Сыворотка является вторичным молочным сырьем, состав которой преимущественно представлен молочным сахаром (лактозой), сывороточными белками, остаточным жиром и солями. В молочной индустрии образуется несколько видов сыворотки: творожная, подсырная и казеиновая. Каждой из них свойствен свой типичный физико-химический состав и микробиологический фон.
Состав сыворотки колеблется в значительных пределах и зависит для подсырной сыворотки от вида вырабатываемого сыра и его жирности; для творожной - от способа производства творога и его жирности; казеиновой - от вида выпускаемого казеина. При выработке сыров расходуется в основном казеин и молочный жир, а остальные компоненты в значительном количестве переходят в сыворотку. Основным требованием при производстве сыра является максимальное использование казеинового белка, жира - в соответствии с жирностью производимого сыра, лактозы и минеральных солей - в необходимых для созревания сыра количествах.
Основным компонентом в составе сыворотки является лактоза, которая составляет в сухом веществе сыворотки 70-75% масс. За счет сбраживания лактозы в молочную кислоту в творожной сыворотке лактозы меньше, чем в подсырной, что отражается на кислотности сыворотки.
Молочный жир в сыворотке диспергирован больше, чем в молоке-сырье. Так, например, количество жировых шариков размером менее 2 мкм в сыворотке составляет порядка 70-75 %, а в молоке всего около 50 %.
Сывороточные белки являются очень термолабильными - температура денатурации находится около 60°С. Сnепень денатурации белков в сыворотке зависит от температуры, продолжительности ее воздействия и pH раствора.
Содержание казеиновой крошки в сыворотке зависит от множества производственных факторов. В ряду «казеиновая-подсырная-творожная» сыворотка содержание крошки растет. Крупную крошку отделяют на виброситах, а казеиновую пыль с размером частиц более 1,0 мкм эффективно удаляют с помощью сепараторов-осветлителей и используют в выработке молочных продуктов.
Остаточное количество молочного жира в сыворотке также зависит от вида вырабатываемого продукта, от содержания жира в нем и технологии производства. Независимо от массовой доли жира наибольшее число жировых шариков имеет диаметр 1-2 мкм, а основной объем жира заключен в шариках размером 2-6 мкм. Молочный жир удаляют из сыворотки с помощью сепараторов в виде, так называемых, подсырных сливок.
В сыворотке быстро развиваются различные группы микроорганизмов, происхождение которых тесно связано как с остаточной термостойкой и термофильной микрофлорой пастеризованного молока, так и с микрофлорой заквасок, используемых в производстве. К тому же из основного производства сыворотка поступает с температурой около 30оС, что соответствует точке провокации роста большинства молочнокислых бактерий.
Кроме перечисленных групп микроорганизмов, в сыворотке, как правило, имеется значительное количество представителей так называемого вторичного обсеменения, возникающего в ходе технологического процесса. Среди микрофлоры вторичного обсеменения встречаются представители молочнокислых и уксуснокислых бактерий, бактерии группы кишечных палочек, плесневые грибы, дрожжи, а так же различные группы споровых микроорганизмов.
Из молочной сыворотки производят различные сухие продукты с различным физико-химическим составом и, как следствием, маржинальностью. Одной из наиболее востребованной на рынке группой производимой продукции являются концентраты сывороточных белков. В зависимости от содержания балластных соединений чистота концентрата градируется в интервале от 35 до 90 %. Концентрат сывороточных белков с максимальной степенью чистоты – 90 % называется изолят. Он характеризуется очень низким содержанием остаточного жира и микробиологическим фоном. Обеспечить эти два важнейших показателя возможно применяя оборудование микрофильтрации сыворотки. Поры микрофильтрационных керамических мембран обеспечивают эффективную задержку мельчайших частиц казеиновой пыли, жира, бактерий и спор. Полученную осветленную сыворотку отправляют на концентрирование или на глубокую переработку. Благодаря высокой пористости мембран обеспечивается высокая удельная производительность мембран, что снижает требуемую площадь фильтрации и соответственно капитальные и эксплуатационные затраты на микрофильтрацию сыворотки. Возможность к эксплуатации при высоких температурах и жестких режимах рН позволяют успешно регенерировать мембраны по окончании производственного цикла.