondensacji z kwasu mlekowego.

EN

The main direction of whey processing is production of lactic acid in the process of lactic fermentation. Lactic acid can be used to produce fully biodegradable polymer [poly(lactic acid)] (PLA), in the process of direct polymerization, directly from lactic acid, and in indirect polymerization. This study reviews the literature comparing various methods of PLA synthesis and potential uses of this polymer. The impact of physical parameters on the average molecular weight (Mw), glassy temperature (Tg), flow temperature (Tp) for amorphous PLA during polymerization, and melting point (Tm) for crystalline PLA is presented. Under our own research zinc (Zn), tin (Sn) and zirconium (Zr) based catalysts were tested in the polymerization process, with opening of lactide ring obtained from condensation of two lactic acid molecules and direct polycondensation of lactic acid.

14

Wpływ obciążenia osadu beztlenowego ładunkiem substancji organicznych zawartych w serwatce na kinetykę przemian fermentacyjnych

Dębowski M, Zieliński M, Dudek M, Grala A

Inżynieria Ekologiczna

|

2013

|

Nr 32

25--31

PL

Przeprowadzone badania miały na celu określenie wpływu obciążenia modelowych komór beztlenowych ładunkiem substancji organicznych zawartych w serwatce kwaśnej na kinetykę przemian fermentacyjnych. Określono tempo produkcji biogazu oraz ilość i skład jakościowy gazowych produktów metabolizmu osadu beztlenowego. Najwyższą ilość uzyskanego biogazu wynoszącą 945 ml uzyskano podczas zastosowania obciążenia układu na poziomie 4,0 g/l, przy współczynniku szybkości produkcji k na poziomie 0,25 1/d. Szybkość wytwarzania biogazu rosła wraz ze zwiększaniem początkowego ładunku związków organicznych wprowadzanych do modelowych komór fermentacyjnych i mieściła się w zakresie od 96,3 do 236,5. Analiza składu biogazu wykazała, iż najwyższe stężenie metanu uzyskano przy obciążeniu 1,0 g/l.

EN

The study aimed to determine the effect of the load cell model anaerobic load of organic substances contained in the whey acidic fermentation kinetics of transformation. Specified rate of biogas production and the amount and composition of the product gas quality sludge anaerobic metabolism. The highest yield of biogas rate of 945 ml was obtained during the application of the load of 4.0 g / l, the ratio of production rate of 0.25 k 1 / d Biogas production rate increased with the increase of the initial charge of organic compounds introduced into the digester and the model was in the range from 96.3 to 236.5. Biogas composition analysis revealed that the highest concentration of methane was obtained at a load of 1.0 g / l

15

Wpływ ciśnienia transmembranowego i cut-off membrany na wydajność i selektywność procesu ultrafiltracji modelowych roztworów koncentratu białkowego serwatki z dodatkiem kwasu mlekowego

Ozygała A., Szaniawska D.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2011

|

Nr 5

80-81

PL

Badano proces ultrafiltracji modelowych roztworów koncentratu białkowego serwatki z dodatkiem kwasu mlekowego. Przeprowadzono analizę wpływu ciśnienia oraz ci/f-p//'membrany na wydajność i selektywność procesu separacji membranowej. Wynika z niej, że z punktu widzenia możliwości zastosowania w bioprocesie wspomaganym membranami do otrzymywania kwasu mlekowego z odpadowej serwatki w procesie ciągłym, lepszą charakterystykę posiada membrana o cut-off 1 kDa w warunkach ciśnienia transmembranowego 0,3 MPa.

EN

The ultrafiltration of model protein conccntratc solutions of whey with lactic acid addition was investigated. An influence of pressure and membrane cutoff on yield and selectivity of membrane separation process was analyzed. From a point of view of membrane-supported continuous bioprocess in the production of lactic acid from waste whey, it can be stated that the better characteristic represents the membrane of 1 kDa cut-off at transmembrane pressure of 0.3 MPa.

16

Oczyszczanie strumieni poprodukcyjnych z procesów przetwórczych mleka

Kawalec-Pietrenko B., Kucharska K., Hołowacz I.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2011

|

Nr 5

52-53

PL

Zaproponowano zastosowanie substancji powierzchniowo czynnych w celu poprawy efektywności usuwania białek z serwatki metodą separacji pianowej. Stwierdzono, że zastosowanie surfaktantów anionowych SLS, Rosul-fami L, Sulforokanohi L327 i ABS/Na powoduje podwyższenie końcowego współczynnika wyflotowania w porównaniu do flotacji z roztworów białek oraz opóźnienie początku flotacji białka w stosunku do początku flotacji substancji powierzchniowo czynnej.

EN

Application of selected surfactants was proposed to improve the efficiency of protein removal from whey streams by the foam separation technique. It was found that the use of anionic surfactants SLS, Rusulfan L, Sulforokanol L327 and ABS/Na causes an increase of the final removal ratio comparing to protein removal ratio from pure protein solutions. It also causes a delay in the beginning of protein flotation comparing to the start point of surf; flotation.

17

Cascade reactor system for methanogenic fermentation

Jabłoński S., Krasowska A., Januszewicz J., Vogt A., Łukaszewicz M.

Challenges of Modern Technology

|

2011

|

Vol. 2, no. 4

37--41

EN

Methanogenic fermentation is promising method of obtaining environment-friendly energy. Moreover it can be used for disposal of sewage and other organic waste. However process complexity and susceptibility makes it difficult for application on a large scale. A new laboratory stand for studding of anaerobic digestion was developed. Three fermentation vessels and automated control system provides flexibility essential in investigation of digestion of different substrates and testing of different reactors configurations. Cheese whey is a troublesome dairy waste, potentially suitable for biogas production. Stable fermentation conditions for whey fermentation were obtained with the organic loading rate of 5 kg COD/m3 and methane production efficiency of 0,3 m3/kg COD. On the basis of obtained data the size of small biogas plant for average dairy was calculated.

18

Kosmetyczne zastosowania serwatki

Śliwa K., Sikora E., Ogonowski J.

Wiadomości Chemiczne

|

2010

|

[Z] 64, 5-6

507-531

EN

Milk, as colloidal mixture of proteins, lipids and vitamins is applied by known cosmetic producers. In cosmetics, milk occurs as moistening and biologically active agent (i.e. the source of vitamins and proteins), which is able to rebuilt structural proteins of skin. Moreover, milk products, such as lactose, casein or whey are potential cosmetic raw materials. Whey, which is a waste from dairy industry is a valuable raw material for further processing. Chemically, whey contains lactose, proteins, fats, lactic acid, group B vitamins and minerals, so it can be a natural source of valuable cosmetic components. Apart from biological activity, also other functional properties of whey proteins like binding of water, foams stabilizing and emulsifying properties are worth attention. The application of whey as the cosmetic raw material from one side affords another way of whey utilization and on the other side it allows to obtain natural cosmetic products.

19

Zakażenie bakteriofagowe zagrożenie procesów fermentacyjnych w mleczarniach

Schmidt M., Olejnik-Schmidt A.

Przemysł Spożywczy

|

2009

|

T. 63, nr 10

36-41

PL

Infekcje bakteriofagowe są dużym problemem w przemyśle fermentacyjnym, zwłaszcza w mleczarniach. Zanieczyszczenie fagami często prowadzi do lizy kultury starterowej – powoduje pogorszenie jakości, a nawet zepsucie produktu. Bakteriofagi są wirusami infekującymi komórki bakterii. W środowiskach mleczarni najczęściej występują fagi typu 936, c2 i P335. Do klasycznych metod detekcji fagów należą: metoda płytek dwuwarstwowych, test zakwaszenia i koagulacji mleka oraz próby reduktazowe. Ze względu na długi czas oczekiwania na wyniki tych testów, opracowano nowoczesne, szybkie metody oparte na metodzie PCR. Głównymi sposobami eliminacji infekcji fagowych są sterylizacja mleka i stosowanie kultur starterowych złożonych z fagoopornych szczepów pozbawionych profagów. Natomiast eliminację wtórnych zakażeń (za główne ich źródło uważa się serwatkę) można osiągnąć przez rotację kultur starterowych i zastosowanie szeroko pojętej higieny produkcji.

EN

Bacteriophage infection imposes a serious threat for biotechnology industry, especially in dairy field. Phage contamination often leads to lysis of starter culture causing reduction of product quality or even loss of whole batch. Bacteriophares are viruses that infect bacteria. The most predominant phage types isolated from dairy plant environments are 936, c2 and P335. Conventional phage detection techniques (double--agar plates, milk acidification and coagulation, or redox tests) give results in few hours, thus modern techniques based on PCR were developed. To eliminate primary sources of fages milk should be sterilized and the starter cultures used should be based on phage- -unrelated and insensitive as well as prophage-free strains. Preventative measures of secondary infection (as whey is considered for being its major source) involve starter rotation and extensive cleaning and sanitization of process equipment and plant environment.

20

Badanie możliwości procesowych obniżenia skażenia wód śródlądowych serwatką

Kawalec-Pietrenko B., Hołowacz I., Kucharska K.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2009

|

Nr 5

51-52

PL

Zaproponowano zastosowanie separacji pianowej do wydzielenia białek z serwatki. Zbadano wpływ pH, stężenia początkowego białek, prędkości przepływu powietrza oraz obecności addytywów na efektywność separacji białek serwatkowych w pólperiodycznej kolumnie bar-botażowej. Dla wybranych warunków badano także przebieg flotacji białek serwatkowych oraz wartość współczynnika ChZT

EN

Foam separation was proposed for the removal of whey protein. The efficiency of foam separation in whey proteins' solutions was studied for various solution pH values, different concentration of solutions, different gas velocities and used additives. The flotation course of whey protein from the aqueous solution and COD factor were determined.