Cu aproape 25 de ani de experiență, Synder Filtration s-a dovedit a fi unul dintre cei mai importanți furnizori de tehnologie de membrană din industria lactatelor. În calitate de producător de membrane și sisteme, ne străduim să oferim produse de calitate și servicii fiabile pentru clienții noștri din întreaga lume. Linia noastră de elemente de ultrafiltrare s-a extins treptat de-a lungul anilor, pentru a conține una dintre cele mai extinse game de mărimi ale porilor disponibile pentru utilizare în aplicații precum concentrația de proteine ​​din zer, izolarea proteinelor din lapte și clarificarea saramurii de brânză. Din aceste motive, ne mândrim să înțelegem pe deplin nevoile clienților noștri pentru a produce membrane și sisteme adecvate nevoilor lor de separare.

acestui studiu

NANOFILTRARE

Concentrația și demineralizarea lactozei
Nanofiltrarea este utilizată pe scară largă în întreaga industrie a produselor lactate pentru concentrarea și demineralizarea lactozei. Permițând trecerea ionilor monovalenți în timp ce respinge parțial ioni multivalenți, volumul de zer poate fi redus în continuare pentru a obține economii în costurile de transport. Procesul de cristalizare poate beneficia, de asemenea, de utilizarea nanofiltrării în prealabil, prin reducerea cantității de minerale prezente în produsul lactozei de calitate superioară din zer și permeabil.

Cu membranele tradiționale de nanofiltrare cu respingere de 98% MgSO4, membranele Synder NFS și NFX NF împing limitele cu o respingere uimitoare> 99% MgSO4. Acest lucru are ca rezultat o retenție foarte mare de lactoză, făcându-l ideal pentru concentrația de lactoză.

STUDIU DE CAZ - Concentrația și demineralizarea lactozei NF

Prezentare generală
Obiectivul acestui studiu a fost de a examina fluxul, respingerea totală a carbonului organic (TOC) și performanța de respingere a calciului membranelor Synder NFX și NFS, cu permeat de UF din zer acid utilizat ca flux de alimentare de intrare. Aceste rezultate vor determina potențialul utilizării NFS în industria produselor lactate pentru aplicații precum concentrația de lactoză și demineralizare, cu accent specific pe îndepărtarea calciului.

Experimental
Două studii independente au fost testate cu membranele NFX și NFS ale Synder în 2540 module cu elemente înfășurate în spirală. Permeata UF din zer acid generată din elementele înfășurate în spirală ST 2540 de la Synder a fost utilizată ca flux de alimentare de intrare. Elementele au fost testate la 440 psi cu un debit de alimentare de 2 gpm la 25 ° C. Fluxul permeat și respingerea calciului au fost măsurate de la 1x la 3x factorul de concentrație volumetrică (VCF).

Tabelul 1: Compoziția prafului din zer acid
Descriere Specificație
Frasin 10,5% max
Gras 1,2 max
Umiditate 5,0 max
pH 4.5-5.0
Proteine ​​(așa cum este) 11% min
Sediment 15,0 mg max
Aciditate titrabilă 0,30% min

Concluzie
Rezultatele acestui studiu indică faptul că membrana NFS a lui Synder prezintă flux superior și un pasaj mai mare de calciu comparativ cu NFX, într-un flux de alimentare compus din zer acid permeabil UF.

Diferența considerabilă în performanța de respingere a calciului între cele două tipuri de membrane arată beneficiul pentru NFS de a produce lactoză de calitate superioară.

ULTRAFILTRARE

Producția de concentrat/izolat de proteine ​​din zer
Membranele polimerice de ultrafiltrare înfășurate în spirală ale lui Synder sunt standard pentru producerea concentratului de proteine ​​din zer și se izolează din zerul din brânză. Membrane de ultrafiltrare VT (PES 3), MT (PES 5) și ST (PES 10) sunt utilizate în mod obișnuit în această aplicație pentru a oferi un echilibru optim de separare a proteinelor UF, rate ridicate de flux și durabilitate a membranei.

Pentru produsele WPC cu conținut ridicat de proteine, este de obicei instalat un sistem de ultrafiltrare etapizat continuu, care include diafiltrarea în etapele ulterioare pentru a spăla mai multe componente neproteice mici în permeat. În configurația etapă cu etapă, clientul mărește de obicei dimensiunea distanțierului elementului pentru a maximiza conținutul solid în etapele ulterioare ale sistemului de filtrare.

Pentru WPI, microfiltrarea este o etapă inițială necesară pentru a reduce conținutul de grăsimi din proteinele din zer. Ultrafiltrarea se aplică proteinei degresate permeate MF, împreună cu diafiltrarea pentru etapele ulterioare. Produsul WPI rezultat este mult mai mare în proteine ​​din zer, deoarece conținutul de grăsimi și lactoză este atât de scăzut în comparație cu WPC. Toate membranele din seria sanitară sunt conforme cu standardele sanitare 3-A, FDA și USDA și sunt, de asemenea, certificate Kosher și Halal. Toate membranele Ultrafiltration MAX bazate pe PES și elementele sanitare înfășurate în spirală sunt, de asemenea, conforme cu standardele USP Clasa VI.

Clarificarea saramurii
Ultrafiltrarea este utilizată în mod obișnuit pentru a clarifica soluțiile de saramură care sără și răcoresc brânzeturile, cum ar fi mozzarella și parmezanul. Acest lucru economisește costurile prin reutilizarea soluției de saramură pe mai multe loturi de brânză. Membrana BN (PVDF 50) Synder este capabilă să clarifice bine aceste soluții, pe lângă menținerea echilibrului mineral urme necesar pentru menținerea calității brânzei.

În producția de brânză, saramura de sare este utilizată pentru a adăuga aromă și pentru a ajuta la conservarea brânzei. Clarificarea filtrării permite îndepărtarea finelor de brânză, a grăsimilor reziduale și a tuturor microorganismelor, pentru a continua procesul de saramură. Sarea atrage umezeala din brânză pentru a forma coaja și a păstra brânza. Pe măsură ce provocările pentru eliminarea efluenților reziduali continuă să crească, utilizarea clarificării saramurii prin ultrafiltrare a devenit din ce în ce mai importantă pentru a minimiza costurile și a reduce problemele de mediu. Producția de concentrat/izolat de proteine ​​din lapte
Dezvoltată în 1999, membrana de ultrafiltrare Synder MK (PES 30kDa) a fost concepută special pentru concentrația proteinelor din lapte din laptele degresat. Această membrană este folosită și astăzi în întreaga lume pentru această aplicație rezultată din performanța și stabilitatea sa ridicate.

Concentratele și izolatele de proteine ​​din lapte sunt fabricate din lapte degresat prin utilizarea tehnologiei de filtrare prin membrană. Laptele integral este separat în lapte degresat și smântână, iar laptele degresat este apoi fracționat folosind membrane de ultrafiltrare, cum ar fi membrana Synder MK PES UF pentru a concentra în continuare proteina din lapte. Amestecul de zer și cazeină oferă un sortiment de proprietăți nutriționale și funcționale, inclusiv niveluri ridicate de calciu, fosfor, potasiu și magneziu. Concentratul de proteine ​​din lapte poate îmbunătăți, de asemenea, stabilitatea la căldură și solubilitatea produsului în care este încorporat. Profilul bland de aromă îl face, de asemenea, o alegere ideală ca aditiv în produsele din întreaga industrie alimentară și a băuturilor, inclusiv brânzeturi, bare de proteine, iaurturi și formulă pentru bebeluși.

Seria MAX - pH și temperatură ridicate
Synder oferă, de asemenea, o linie „MAX” de pH ridicat/temperatură ridicată, disponibilă pentru toate dimensiunile porilor de ultrafiltrare și microfiltrare. Aceste membrane pot fi igienizate fără utilizarea clorului, care poate prelungi și mai mult durata de viață a membranei și a echipamentului.

STUDIU DE CAZ - Distanțier de alimentare cu solide ridicate
Prezentare generală
Geometria distanțierului de alimentare poate fi la fel de crucială ca grosimea distanțierului în aplicații cu solide ridicate, cum ar fi concentrația de proteine ​​din zer. Obiectivul acestui studiu a fost de a examina diferențele în fluxul și performanța scăderii de presiune între elementele Synder ST (PES 10kDa) cu distanțieri standard cu diamant de 80 de mile și distanțiere cu canal deschis, pentru a identifica eventualele avantaje ale trecerii la un distanțier cu nervuri deschise.

Tabelul 1: Compoziția alimentării și parametrii de funcționare
Soluție de alimentare
Material Kraft Foods Global, Sweet Whey
Concentrație de zer dulce 20% în greutate

Membrana Synder
Elemente ST-5B-2540M (Diamant standard)
ST-5PB -2540M (distanțier cu nervuri)
Membranele 10kDa Polietersulfonă

Parametrii de operare
Presiune (PSI) 120
Rata fluxului încrucișat (GPM) 4
Temperatura (C) 25

Rezultate
Examinarea tendințelor fluxului permeat din trei studii independente folosind un total de 6 elemente nu a indicat nicio diferență semnificativă în performanța fluxului între elementele care conțin oricare dintre cele două tipuri de distanțieri (Figura 1). Respingerea ridicată a proteinelor pentru toate elementele testate indică faptul că este puțin probabil ca valorile fluxului obținut să fi apărut ca urmare a pierderii integrității membranei. În ciuda diferenței mici în performanța fluxului, s-a observat o diferență mai vizibilă în ceea ce privește presiunea diferențială a elementului, unde elementele care conțin distanțieri cu nervuri cu canal deschis au prezentat o scădere de presiune redusă (Tabelul 2). Utilizarea distanțierului cu nervuri a arătat o reducere a căderii de presiune de cel puțin 37% pe lungimea elementului (Tabelul 3). Valorile scăzute de presiune așteptate pentru elementele cu diametre mai mari au fost ulterior extrapolate în funcție de aria canalului de debit deschis și presupunând că nu se modifică condițiile de operare.

Concluzie
Datele obținute în acest studiu indică faptul că utilizarea distanțierelor cu nervuri cu canal deschis poate oferi avantaje distincte față de distanțierii diamantate standard în aplicații cu solid ridicat, cum ar fi concentrația de proteine ​​din zer. În ciuda nicio diferență observabilă în performanța fluxului atunci când a fost provocată cu 20% solide totale sub formă de zer dulce, a existat o diferență semnificativă între cele două configurații în ceea ce privește căderea de presiune, unde distanțierii cu nervuri au prezentat o reducere calculată a căderii de presiune de 37% comparativ cu plasă diamantată. Acest lucru permite pompelor să furnizeze aceeași rată de curgere încrucișată la viteze mai mici, rezultând costuri de operare reduse. Când presiunea de creștere este utilizată ca o corelație cu rata de curgere încrucișată, este important să rețineți că presiunea de creștere ar trebui să fie redusă pentru a obține o cădere de presiune mai mică pe element atunci când comutați la elemente care conțin distanțieri cu nervuri.

MICROFILTRARE

Fracționarea/separarea proteinelor din lapte
Separarea proteinei din zer și cazeină sunt procese mai noi și importante utilizate în industria laptelui. Membranele FR Synder (PVDF800) și V0.1 MF oferă o soluție fezabilă din punct de vedere economic pentru separarea acestor proteine ​​valoroase.

Utilizarea tehnologiei de microfiltrare pentru fracționarea proteinelor și separarea în fracțiuni din zer și cazeină devine din ce în ce mai frecventă în industria laptelui. Porii mari din membrana de microfiltrare permit ca cea mai mare parte a proteinei din zer să treacă prin membrană și cazeină să fie fracționată înainte de utilizarea ultrafiltrării pentru a concentra și purifica în continuare fiecare produs proteic. Această tehnică de fracționare a proteinelor permite mai multe opțiuni pentru fabricarea produselor proteice unice.

Îndepărtarea grăsimii/microbienilor
Membranele MF Synder’s (PVDF 800), V0.1 și V0.2 MF pot fi utilizate ca etapă finală de îndepărtare a grăsimii și a microbilor în producția de lapte pentru a produce WPC și WPIs de înaltă calitate. Sistemele noastre UF sunt capabile să funcționeze la presiuni mai mici și sunt de obicei mai puțin costisitoare de construit și de operat în comparație cu sistemele cu membrană ceramică.

Cu cea mai mare gamă de mărimi ale porilor, microfiltrarea este utilizată în mod obișnuit pentru a prelungi termenul de valabilitate al laptelui și pentru a produce produse lactate de înaltă calitate. Este aplicabil în special pentru utilizarea bacteriilor și îndepărtarea sporilor atunci când opțiunile de tratament care implică condiții de temperatură ridicată nu sunt adecvate. Acest proces poate fi folosit ca o etapă de pretratare până la pasteurizare pentru a se asigura că toți sporii vegetativi sunt îndepărtați complet din lapte.

Toate membranele din seria sanitară sunt conforme cu standardele sanitare 3-A, FDA și USDA și sunt, de asemenea, certificate Kosher și Halal.

Seria MAX - pH și temperatură ridicate
Synder oferă, de asemenea, o linie „MAX” de pH ridicat/temperatură ridicată, disponibilă pentru toate dimensiunile porilor de ultrafiltrare și microfiltrare. Aceste membrane pot fi igienizate fără utilizarea clorului, care poate prelungi și mai mult durata de viață a membranei și a echipamentului.
Consultați Catalogul sanitar pentru mai multe detalii.

STUDIU DE CAZ - MF pentru concentrația de cazeină în laptele degresat
Prezentare generală
Obiectivul acestui studiu a fost de a crește eficiența de fracționare și puritatea izolatului de proteină din zer derivat din β-cazeină și lapte (MD-WPI), așa cum este detaliat în brevetul emis de UW-Madison Center for Dairy Research. Procesul a folosit membrana de microfiltrare FR (MF) a Synder pentru a efectua două părți critice ale procesului, pornind de la lapte degresat.

Experimental
Toate testele au fost efectuate la Wisconsin Center for Dairy Research (WCDR) folosind elemente Synder FR 8038 cu distanțieri de alimentare de 46 de mile, unde două elemente au fost operate în paralel. Soluția furajeră a fost alcătuită din lapte degresat pasteurizat (Tabelul 1). Elementele MF au fost utilizate folosind o presiune de creștere de 12 psi la o temperatură de funcționare de ≤ 5 ° C pentru etapa inițială de fracționare. Retentatele din fiecare tip de probe de proteine ​​(β-cazeină și MD-WPI) au fost ulterior uscate prin pulverizare și analizate pentru concentrația totală de solide, proteine ​​și cazeină.

Tabelul 1: Compoziția laptelui degresat utilizat în acest studiu

Descriere Specificație
Soliduri totale 8,9%
Adevărata proteină 3,1%
Cazeină 2,5%

Tabelul 2: Comparația concentrației de cazeină a proteinelor totale în pulberile uscate prin pulverizare

Probă % Cazeină din proteina totală
β-cazeină 83
MD-WPI 11

Concluzie
Rezultatele acestui studiu indică faptul că utilizarea combinată a MF și diafiltrarea în procesarea laptelui degresat permite producerea de produse proteice unice. Capacitatea de a produce β-cazeină și MD-WPI este utilă pentru o mare varietate de aplicații alimentare și băuturi. Utilizarea permeatului UF pentru diafiltrare nu numai că reduce consumul de apă asociat proceselor tipice de diafiltrare, dar poate contribui și la stabilitatea β-cazeinei în timpul fracționării.

STUDIU DE CAZ - MF pentru îndepărtarea grăsimilor
Prezentare generală
Obiectivul acestui studiu a fost de a examina capacitățile de eliminare a fluxului și a grăsimii membranei de microfiltrare Synder FR (PVDF 800kDa).

Experimental
Modulul elementului înfășurat în spirală FR 2540 de la Synder, cu un distanțier de 46mil, a fost testat într-un flux de lapte integral omogenizat. Elementul a fost testat la 15 psi cu un debit de alimentare de 8 gpm la 30-35 ° C. Fluxul permeat și concentrația de grăsime au fost testate, cu analiza grăsimii efectuată de Eurofins DQCI (Mounds View, MN). Tabelul 1 prezintă măsurătorile fluxului de permeat, în timp ce Tabelul 2 arată concentrația de grăsime din furaj și probele de permeat.