Применения мембранной фильтрации в обработке сыворотки

 Печать

История обработки сыворотки

До того как в конце 1960-х началось применение мембран в молочной промышленности, сыворотка считалась отходом сыроделия. Прогресс обработки сыворотки обусловлен тремя главными факторами: увеличением стоимости ее сброса, появлением новых технологий выделения сывороточных белков и научными исследованиями, которые обнаружили ценные питательные и биологические свойства этого продукта.

Обратный осмос

Обратный осмос (ОО) характеризуется отсечкой по молекулярной массе (ОММ) ниже 200 Дальтон. ОО мембраны задерживают все растворенные вещества сыворотки. Пермеатом является вода и некоторые органические кислоты с такой же тетраэдральной структурой, как у воды.

Обратный осмос сыворотки

Концентрирование сыворотки и УФ пермеата посредством обратного осмоса позволяет увеличить содержание сухого вещества до 20 %.

Применения

Транспортирование Предварительное концентрирование сыворотки или УФ пермеата перед транспортированием.

Повышение производительности выпарных аппаратов Для более эффективного выпаривания сыворотки или УФ пермеата их можно предварительно сконцентрировать обратным осмосом. Применение систем ОО обычно является самым экономичным способом повышения производительности сушилок сыворотки.

Нанофильтрация сыворотки

Нанофильтрация (НФ) характеризуется отсечкой по молекулярной массе (ОММ) от 100 до 1000 Дальтон. НФ мембраны задерживают все растворенные вещества сыворотки, кроме одновалентных ионов. Пермеатом является вода, одновалентные соли и некоторые органические кислоты, с такой же тетраэдральной структурой, как у воды.

Нанофильтрация сыворотки Концентрирование и деминерализация сыворотки и УФ пермеата посредством нанофильтрационных мембран позволяет увеличить содержание сухого вещества до 24 %.

Применения:

Транспортирование Предварительное концентрирование и частичная или полная деминерализация сыворотки или УФ пермеата перед отправкой на установку обратного осмоса.

Повышение производительности выпарных аппаратов Частично или полностью деминерализованная сыворотка и УФ пермеат также применяются как исходный раствор для выпаривания, что увеличивает производительность выпаривания и повышает ценность продукта благодаря меньшей минерализации.

Извлечение солей сыворотки Соленая сыворотка образуется в сыроделии при посоле сыров. Соль (хлорид натрия) вытесняет остатки сыворотки из сырного сгустка при формировании блока. Соленая сыворотка образуется в небольшом количестве и потому ее можно подвергнуть периодической диафильтрации на наномембранах, чтобы вымыть избыток соли и довести до состава сладкой сыворотки.

Ультрафильтрация сыворотки

Ультрафильтрация характеризуется отсечкой по молекулярной массе (ОММ) от 3000 до 100 000 Дальтон. В молочной промышленности обычно применяется отсечка 10 000 Дальтон. Это традиционный порог отделения сывороточных белков от лактозы, применяемый для производства концентратов сывороточного белка с уровнем белка 35-85 %.

Ультрафильтрация сыворотки

Отделение жиров и высокомолекулярных сывороточных белков от низкомолекулярных компонентов - небелкового азота (НБА), лактозы и минеральных веществ.

Применения

Производство 35…65 % концентратов сывороточного белка: содержание сухого вещества 10…28 % зависит от характеристик сырья.

Производство 70…85 % концентратов сывороточного белка: В зависимости от характеристик сырья может потребоваться удаление жира микрофильтрацией. Необходима диафильтрация.

  Баланс массы для КСБ
  КСБ 35 КСБ 50 КСБ 65 КСБ 80 КСБ 85 КСБ 85 КСБ 90
Сладкая сыворотка, фунты/сутки 1,000,000 1,000,000 1,000,000 1,000,000 1,000,000 1,000,000 1,000,000
Коэффициент концентрирования 5.56 11.10 23.14 41.90 42.87 ~50 ~55
Диафильтрация, % от расхода сырья* 0.0% 0.0% 0.0% 3.6% 16.6% 13.0% 22.0%
УФ пермеат, фунты/сутки 820,185 909,959 956,794 1,012,007 1,142,940 1,092,282 1,183,922
УФ пермеат, сухое вещество 5.09% 5.25% 5.32% 5.22% 4.67% 3.96% 3.14%
КСБ, фунты/сутки 179,815 90,041 43,206 23,893 23,329 19,816 18,139
КСБ, сухое вещество 10.13% 13.53% 21.02% 30.00% 28.24% 26.72% 25.60%
Площадь МФ мембран           882.0 882.0
МФ пермеат, фунты/сутки           291,911 291,911
МФ пермеат, сухое вещество           5.51% 5.51%
МФ концентрат, фунты/сутки           17,980 17,980
МФ концентрат, сухое вещество           12.00% 12.00%
Порошок, фунты/сутки 18,974 12,690 9,460 7,467 6,863 5,515 4,837
               
Состав порошка:              
Протеин 30.7% 45.3% 60.0% 75.0% 80.3% 79.7% 88.9%
Небелковый азот 2.9% 2.7% 2.4% 1.8% 1.3% 1.9% 1.1%
Лактоза 52.1% 37.7% 23.3% 9.4% 5.3% 10.6% 3.8%
Кислота 1.4% 1.1% 0.7% 0.3% 0.2% 0.3% 0.1%
Зола 6.3% 5.5% 4.6% 3.2% 2.2% 3.2% 1.8%
Жир 2.6% 3.8% 5.0% 6.2% 6.7% 0.3% 0.3%
Влага 4.0% 4.0% 4.0% 4.0% 4.0% 4.0% 4.0%
  100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0%
               
Выход белка 97% 96% 95% 93% 92% 73% 72%
Выход общего белка 80% 76% 74% 72% 70% 56% 54%
               
* Включая диафильтрационную воду при МФ и УФ
               
  35.04% 49.96% 65.03% 80.00% 84.99% 84.99% 93.75%
  33.6% 48.0% 62.4% 76.8% 81.6% 81.6% 90.0%
               
  3.24 6.38 13.14 23.43 23.61 22.19 23.7
  0.31 0.38 0.53 0.57 0.39 0.52 0.3
  5.5 5.31 5.1 2.94 1.56 2.96 1.01
  0.15 0.15 0.15 0.1 0.06 0.09 0.03
  0.66 0.78 1 1.01 0.65 0.89 0.48
  0.27 0.53 1.1 1.95 1.97 0.07 0.08
               
  10.13 13.53 21.02 30 28.24 26.72 25.6
  96.00% 96.00% 96.00% 96.00% 96.00% 96.00% 96.00%

Микрофильтрация сыворотки

Микрофильтрация характеризуется отсечкой по молекулярной массе (ОММ) от 50000 до 500000 Дальтон.

Микрофильтрация сыворотки Отделение жиров и высокомолекулярных сывороточных белков от низкомолекулярных сывороточных белков, небелкового азота, лактозы и других низкомолекулярных веществ.

Применения:

Удаление жира для производства ИСБ Ограниченные возможности сепараторов приводят к высокому содержанию жира в КСБ. Высокая доля жира ограничивает максимальное содержание белка в сухом КСБ уровнем 80-84 %, в зависимости от качества сырья. Доля жира в изоляте сывороточного белка (ИСБ) должна быть меньше 0,5 %.

Удаление бактерий Применение специальных керамических мембран позволяет снизить содержание бактерий и спор в концентратах и изолятах сывороточного белка, по крайней мере, на 4 порядка (99,99 %) – в зависимости от их содержания в сырье.
Request Information
Should you require any additional information concerning our customized membrane filtration plants or have any questions, please

click here to request more information

Назад Top of page Наверх