p Os pesquisadores dizem que o alto teor de sal do soro - a parte aquosa do leite que fica para trás após a fabricação do queijo - ajuda a torná-lo um dos subprodutos mais poluentes da indústria de processamento de alimentos. Em um novo estudo, químicos demonstram o primeiro processo de dessalinização redox eletroquímica usado na indústria de alimentos, remover e reciclar até 99% do excesso de sal do soro de leite, enquanto simultaneamente refina mais de 98% do valioso conteúdo de proteína do soro. p De acordo com o Departamento de Agricultura dos EUA, o consumo de queijo disparou nos últimos anos, e as projeções estimam seu crescimento contínuo. O estudo relata que a produção de queijo contribui com cerca de 83% do fluxo total de resíduos na indústria de laticínios. Esse prejuízo ambiental, juntamente com uma necessidade crescente da população por sistemas alimentares sustentáveis, inspirou o professor de engenharia química e biomolecular da Universidade de Illinois Urbana-Champaign, Xiao Su, a abordar este desafio usando tecnologias eletroquímicas avançadas.

p O processo de dessalinização introduzido neste estudo usa até 73% menos energia e funciona a 62% do custo operacional associado aos sistemas convencionais de dessalinização, disseram os pesquisadores. Os resultados do estudo liderado pelo estudante de graduação de Illinois Nayeong Kim foram publicados no Chemical Engineering Journal .

p "Embora o excesso de soro de leite seja destruído por vários problemas ambientais de resíduos, a indústria de alimentos também o reconhece como uma valiosa fonte de nutrientes, "Su disse." Ao desmineralizar os sais altamente concentrados nos resíduos de soro de uma maneira sustentável, podemos eliminar um dos riscos ambientais associados ao processamento de laticínios e, ao mesmo tempo, desbloquear o acesso ao valioso recurso de proteína encontrado nos resíduos de soro de leite. "

p Su e sua equipe abordaram esse desafio introduzindo um sistema de diálise acoplado a redox químico - um dispositivo que não é muito diferente de uma célula de bateria. O método compreende dois canais controláveis ​​de forma independente para os resíduos de soro de leite e os eletrodos, separados por um par de membranas de troca iônica. Su disse que o processo permite a dessalinização contínua por meio de uma reação redox reversível.

p "Nosso sistema recupera proteínas de soro de leite valiosas sem o risco de agregação ou desnaturação de proteínas, "Kim disse." Além disso, o tamanho molecular das espécies redox é maior do que o tamanho dos poros da membrana, o que significa que não pode cruzar a membrana para contaminar as proteínas purificadas. Eu acredito que o sistema de eletrodiálise mediado por redox pode revolucionar a indústria de alimentos, enfrentando crises ambientais e nutricionais. "

p Durante o processo de purificação de proteínas, íons de sódio carregados positivamente se movem do canal de alimentação para o canal redox e se tornam quimicamente reduzidos no eletrodo negativo. Os íons de cloreto carregados negativamente se movem para o canal redox quando os íons reduzidos são oxidados no eletrodo positivo, resultando em uma regeneração sustentável do casal redox. O estudo relata que o canal redox pode manter sua concentração de eletrólitos, liberando os íons removidos para o canal de alimentação, e o cloreto de sódio recuperado pode ser reutilizado para temperar o queijo, tornando-o um processo de desperdício líquido zero.

p "Notavelmente, o desempenho da purificação de proteínas e recuperação de sal foi mantido ao longo de vários ciclos, demonstrando excelente estabilidade e ciclabilidade, "Su disse." No geral, nosso processo redox-eletroquímico oferece uma plataforma sustentável e eletrificada para a recuperação de proteínas valiosas de resíduos de produção de laticínios, com integração prevista com eletricidade renovável no futuro. Esperamos que este seja o início da pesquisa sobre a fabricação sustentável de alimentos em geral. "

p Su também é afiliada ao Instituto Beckman de Ciência e Tecnologia Avançada e engenharia civil e ambiental em Illinois. Choonsoo Kim, na Kongju National University na Coreia do Sul, e Jemin Jeon e Johannes Elbert, na U. de I., também contribuíram para o estudo.