Способ ультрафильтрации растворов молочных белков

 

Использование: в молочной промышленности при ультрафильтрации растворов молочных белков. Сущность способа; молочное сырье очищают, подают в мембранный модуль, проводят фильтрацию под давлением, полупроницаемые мембраны подвергают модификации свободными липидами молока в количестве 28 - 30 г жира на 1 м мембраны и омывают поверхность полупроницаемой мембраны молочным сырьем.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РеспУБлик

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

t. » @ " МЖЦ Ь . -@

Вж

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4702373/13 (22) 06.06,89 (46) 15.07.92. Бюл.hh26 (71) Воронежский технологический институт (72) Н,С.Родионова и К.К.Полянский (53) 637.127.3 (088.8)

{56) Дытнерский.Ю.И. Мембранные процессы разделения жидкостей смесей. М,; Химия, 1975, с.351.

Авторское свидетельство СССР

hb 1622967, кл, А 23 J 3/00, 1989.

Липатов Н.Н. и др. Мембранные методы разделения молока и молочных продуктов, М.: Пищ, пром-сть, 1976, с,168

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при осуществлении ультрафильтрации растворов белков.

Известен способ модификации мембраны путем иммобилизации на ней протеолитических ферментов. Протезы, находящиеся в поверхностных слоях мембраны, взаимодействуя с белком, предопределяют его рас. щепление, чем препятствуют образованию гелевых надмембранных структур, Применение данного способа невозможно в молочной промышленности, так как продукты протеолиза белков, попадая в поток разделяемого сырья, изменяют его оганолептические показатели..

Наиболее близким к предлагаемому является способ ультрафильтрации молочного сырья, включающий предварительную очистку сырья, по дачу его в мембранный модуль, создание избыточного давления, омывание поверхности полупроницаемой, J (19) (1!)

° I (я)з А 23 J 3/00, В 01 0 61/14 (54) СПОСОБ УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИИ РАСТ8ОРОВ МОЛОЧНЫХ БЕЛКОВ

{57) Использование: в молочной промышленности при ультрафильтрации растворов молочных белков. Сущность способа; молочное сырье очищают, подают в мембранный модуль, проводят фильтрацию под давлением, полупроницаемые мембраны подвергают модификации свободными липидами молока в количестве 28 — 30 г жира на 1 м мембраны и омывают поверхность полупроницаемой мембраны молочным сырьем. мембраны разделяемым раствором и фильтрацию низкомолекулярных фракций.

Недостатком данного способа является значительное снижение проницаемости мембран, обусловленное образованием ге.левого белкового осадка на мембранной по- верхности. Это вызывает необходимость частой регенерации мембран с целью удаления гелевого белкового осадка, перекрывающего поры мембраны.

Цель изобретения — повышение произ, водительности процесса, улучшение селективности мембран, снижение удельных энергозатрат процесса, облегчение регенерации загрязненных мембран и увеличение длительности межрегенерационного периода.

Поставленная цель достигается тем, что ультрафильтрация растворов белков молока, включающая очистку сырья, подачу в мембранный модуль, создание избыточного давления, омывание поверхности полупро5

25 нами молока

50 ницаемой мембраны разделяемым раствором, фильтрация низкомолекулярных фракций проводится на предварительно модифицированных липидами молока полупроницаемых мембранах.

Процесс модификации осуществляют следующим образом.

Перед проведением основного процесса. ультрафильтрации мембраны обрабатывают эмульсией молочного жира, количество которого определяют из расчета

28 — 30 г на 1 м мембраны. Эмульсия может г составляться на основе воды или на основе предназначенного к разделению белкового раствора. Липиды для модификации должны быть дестабилизированы и освобождены от белковых оболочек. Модификация мембран осуществляется посредством контакта свободных липидов с мембраной при 40—

45 С, рабочем давлении основного процесса ультрафильтрации в течение 40 мин.

Модифицирующее воздействие липидов основано на их более высокой поверхностной активности по сравнению с протеиЭтим обусловлена преимущественная адсорбция липидов на поверхности мембраны, препятствующая образованию плотности гелевой структуры белка. Разрыхление слоя белковых отложений на мембране позволяет иметь более высокие значения проницаемости мембран по сравнению с прототипом, при достижении высоких значений селективности. Повышение температуры в совокупности с изменением режима течения (турбулизацией потока) изменяет вязкость липидной подложки, деформируя ее и разрушая структуру белковых отложений — этим облегчается регенерация мембран в сравнении с прототипом.

Пример 1. Передультрафильтрационным разделением вторичного молочного сырья (пахты) на УФ-модуле установки ANOYC, укомплектованном мембранами УПМ450, последние подвергают модификации свободными липидами молока. Модификацию проводят следующим образом. Приготовляют водно-жировую эмульсию путем смешивания расплавленного молочного жира в величестве 240 г(при площади фильтрации 8 м это составляет 30 г на 1 м ) и г

100 кг воды с температурой 45 С, Затем осуществляют прокачку полученной эмульсии через мембранный модуль в закольцованном режиме (с возвратом фильтрата и концентрата в емкость исходного раствора) в течение 40 мин. По окончании модифицирующей обработки мембран приступают к ультрафильтрации основного раствора вторичного молочного сырья. При этом происходит насыщение липидного адсорбцион- . ного слоя на поверхности мембраны и образование белковых отложений происходит на модифицированной поверхности мембраны. В результате повышается проницаемость и селективность на 15 и 8% соответственно.

Пример 2. Выполняют как пример 1, для приготовления модифицирующей смеси смешивают 224 г дестабилизирован ного молочного (28 r на 1 м ) и 100 кг воды с темпег ратурой 45 С. Далее ведут процесс, как в примере 1. Происходит достаточно полное адсорбционное покрытие поверхности мембраны, препятствующее образованию плотного гелеобразного слоя. Производительность и селективность увеличивается на

15 и 8% соответственно.

Пример 3, Выполняют как пример 1, но для приготовления модифицирующей смеси смешивают 232 r расплавленного молочного жира (29 г на 1 м ) и 100 кг воды с температурой 45 С, При этом происходит достаточно полное адсорбционное покрытие поверхности мембраны, препятствующее образованию плотного белкового гелевого слоя. Проницаемость и селективность увеличиваются на 15 и 8% соответственно, Формула изобретения

Способ ультрафильтрации растворов молочных белков, предусматривающий очистку молочного сырья, подачу его в мемб-. ранный модуль, фильтрацию поддавлением-. омывание поверхности полупроницаемой мембраны молочным сырьем, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, улучшения качества,;снижения энергозатрат и упрощения способа, перед омыванием полупроницаемые мембраны подвергают модификации свободными липидами молока в количестве

28 — 30 r жира на 1 м мембраны, г