Op 10 april 2025 vond het voorjaarssymposium van het Genootschap ter bevordering van Melkkunde plaats bij FrieslandCampina te Wageningen

Samen met Dutch Membrane Society (NMG) is er een zeer succesvol en uitverkocht symposium bij FrieslandCampina in Wageningen over membranen in de zuivel georganiseerd. Het beste van twee werelden bij elkaar!

Verslag van het symposium met dank aan de redactie: Betsie Slaghuis, Tineke van der Haven en Martin Warmerdam, Yves De Groote (coördinator).

 Op 10 april 2025 vond het voorjaarssymposium van het Genootschap ter bevordering van Melkkunde plaats bij FrieslandCampina te Wageningen
Samen met Dutch Membrane Society (NMG) is er een zeer succesvol en uitverkocht symposium bij FrieslandCampina in Wageningen over membranen in de zuivel georganiseerd. Het beste van twee werelden bij elkaar!
________________________________________
Margo Jansen, bestuurslid van het Genootschap Melkkunde en werkzaam bij FrieslandCampina in de babyvoeding, heette de grote opkomst welkom. Daarna heeft Marcel Gorselink, verantwoordelijk voor de Research & Development, kort iets verteld over de vestiging in Wageningen. De R&D afdeling is ontstaan na de fusie van Friesland Foods met Campina in 2010. Na afloop van het symposium is er een rondleiding geweest langs de diverse afdelingen in het gebouw dat sinds 2023 in gebruik is. Als voorbeelden van de resultaten van de R&D activiteiten werden Friso Signature en Lattiz genoemd. Friso Signature is babymelkpoeder met bio activiteit en Lattiz is koffieschuim dat met behulp van membraantechnologie wordt gemaakt.

Vervolgens heeft Sybren Sikkes, voorzitter van het Genootschap Melkkunde in het kort de geschiedenis van het Genootschap verteld. Jeffey Felix heeft dat als vicevoorzitter gedaan voor het Membranengenootschap, ontstaan in 1991, en waarbij kennisuitwisseling in de hele keten belangrijk is.

Hygienic Solutions: EHEDG’s role in Membrane System Design
Patrick Wouters, een zoon van erelid Jan Wouters, ging nader in op hygiënisch ontwerpen van membraansystemen. Hij is Global Hygienic Design Lead bij Cargill en ook EHEDG WG Chair. Wouters heeft 35 jaar ervaring in de voedingsmiddelen en dranken industrie. EHEDG, de European Hygienic Engineering & Design Group, is in 1989 opgericht als een non-profit organisatie. Deze organisatie is opgezet om hygiënisch ontwerp en ontwerp-eisen te bediscussiëren en definiëren om de voedselveiligheid en -kwaliteit, de efficiëntie en duurzame processen te managen.
De organisatie heeft inmiddels 750 leden en houdt kantoor in Amsterdam. De werkzaamheden omvatten het opstellen van richtlijnen (Inmiddels zijn er zo’n 60) in werkgroepen, het verzorgen van trainingen en opleidingen en is er een certificatieprogramma met testen. De werkgroepen hebben als werkgebied bijvoorbeeld: verpakking van droge materialen, gesloten apparatuur voor vloeibare producten, verpakkingsmachines inclusief vulmachines, algemene principes voor materialen en oppervlakken, fabrieksontwerp, hitte behandeling en reiniging en desinfectie. Er zijn publicaties, een website, een nieuwsbrief en LinkedIn om te communiceren.
De hygiënisch ontwerp doelen en principes zijn getoond. Daarbij is het van belang dat fysische, chemische en microbiologische risico’s en contaminanten worden gedefinieerd. De principes zijn: mogelijkheid om te draineren, te reinigen, af te scheiden, toegang te krijgen en het materiaal waarvan machines en onderdelen zijn gemaakt.
Hygienic Design Risk Management
Voor een systematische aanpak is er de Hygienic Design Risk Management ontwikkeld met checklists. Als voorbeeld zijn foto’s van membraansystemen voor afvalwater getoond met nadruk om verschillende onderdelen: pompen, kleppen, pijpwerk, sensoren, framewerk en koppelingen.
Een ander voorbeeld was het toepassen van membraansystemen in de zuivel. Voor materiaal selectie waren de eisen dat het chemicaliën en proces condities kan weerstaan en dat het voedselveilige materialen moeten zijn. Als oplossing wordt dan roestvast staal en voedselveilige elastomeren genoemd en dat de gekozen materialen aan de EU richtlijn voldoen. Voor pompen waren de eisen dat ze zo ontworpen moeten zijn dat ze goed te reinigen zijn en dat voedselveilig materiaal gebruikt wordt. Uiteindelijk is de oplossing dat een EHEDG gecertificeerde pomp toegepast wordt. Zo worden de lasnaden, de kleppen, de sensoren, het framewerk en de koppelingen behandeld.
Samenvattend werd gesteld dat het machine ontwerp essentieel is voor het managen van voedselveiligheid en -kwaliteit, dat met een systematische risico gebaseerde benadering, de goede ontwerp oplossing opgesteld kan worden en dat de EHEDG richtlijnen een grote bijdrage kunnen leveren bij hygiënisch ontwerp.

Dairy membrane processes and the flow distribution
Marcel Dusamos is werkzaam bij Diversy Solenis. Als “knowledge based services leader” voor Noord-Europa werkt hij al meer dan 35 jaar in de voedings- en drankenindustrie. Dusamos is specialist op het gebied van de reiniging en reinigingstoepassingen. In de laatste 20 jaar heeft vooral ook membaanfiltratie zijn belangstelling.
De reinigingstoepassingen van Diversy Solenis omvatten een groot gebied. Naast de dranken- en voedigsmiddelenindustrie behoren daartoe ook de reiniginsprocessen bij bereiding van water voor industrieel gebruik, verpakkingsmateriaal (papier en papierpulp), in de instituties in de keten van dranken en voedselbereiding en de noodzakelijke voorzieningen daarbij, in winkels en kantines. Ook de hygiëne in de gezondheidszorg, horeca, overheidsinstellingen et cetera hoort onder het werkgebied.
Niet eenvoudig
Zuivelinstallaties zijn heel gevoelig voor vervuiling. Afzettingen moeten voorkomen worden. Dit kan door vooraf producten te verdunnen. Uiteraard zijn ook het ontwerp en de bouw van de installaties van grote invloed. De processen die daarbij worden toegepast zijn gewoonlijk niet eenvoudig. Met name zuivel is een lastig gebied vanwege de zeer gevarieerde en veelzijdige samenstelling van de grondstof en de producten. Moeilijkheid daarbij zijn de ingewikkelde slecht te begrijpen stromingen in membraan-installaties. Dit alles maakt het reinigingsproces complex. Men moet altijd rekening houden met de twee circuits van zowel het permeaat als van het retentaat. Hoge eisen worden gesteld aan het reinigingswater, besmettingskans en veiligheid van de eindproducten.
CIP reiniging en de membraanreiniging
Tussen de gebruikelijk CIP-reiniging en de membraanreiniging zijn aanzienlijke verschillen. Die komen vooral door de verschillende vormen van vervuiling en de beperkingen die aan de reiniging van de membranen kleven. De inbreng van de chemie is bij de laatste belangrijker. Bij de reiniging van membraaninstallatie gaat het circuleren veel trager en het vaak hoge droge-stofniveau tot welk men gaat bemoeilijkt ook de reiniging. Bij CIP-reiniging kan met intensieve stroming en hoge temperaturen veel effect bereikt worden. De reiniging van membranen en membraaninstallaties vereist een veel subtielere aanpak.
Dusamos illustreert het verloop van de reiniging aan de hand van een schema van een enkelvoudig membraanproces met één stromingsverloop en een meervoudig systeem met meer membraanprocessen naast elkaar. In het laatste geval lopen veel stromingen door elkaar en is er weinig inzicht en overzicht hoe die inwendige stromingen verlopen. In dat geval zijn de stromingen niet of heel moeilijk meetbaar.
Meervoudig proces
In de zuivel gaat het om een meervoudig proces omdat beide circuits van permeaat en retentaat van belang zijn. Bijsturen van het stromingsproces leidt dan vaak tot nog moeilijker te beheersen situaties. Daarom is het advies dan altijd om niet te snel bij te sturen of het proces proberen te regelen. Vaak komt het proces dan zelf in een stabiele toestand. Bij ontwikkelen van procescontrole is het zaak om zich vooral te richten op het begrijpen van de stromingen waarbij membraansoorten, circulatiepatronen en vloeistofverdeling van grote invloed zijn en vooral niet te snel te reageren en in te grijpen bij het bijsturen. Dusamos vat zijn inleiding samen met de conclusie dat het voor een effectief en stabiel proces van het grootste belang is dat men de interne stromingen zowel bij de bereiding van de producten als bij de reiniging moet kennen en begrijpen.

Toekomstbestendige zuivel via membranen
Onder de titel Toekomstbestendige zuivel via membranen volgde de lezing van dr. Peter de Jong, die zijn affiniteit met de zuivel via zijn boerenafkomst van huis uit verklaarde en inmiddels een uitgebreid visitekaartje presenteert als Professor Dairy Process Technology Van Hall Larenstein (Leeuwarden) , en ook als Principal Scientist Food Processing, NIZO, Ede naast zijn rol als Program director Institute for Sustainable Process Technology, Amersfoort.
Eiwittransitie
Zijn presentatie startte met de rol die melk en melkproducten spelen in de trend die wordt gevormd door de eiwittransitie: deze aanvankelijk steil stijgende trend zwakt af door de negatieve scores die de alternatieven verzamelen op aspecten als smaak, prijs, nutritionele waarde, textuur of houdbaarheid. En zuivelproducten handhaven zich dus prima dankzij de goede scores op deze criteria, ondanks trend of hype. Naast de volledig plantaardige alternatieven, kwamen er diverse hybride producten op de markt die wel beter scoren. Getoonde voorbeelden waren het hybride gehakt met 40% erwteneiwit bij de LIDL en yoghurt-achtige producten met melkvreemde bestanddelen.
Marktomvang
Hoewel de marktomvang van onderzoek en ontwikkeling rond eiwittransitie voor 2025 een halvering vertoont ten opzichte van vijf jaar terug, lijkt de toepassing van membraan-filtratietechnieken vooral in zuivel een positieve trend te vertonen. Met membraanfiltratie, die als milde technologie te boek staat en slechts beperkte investeringen vereist, blijven de functionele eigenschappen beter behouden, zijn eenvoudig opschaalbare processen te maken, met beperkte bijbehorende ecologische footprint en lage energie- en gebruikskosten, wordt een technologie met toekomstperspectief geschetst, aldus De Jong. Voor waterverwijdering zijn de energiekosten per volume-eenheid tientallen tot honderden malen lager dan evaporatie of sproeidrogen terwijl toch flink hoge droge-stof-niveaus realiseerbaar zijn (kostenverhouding 1:15:250).
Food-toepassingen
Naast toepassingen bij de winning van (drink-)water zijn food-toepassingen qua omvang de grootste met weer een prominente positie voor zuivel daarbinnen. Projecten richten zich vooral op de valorisatie van wei-eiwitten en ten behoeve van de symposiumdeelnemers van het NMG werd door spreker een korte cursus melk- en melkkunde verzorgd. En achtereenvolgens de beschikbare technieken kort besproken: micro-filtratie (MF) voor het verwijderen van wrongeldeeltjes, vet en micro organismen uit wei of Ultra-Filtratie (UF) in de productie van wei-eiwit-concentraten (WPC) of, na dialyse, van wei-eiwit-isolaten (WPI). Nano-filtratie (NF) als middel om gedemineraliseerd en geconcentreerd WPC te maken en elektrodialyse voor een soortgelijk doel. Als laatste technologieën werden Ion-Exchange en Chromatografie genoemd, met een rol in de productie van zuivere eiwit-isolaten zoals a-lactalbumine en lactoferrine.
Vervolgens toonde inleider dat de processing costs per ton melk lineair stegen met toenemende technische complexiteit, waarbij de opbrengstprijs van het resulterende product exponentieel steeg. De beste kwaliteit pure wei-eiwitten wordt momenteel verkregen door achtereenvolgens melk te centrifugeren, te microfiltreren (100 nm) en over een 10 kDa UF te leiden.
De Jong beschreef vervolgens dat andere food toepassingen, met name die uit het voormalige hart van de eiwittransitie, spaak lopen op de eerdergenoemde sensorische, kwaliteits- en kostenaspecten. Op dit gebied is aanvullend fundamenteel, maar applicatie-gericht, onderzoek nodig om membraantechnologie beter inzetbaar te krijgen. Daarin werden twee platforms geïntroduceerd: zijn ‘eigen’ ISTP, die zich ten doel stelt technologie te ontwikkelen om de carbon-footprint bij ontwateringsprocessen in de productie van poeders vóór 2030 met 30% te beperken en hetzelfde tot -50% bij de productie van levensmiddeleningrediënten. Het tweede voorbeeld betrof een internationaal en multidisciplinair samenwerkingsverband van Universiteiten (Groningen, Delft, Wageningen, Eindhoven, Leuven en Twente), bedrijven (Danone, Unilever, DSM-firmenich, AVEBE, Cosun, Vreugdenhil, Pentair en Corbion (=ex-CSM) en instellingen als LTO-Noord, Invest.nl, NIZO, naast de Rabobank, onder de naam FASCINATING (Food Agro Sustainable Circular Nature Technology in Groningen) met het doel de nieuwe technologieën ook in de praktijk te kunnen testen en valideren.
Bottlenecks
Bottlenecks liggen vaak op het gebied van de vervuiling en korte levensduur van de membranen, de lange duur van reinigingscycli, een complexe operationele besturing en negatieve microbiologische aspecten (productie van: toxines, verstorende enzymen, off-flavours en biofilms). Enkele voorbeelden van mislukkingen passeerden de revue en er wordt ook naar AI gekeken op zoek naar verbeteringen. De TU Twente ontwikkelt momenteel een technologie om met ultrageluidsgolven membranen beter te kunnen reinigen.
Samenvatting: sinds de intrede van membraantechnologie binnen de zuivel, heeft het enorm bijgedragen aan de valorisatie van melkcomponenten en heeft het er mede voor gezorgd dat wei niet langer als bijproduct van de kaasproductie geldt. Met de kennis en ervaring uit de zuivel, passen nu ook ander sectoren in de voedingsindustrie de technologie toe, vooralsnog in de valorisatie van reststromen en energiebesparing bij wateronttrekking.
De volgende uitdagingen liggen in de eiwittransitie van dierlijk eiwit naar plant-based-materials waarbij de primaire zorgen liggen op het gebied van smaak, nutritionele waarde en functionele eigenschappen. Membraanfiltratie is daarbij te beschouwen als een key-unit-operation die voordelen biedt boven andere technologieën bij de ontwikkeling van hybride producten, die immers de beste papieren lijken te hebben om aan de wensen van toekomstige consumenten tegemoet te komen; naast de financiële eisen en randvoorwaarden van de producenten.

Membraan Technologie bij FrieslandCampina
Afsluitend een verslag van de laatste presentatie van de dag door Emiel Kappert met als titel Membraan Technologie bij FrieslandCampina, die goed aansloot bij die van de eerste spreker van de dag. Membraantechnologie deed in 1989 zijn intrede bij Friesland Foods en inmiddels passeert 75 % van de melk (direct of indirect) via een membraan. Qua membraan-oppervlakte is alleen drinkwater een grotere sector dan zuivel. Naast de eerder genoemde technologieën, voert Kappert ook Omgekeerde Osmose op als gebruiksgebied van membranen.
Geschetst worden voorbeelden van het filtreren van pekelwater maar de productie van natieve eiwitten direct uit melk voor de productie van baby- en kindervoeding (merknaam Friso Signature) springen meer in het oog. Ook de winning van MFGM (Milk Fat Globule Membrane) uit wei levert een bijzonder (rest-)product op met extra toegevoegde waarde dankzij haar functionele eigenschappen; dit product is rijk aan adsorptie-eiwitten met nog ongetwijfeld vele toepassingsgebieden in en buiten de kindervoeding.
In navolging van de eerdere sprekers rept ook Kappert van de uitdagingen voor het instellen van de processing prameters bij het gebruik en de reiniging van membranen. Hij maakt melding van hoge druk reiniging en Pulse Electric Field als technologie naast desinfectie door Uv-straling. Geen van die technologieën geraken echter nu al op een gewenst niveau qua reinheid en inactivatie van besmettingsflora. Het feit dat PFAS en Bisfenol-A essentiële grondstoffen zijn bij de productie van membranen, leverde de nodige regulatoire hoofdbrekens op toen deze op de EU-lijst van verboden food contact materials verschenen. Door tijdig contact te zoeken en op basis van duidelijke (veiligheids-)gegevens, bleef de toekomst van membraantechnologie intact. Tot slot werd nogmaals aangegeven dat er functionele verschillen zijn tussen wei-eiwitten gewonnen uit wei ten opzichte van die direct gewonnen uit ondermelk. Kappert kon hier verder niet op ingaan, echter, de redenen hierachter, waren reeds door de eerste inleider geschetst.