L'ultrafiltrazione (UF) con membrane polimeriche spiralate permette il recupero completo delle frazioni sieroproteiche e grasse; la nanofiltrazione (NF) effettuata sul permeato di UF, concentra il lattosio fino a circa 160 g/L, mentre l'osmosi inversa (OI) consente di concentrare la frazione salina fino a circa 15 g/L e di ottenere un'acqua ultrapura, con le caratteristiche di un'acqua minerale a causa del basso contenuto minerale (calcio, sodio, potassio, etc.). Il processo di trattamento del siero basato sull'impiego delle tecnologie di membrana consente un riutilizzo dei soluti, come le sieroproteine, all'interno dello stesso ciclo di lavorazione casearia, senza necessariamente giungere all'essiccamento, che comporta costi energetici aggiuntivi e il rischio di denaturazione della matrice.Attribuendo alle sieroproteine un valore commerciale di circa 2.000 Lit/Kg peso secco, e al lattosio ottenuto in forma di polvere, di circa 1.200 Lit/Kg peso secco, il processo di trattamentodel siero raggiunge un interesse commerciale a partire da una scala produttiva di
50 m3/giorno di siero prodotto.Il siero costituisce una fonte di sostanze alimentari nobili che, se valorizzate, possono costituire una vera e propria fonte di ricchezza, nonostante esso costituisca oggi un problema dei centri caseari per la difficoltà di controllarne il rilascio ambientale a norma di legge.
Nel nostro Paese, l段ndustria di trattamento e lavorazione del siero di caseificazione non è molto sviluppata, nonostante il settore lattiero-caseario abbia raggiunto un ruolo economico piuttosto consistente. Per queste ragioni, le aziende si trovano ad affrontare da anni una grave emergenza ambientale dovuta alle difficoltà tecnico-economiche legate allo smaltimento dei reflui, dovendo rispettare le normative ambientali nazionali e comunitarie.
Attualmente (1998) le necessità di adeguamento alle normative nazionali, ed in particolar modo all'ultimo decreto Ronchi (D.P.R. del 05/02/1997 n. 22) pone i produttori di fronte alla necessità di adeguarsi alla normativa ambientale europea, sostenendo i costi del trattamento depurativo. Per contribuire alla soluzione del problema nel rispetto dell'ambiente, è necessario mettere a punto dei processi "ad hoc" che consentano di massimizzare il recupero dei componenti chimici del siero, contribuendo così alla contemporanea depurazione dell'effluente.
Le tecnologie di filtrazione selettiva, fino a livello ionico, sono le uniche che consentono il recupero differenziato di tutte le componenti chimiche del siero, senza provocare alcuna denaturazione. L置ltrafiltrazione, per il recupero di un concentrato di sieroproteine e l弛smosi inversa, per il recupero di lattosio sono state applicate con successo a partire dagli anni sessanta, anche in campo lattiero caseario.
Esse presentano l段ndubbio vantaggio, rispetto ai trattamenti termici e chimici, di operare in blande condizioni di temperatura, senza quindi alterare le proprietà della componente organica del fluido in alimentazione (sieroproteine, lattosio ecc.), producono permeati praticamente sterili, richiedono scarse additivazioni chimiche e presentano ridotti consumi energetici. Le tecnologie di membrana sono principalmente impiegate per il trattamento di concentrazione del latte e nel frazionamento del siero, per la produzione di succhi di frutta, per il trattamento di chiarificazione del vino e di bonifica dei mosti, nell段ndustria saccarifera e nei processi di recupero delle proteine da varie matrici (uovo, soia, ecc.).Il carattere modulare degli impianti a membrana consente un immediato dimensionamento degli stessi, sia per le esigenze della piccola e media industria che per le applicazioni di larga scala.
Tali caratteristiche consentono di prevedere il trasferimento di un processo di membrana provato sperimentalmente in scala ridotta a un settore, quale il lattiero-caseario, caratterizzato da aziende di dimensioni molto variabili.Le tecnologie di membrana, come la microfiltrazione (MF), l置ltrafiltrazione (UF),
la nanofiltrazione (NF), l弛smosi inversa (OI), etc., operando a basse temperature (20-80 °C) e in condizioni isoterme, si prestano in modo particolare ad essere applicate nei processi agroalimentari. Processi e prodotti dell段ndustria agro-alimentare sono in continua e anche sostanziale trasformazione per soddisfare le nuove esigenze alimentari del consumatore.Con le tecniche di filtrazione tangenziale, è possibile ottenere dal siero nuovi prodotti a base di sieroproteine, vitamine, sali minerali e glucidi, di grande interesse nutrizionale e commerciale.
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