Aplicaciones industriales de las membranas de ultrafiltración (UF)
Además de ETP y STP, las membranas de ultrafiltración se utilizan en diversas industrias de procesamiento, como la industria alimentaria, la industria láctea, Desalinización de colorantes, purificación de "agente abrillantador óptico" y pigmentos (como TiO2), recuperación de metales, productos farmacéuticos Industria.
Figura 1.1 Proceso de ultrafiltración en concentración de suero
1.1 Industria láctea
un. concentración de suero
La ultrafiltración es la siguiente etapa en el espectro de filtración por membrana en la industria alimentaria. Se caracteriza por tener un rango de corte de peso molecular (MWCO) de aproximadamente 3000 a 100,000. El corte más común es el estándar lácteo de 10.000 MW. Este es el tamaño tradicional para el fraccionamiento de proteínas de suero de lactosa comúnmente utilizado para producir concentrados de proteína de suero (WPC) de 35% a 85% de WPC.
B. Producción de queso
En la tina de queso, la ultrafiltración de la leche es otra forma más de aumentar los sólidos. La principal diferencia entre la ósmosis inversa y la ultrafiltración es que la ósmosis inversa retiene todos los sólidos de la leche, mientras que la ultrafiltración permite que la lactosa y muchos minerales de la leche pasen a través de la membrana. Esto a menudo tiene un beneficio para el quesero, ya que este queso producirá menos suero para manipular y aumentará el rendimiento de las cubas de queso existentes.
Fig. 1.2 Comparación de la forma tradicional y la ultrafiltración de hacer queso blando
C. Concentración de leche
La ultrafiltración se está utilizando para aumentar el porcentaje de proteína en la leche líquida como método para fortalecer las proteínas en la leche líquida. Esto permite que las propiedades de mejora del sabor y la sensación en la boca de las proteínas de la leche se logren de forma natural en lugar de agregar leche descremada en polvo que a menudo deja un sabor a cocido en la leche líquida, así como una mayor dulzura por el exceso de lactosa en NFDM. Las variedades sin grasa o bajas en grasa resultantes tienen el sabor y la sensación en la boca del producto de leche entera sin la mayor cantidad de grasa.
Fig. 1.3 Proceso de ultrafiltración de concentración de leche
D. Procesamiento de helados
En la industria del helado , la ultrafiltración de leche antes de la mezcla se utiliza principalmente para alterar el contenido de lactosa. Aumentar el nivel de proteína del helado permite una mayor movilización de agua, sin embargo, agregar sólidos de leche en polvo sin grasa aumenta el contenido total de lactosa, lo que contribuye a la formación de arena por la formación de cristales durante la congelación. La ultrafiltración elimina la lactosa del permeado junto con algunos minerales de la leche. Con la ultrafiltración, puede aumentar la proteína sin el efecto secundario de una mayor concentración de lactosa y lograr una vida útil más larga debido a un menor choque térmico en el ciclo de congelación y descongelación.
La producción de helados sin lactosa, sin azúcar o bajos en carbohidratos se puede lograr usando ultrafiltración junto con diafiltración (adición de agua) para eliminar hasta el 96 % de la lactosa que se encuentra en la leche. El producto de helado final puede estar en el rango de menos de un gramo de carbohidrato por porción en el producto final. La adición de un sustituto del azúcar satisfará al consumidor goloso y cubrirá la necesidad de helado en el creciente mercado de personas que hacen dieta "sin carbohidratos" impulsado por las exitosas dietas Atkins y Sugar Buster.
1.2 Industria alimentaria
un. Concentración de aceite de palma crudo (CPO)
La ultrafiltración (UF) es una tecnología de membrana que se ha aplicado para el desgomado del aceite de palma crudo (CPO). Se considera como una alternativa a la tecnología de desgomado de CPO convencional debido a su menor consumo de energía, sin necesidad de agregar productos químicos y casi sin pérdida de aceite natural. Usando UF de la mezcla de CPO-isopropanol a concentraciones de crudo de 30 % y 40 %, podemos capaz de rechazar más del 99 % de fosfolípidos cuando la temperatura de alimentación es de 30 °C a 45 °C y casi el 93 % de fosfolípidos cuando la temperatura de alimentación es de 40 °C a 45 °C. Las normas industriales exigen que el aceite de alta calidad contenga más del 95 % de TAG neutros y un 0,5 % o menos de FFA
El aceite crudo extraído de los frutos del aceite de palma también es rico en ácido palmítico, β-caroteno y vitamina E, junto con algunos compuestos indeseables, como fosfolípidos, ácidos grasos libres (FFA), pigmentos y proteínas5–6. El CPO está compuesto por una gran cantidad de triglicéridos (TAG) y un 6 % de diglicéridos (DAG) que, naturalmente, consisten en FFA7. Las normas industriales exigen que el aceite de alta calidad contenga más del 95 % de TAG neutros y un 0,5 % o menos de FFA. Las regulaciones industriales exigen que el aceite de alta calidad contenga más del 95 % de triglicéridos neutros (TAG) y 0,5 % o menos de ácidos grasos libres (FFA). A alta concentración de CPO Las partículas grandes que se acumularon en la superficie de la membrana y bloquearon los poros de la membrana fueron TAG.
En bajas concentraciones de CPO, el mecanismo de ensuciamiento dominante fue el bloqueo estándar, que representa pequeñas partículas adheridas dentro del poro de la membrana y causa la constricción del poro (reducción del tamaño del poro). El compuesto que posiblemente bloqueaba los poros de la membrana era el ácido graso, ya que los ácidos grasos son más pequeños que las micelas de fosfolípido-isopropanol. A bajas concentraciones de CPO, se formó una cantidad suficiente de micelas de fosfolípido-isopropanol, y la constricción de los poros proporcionó un alto rechazo de fosfolípidos. Por otro lado, las moléculas pequeñas, como los ácidos grasos, pueden entrar en los poros de la membrana.
Membrana de ultrafiltración
Figura 1.4 UF Membranas utilizado en Concentración de CPO
B. Procesamiento de aceite vegetal
La tecnología de separación por membrana se puede sustituir en el refinado de aceite vegetal convencional para superar estos desafíos. Las membranas SRNF M se pueden utilizar para la recuperación de disolventes como alternativa a la evaporación de disolventes, así como a la etapa de desacidificación. Además, las membranas de ultrafiltración resistentes a los disolventes con El corte de peso molecular (MWCO) se puede utilizar para la separación eficiente de fosfolípidos y la recuperación de lecitina comercial a partir de petróleo crudo.
