Aplicaciones industriales de las membranas de ultrafiltraciĆ³n (UF)
AdemĆ”s de ETP y STP, las membranas de ultrafiltraciĆ³n se utilizan en diversas industrias de procesamiento, como la industria alimentaria, la industria lĆ”ctea, DesalinizaciĆ³n de colorantes, purificaciĆ³n de "agente abrillantador Ć³ptico" y pigmentos (como TiO2), recuperaciĆ³n de metales, productos farmacĆ©uticos Industria.
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Figura 1.1 Proceso de ultrafiltraciĆ³n en concentraciĆ³n de suero
1.1 Industria lƔctea
un. concentraciĆ³n de suero
La ultrafiltraciĆ³n es la siguiente etapa en el espectro de filtraciĆ³n 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 mĆ”s comĆŗn es el estĆ”ndar lĆ”cteo de 10.000 MW. Este es el tamaƱo tradicional para el fraccionamiento de proteĆnas de suero de lactosa comĆŗnmente utilizado para producir concentrados de proteĆna de suero (WPC) de 35% a 85% de WPC.
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B. ProducciĆ³n de queso
En la tina de queso, la ultrafiltraciĆ³n de la leche es otra forma mĆ”s de aumentar los sĆ³lidos. La principal diferencia entre la Ć³smosis inversa y la ultrafiltraciĆ³n es que la Ć³smosis inversa retiene todos los sĆ³lidos de la leche, mientras que la ultrafiltraciĆ³n permite que la lactosa y muchos minerales de la leche pasen a travĆ©s de la membrana. Esto a menudo tiene un beneficio para el quesero, ya que este queso producirĆ” menos suero para manipular y aumentarĆ” el rendimiento de las cubas de queso existentes.
Fig. 1.2 ComparaciĆ³n de la forma tradicional y la ultrafiltraciĆ³n de hacer queso blando
C. ConcentraciĆ³n de leche
La ultrafiltraciĆ³n se estĆ” utilizando para aumentar el porcentaje de proteĆna en la leche lĆquida como mĆ©todo para fortalecer las proteĆnas en la leche lĆquida. Esto permite que las propiedades de mejora del sabor y la sensaciĆ³n en la boca de las proteĆnas 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 lĆquida, asĆ 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 sensaciĆ³n en la boca del producto de leche entera sin la mayor cantidad de grasa.
Fig. 1.3 Proceso de ultrafiltraciĆ³n de concentraciĆ³n de leche
D. Procesamiento de helados
En la industria del helado , la ultrafiltraciĆ³n de leche antes de la mezcla se utiliza principalmente para alterar el contenido de lactosa. Aumentar el nivel de proteĆna del helado permite una mayor movilizaciĆ³n de agua, sin embargo, agregar sĆ³lidos de leche en polvo sin grasa aumenta el contenido total de lactosa, lo que contribuye a la formaciĆ³n de arena por la formaciĆ³n de cristales durante la congelaciĆ³n. La ultrafiltraciĆ³n elimina la lactosa del permeado junto con algunos minerales de la leche. Con la ultrafiltraciĆ³n, puede aumentar la proteĆna sin el efecto secundario de una mayor concentraciĆ³n de lactosa y lograr una vida Ćŗtil mĆ”s larga debido a un menor choque tĆ©rmico en el ciclo de congelaciĆ³n y descongelaciĆ³n.
La producciĆ³n de helados sin lactosa, sin azĆŗcar o bajos en carbohidratos se puede lograr usando ultrafiltraciĆ³n junto con diafiltraciĆ³n (adiciĆ³n 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 porciĆ³n en el producto final. La adiciĆ³n de un sustituto del azĆŗcar satisfarĆ” al consumidor goloso y cubrirĆ” 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. ConcentraciĆ³n de aceite de palma crudo (CPO)
La ultrafiltraciĆ³n (UF) es una tecnologĆa de membrana que se ha aplicado para el desgomado del aceite de palma crudo (CPO). Se considera como una alternativa a la tecnologĆa de desgomado de CPO convencional debido a su menor consumo de energĆa, sin necesidad de agregar productos quĆmicos y casi sin pĆ©rdida de aceite natural. Usando UF de la mezcla de CPO-isopropanol a concentraciones de crudo de 30 % y 40 %, podemos capaz de rechazar mĆ”s del 99 % de fosfolĆpidos cuando la temperatura de alimentaciĆ³n es de 30 Ā°C a 45 Ā°C y casi el 93 % de fosfolĆpidos cuando la temperatura de alimentaciĆ³n es de 40 Ā°C a 45 Ā°C. Las normas industriales exigen que el aceite de alta calidad contenga mĆ”s del 95 % de TAG neutros y un 0,5 % o menos de FFA
El aceite crudo extraĆdo de los frutos del aceite de palma tambiĆ©n es rico en Ć”cido palmĆtico, Ī²-caroteno y vitamina E, junto con algunos compuestos indeseables, como fosfolĆpidos, Ć”cidos grasos libres (FFA), pigmentos y proteĆnas5ā6. El CPO estĆ” compuesto por una gran cantidad de triglicĆ©ridos (TAG) y un 6 % de diglicĆ©ridos (DAG) que, naturalmente, consisten en FFA7. Las normas industriales exigen que el aceite de alta calidad contenga mĆ”s del 95 % de TAG neutros y un 0,5 % o menos de FFA. Las regulaciones industriales exigen que el aceite de alta calidad contenga mĆ”s del 95 % de triglicĆ©ridos neutros (TAG) y 0,5 % o menos de Ć”cidos grasos libres (FFA). A alta concentraciĆ³n de CPO Las partĆculas 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 estĆ”ndar, que representa pequeƱas partĆculas adheridas dentro del poro de la membrana y causa la constricciĆ³n del poro (reducciĆ³n del tamaƱo del poro). El compuesto que posiblemente bloqueaba los poros de la membrana era el Ć”cido graso, ya que los Ć”cidos grasos son mĆ”s pequeƱos que las micelas de fosfolĆpido-isopropanol. A bajas concentraciones de CPO, se formĆ³ una cantidad suficiente de micelas de fosfolĆpido-isopropanol, y la constricciĆ³n de los poros proporcionĆ³ un alto rechazo de fosfolĆpidos. Por otro lado, las molĆ©culas pequeƱas, como los Ć”cidos grasos, pueden entrar en los poros de la membrana.
Membrana de ultrafiltraciĆ³n
Figura 1.4 UF Membranas utilizado en ConcentraciĆ³n de CPO
B. Procesamiento de aceite vegetal
La tecnologĆa de separaciĆ³n por membrana se puede sustituir en el refinado de aceite vegetal convencional para superar estos desafĆos. Las membranas SRNF M se pueden utilizar para la recuperaciĆ³n de disolventes como alternativa a la evaporaciĆ³n de disolventes, asĆ como a la etapa de desacidificaciĆ³n. AdemĆ”s, las membranas de ultrafiltraciĆ³n resistentes a los disolventes con El corte de peso molecular (MWCO) se puede utilizar para la separaciĆ³n eficiente de fosfolĆpidos y la recuperaciĆ³n de lecitina comercial a partir de petrĆ³leo crudo.
