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限外ろ過（UF）膜の産業用途
ETPおよびSTP以外に、限外ろ過膜は、食品産業、乳製品産業、 染料の脱塩、「蛍光増白剤」および顔料（TiO2など）の精製、金属回収、医薬品 業界。
図1.1ホエイ濃度での限外ろ過プロセス
1.1乳業
a。ホエイ濃度
限外ろ過は、食品業界における膜ろ過スペクトルの次の段階です。それは、約３０００から１００，０００の分子量カットオフ範囲（ＭＷＣＯ）を有することを特徴とする。最も一般的なカットオフは、10,000MWの乳製品基準です。これは、 35％から85％WPCのホエイプロテインコンセントレート（WPC）を製造するために一般的に使用されるラクトースからホエイプロテインを分画するための従来のサイズです。
b。チーズの生産
チーズバットでは、ミルクの限外ろ過は固形分を増やすもう1つの方法です。逆浸透と限外ろ過の主な違い は、逆浸透はすべての乳固形分を保持し、限外ろ過は乳糖と多くの乳ミネラルが膜を通過できることです。これは、チーズメーカーにとってしばしばメリットがあります。このチーズは、処理するホエーが少なくなり、既存のチーズバットのスループットが向上するためです。
図1.2ソフトチーズを作る従来の方法と限外ろ過方法の比較
c。ミルク濃度
限外ろ過は、液体ミルク中のタンパク質を強化する方法として、液体ミルク中のタンパク質の割合を増やすために使用されています。これにより、流動乳に調理済みの風味を残すことが多い無脂肪粉乳や、NFDMの過剰な乳糖による甘味の増加とは対照的に、乳タンパク質の風味と口当たりを高める特性を自然に実現できます。得られた無脂肪または低脂肪の品種は、高脂肪を含まない全乳製品の風味と口当たりを持っています。
図1.3ミルク濃度の限外ろ過プロセス
d。アイスクリーム加工
アイスクリーム業界では、ミックス前のミルクの限外ろ過は、主に乳糖含有量を変更するために使用されます。アイスクリームのタンパク質レベルを上げると、水の流動性が高まりますが、脱脂粉乳固形分を加えると、全体的な乳糖含有量が増え、凍結中の結晶形成による砂質になります。限外ろ過は、透過液中の乳糖をいくつかの乳ミネラルとともに除去します。限外ろ過を使用すると、ラクトース濃度の増加による副作用なしにタンパク質を増加させ、凍結融解サイクルでの熱ショックが少ないため、より長い貯蔵寿命を実現できます。
乳糖を含まない、砂糖を含まない、または低炭水化物のアイスクリームの製造は、限外濾過とダイアフィルトレーション（水の添加）を組み合わせて、ミルクに含まれる乳糖の最大96％を除去することで実現できます。最終的なアイスクリーム製品は、最終製品のサービングあたり1グラム未満の炭水化物の範囲にすることができます。砂糖代替品の追加は、甘い歯の消費者を満足させ、成功したアトキンスダイエットとシュガーバスターダイエットによって推進されている成長している「炭水化物フリー」ダイエット市場でのアイスクリームの必要性を満たします。
1.2食品産業
a。粗パーム油（CPO）濃度
限外ろ過（UF）は、粗パーム油（CPO）の脱ガムに適用されている膜技術です。エネルギー消費量が少なく、化学薬品を添加する必要がなく、天然油の損失がほとんどないため、従来のCPO脱ガム技術の代替と見なされています。 原油濃度30％およ び40％のCPO-イソプロパノール混合物のUFを使用すると、次のことが可能になります。 供給温度が30°Cから45°Cの場合は99％以上のリン脂質を除去でき、供給温度が40°Cから45°Cの場合は93％近くのリン脂質を除去できます。 産業規制では、高品質のオイルには95％以上の中性TAGと0.5％以下のFFAが含まれている必要があると想定されています
パーム油の果実から抽出された原油は、パルミチン酸、β-カロテン、ビタミンEに加えて、リン脂質、遊離脂肪酸（FFA）、色素、タンパク質などの望ましくない化合物も豊富に含んでいます5–6。 CPOは、膨大な数のトリグリセリド（TAG）と6％のジグリセリド（DAG）で構成されており、これらは自然にFFA7で構成されています。産業規制では、高品質のオイルには95％を超える中性TAGと0.5％以下のFFAが含まれている必要があると想定されています。 産業規制では、高品質のオイルには95％を超える中性トリグリセリド（TAG）と0.5％以下の遊離脂肪酸（FFA）が含まれている必要があると想定されています。高濃度のCPOで膜表面に蓄積し、膜の細孔を塞いだ大きな粒子はTAGでした。
で 低濃度のCPOである主なファウリングメカニズムは、標準的なブロッキングであり、膜の細孔内に付着した小さな粒子を表し、細孔の収縮（細孔サイズの縮小）を引き起こしました。脂肪酸はリン脂質-イソプロパノールミセルよりも小さいため、膜の細孔を塞いでいた可能性のある化合物は脂肪酸でした。 低濃度のCPOでは、十分な量のリン脂質-イソプロパノールミセルが形成され、細孔の収縮によりリン脂質が高度に排除されました。一方、脂肪酸などの小分子は膜の細孔に入る可能性があります。
限外ろ過膜
図1.4 フロリダ大学 膜 CPOの濃縮に使用
b。植物油加工
これらの課題を克服するために、膜分離技術を従来の植物油精製に置き換えることができます。 SRNF Mメンブレンは、溶媒蒸発および脱酸段階の代替として、溶媒回収に使用できます。 さらに、適切な耐溶剤性限外ろ過膜 分子量カットオフ（MWCO）は、リン脂質 の効率的な分離と原油からの市販のレシチンの回収に使用できます。
図1.5 フロリダ大学 膜 植物油加工に使用
1.3 製薬業界
生体高分子（タンパク質、核酸、炭水化物）の不安定な流れは、高温や溶媒などを使用せずに、大規模でも経済的に処理できるため、限外ろ過は分離技術です。せん断変性は、低せん断（例えば、容積式）ポンプ。注入溶媒、血清、ワクチン、血漿は、品質と純度に関する最高水準を満たすために製造された製薬業界の製品のほんの一部です。
ウルトラフィルターは、多くのアプリケーションの製薬業界とバイオテクノロジーの要件に一致するように開発されたシステムを提供します。最終製品の一貫した品質を確保するために、製造プロセス全体が汚染されていない必要があります。目的は、限外フィルターメンブレンフィルターによって、信頼性が高く、安全で、費用効果の高い方法で達成されます。以下のタイプの限外ろ過膜が主に使用されています。これらは、「転相」法によって合成ポリマーから作られた非対称スキンメンブレンです。無機多孔質支持体およびZrC*2やアルミナなどの無機コロイドを適切なバインダーとともに利用する無機膜。
限外ろ過は、急速に成長しているバイオテクノロジー産業にとって強力な分離ツールになりつつあります。例としては、細胞の採取、注射薬の発熱物質除去、酵素精製などがあります。限外ろ過も バクテリアの収穫のための遠心分離に勝るいくつかの重要な利点を提供します。これらの利点は、限外濾過膜の非対称性により、マイクロ多孔質フィルターよりも細胞や破片による目詰まりを起こしにくくすることです。血漿製品の処理は、限外ろ過のもう1つの有望なアプリケーションです。コーンプロセスまたはいくつかの新しい方法によってヒト血漿を分画する場合、重要なタンパク質画分（アルブミンおよびグロブリン）を濃縮するか、これらの画分からアルコールおよび塩を除去する必要が生じます。これは限外ろ過によって便利に達成できます。
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