FORSCHUNGAUFBEREITUNG von Milchproteinkonzentraten durch Ultrafiltration und kontinuierliche Diafiltration: Einfluss des Prozessdesigns auf die Gesamteffizienz

Hochmilchproteinkonzentrate (> 80% auf Trockengewichtsbasis) werden typischerweise durch Ultrafiltration (UF) mit Diafiltration (DF) mit konstantem Volumen hergestellt. Um die Proteinretention im kommerziellen Maßstab zu maximieren, werden üblicherweise polymere spiralgewickelte UF-Membranen mit einem Molekulargewichtsgrenzwert (MWCO) von 10 kDa verwendet. Flussabfall und Membranfouling während UF wurden ausführlich untersucht, und die Auswahl einer optimalen UF-DF-Sequenz wird voraussichtlich einen erheblichen Einfluss sowohl auf die Prozesseffizienz als auch auf das Volumen der erzeugten Nebenprodukte haben. Das Ziel dieser Studie war die Charakterisierung der Leistung des UF-DF-Prozesses durch Bewertung des Permeatflussabfalls, des Verschmutzungswiderstands, des Energie- und Wasserverbrauchs und der Retentatzusammensetzung als Funktion von MWCO (10 und 50 kDa) und UF-DF Sequenz . Die UF-DF-Experimente wurden an pasteurisierter Magermilch unter Verwendung eines Pilotfiltrationssystems durchgeführt, das bei 50 ° C unter einem konstanten Transmembrandruck von 465 kPa betrieben wurde. Die Ergebnisse zeigten, dass MWCO keinen Einfluss auf den Permeatfluss für die gleiche UF-DF-Sequenz hatte. Irreversible Resistenz war auch ähnlich für beide Sequenzen, unabhängig von der MWCO, was darauf hindeutet, dass lösliche Proteinablagerung innerhalb der Poren ist ähnlich für alle Bedingungen. Trotz geringerer Permeatflüsse und größerem reversiblen Widerstand für die 5 × -0,8 DV-Sequenz war der Gesamtenergieverbrauch der 2 UF-DF-Sequenzen ähnlich. Die 3,5 ×–2DV-Sequenz benötigte jedoch mehr Wasser für DF und erzeugte größere Mengen an zu verarbeitendem Permeat, was mehr Membranfläche erfordert und zu einer größeren Umweltbelastung führt. Eine vergleichende Ökobilanz sollte jedoch durchgeführt werden, um zu bestätigen, welche Sequenz die geringsten Umweltauswirkungen hat.

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