अल्ट्राफिल्ट्रेशन (यूएफ) झिल्ली के औद्योगिक अनुप्रयोग
ईटीपी और एसटीपी के अलावा, अल्ट्राफिल्ट्रेशन मेम्ब्रेन का उपयोग विभिन्न प्रसंस्करण उद्योगों जैसे खाद्य उद्योग, डेयरी उद्योग, में किया जाता है। रंग विलवणीकरण, "ऑप्टिकल ब्राइटनर एजेंट" और वर्णक (जैसे TiO2) की शुद्धि, धातु की वसूली, फार्मास्युटिकल industry.
चित्र 1.1 व्हे सांद्रता में अल्ट्राफिल्ट्रेशन प्रक्रिया
1.1 डेयरी उद्योग
ए। मट्ठा एकाग्रता
अल्ट्राफिल्ट्रेशन खाद्य उद्योग में मेम्ब्रेन फिल्ट्रेशन स्पेक्ट्रम का अगला चरण है। यह लगभग 3000 से 100,000 तक आणविक भार कट-ऑफ रेंज (MWCO) होने की विशेषता है। सबसे आम कट-ऑफ 10,000 मेगावाट का डेयरी मानक है। यह आमतौर पर 35% से 85% WPC के मट्ठा प्रोटीन सांद्र (WPC) का उत्पादन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले लैक्टोज से मट्ठा प्रोटीन के विभाजन के लिए पारंपरिक आकार है ।
बी। पनीर उत्पादन
पनीर वैट में, दूध का अल्ट्राफिल्ट्रेशन ठोस पदार्थों को बढ़ाने का एक और तरीका है। रिवर्स ऑस्मोसिस और अल्ट्राफिल्ट्रेशन के बीच प्रमुख अंतर यह है कि रिवर्स ऑस्मोसिस दूध के सभी ठोस पदार्थों को बरकरार रखता है जबकि अल्ट्राफिल्ट्रेशन लैक्टोज और कई दूध खनिजों को झिल्ली से गुजरने की अनुमति देता है। यह अक्सर चीज़मेकर के लिए एक लाभ होता है, क्योंकि यह पनीर मौजूदा पनीर वत्स के थ्रूपुट को संभालने और बढ़ाने के लिए कम मट्ठा पैदा करेगा।
चित्र 1.2 नरम पनीर बनाने के पारंपरिक और अल्ट्राफिल्ट्रेशन तरीके की तुलना
सी। दूध की सघनता
तरल दूध में प्रोटीन को मजबूत करने की एक विधि के रूप में तरल दूध में प्रोटीन का प्रतिशत बढ़ाने के लिए अल्ट्राफिल्ट्रेशन का उपयोग किया जा रहा है। यह गैर-वसा वाले सूखे दूध को जोड़ने के विपरीत दूध प्रोटीन के स्वाद और मुंह को स्वाभाविक रूप से प्राप्त करने के लिए स्वाद और मुंह को महसूस करने की अनुमति देता है जो अक्सर तरल दूध में पका हुआ स्वाद छोड़ देता है और साथ ही एनएफडीएम में अतिरिक्त लैक्टोज से मिठास में वृद्धि करता है। परिणामी गैर-वसा या कम वसा वाली किस्मों में उच्च वसा के बिना पूरे दूध उत्पाद का स्वाद और मुंह का अनुभव होता है।
चित्र 1.3 दूध सांद्रण की अल्ट्राफिल्ट्रेशन प्रक्रिया
डी। आइसक्रीम प्रसंस्करण
आइसक्रीम उद्योग में , मिश्रण से पहले दूध का अल्ट्राफिल्ट्रेशन मुख्य रूप से लैक्टोज सामग्री को बदलने के लिए किया जाता है। आइसक्रीम के प्रोटीन स्तर को बढ़ाने से अधिक पानी जुटाने की अनुमति मिलती है, हालांकि बिना वसा वाले सूखे दूध के ठोस पदार्थों को जोड़ने से समग्र लैक्टोज सामग्री बढ़ जाती है जो ठंड के दौरान क्रिस्टल के गठन से रेतीलेपन में योगदान करती है। अल्ट्राफिल्ट्रेशन कुछ दूध खनिजों के साथ पर्मेट में लैक्टोज को हटा देता है। अल्ट्राफिल्ट्रेशन का उपयोग करके आप बढ़े हुए लैक्टोज सांद्रता के दुष्प्रभाव के बिना प्रोटीन बढ़ा सकते हैं और फ्रीज पिघलना चक्र में कम गर्मी के झटके के कारण लंबे समय तक शैल्फ जीवन प्राप्त कर सकते हैं।
दूध में पाए जाने वाले लैक्टोज के 96% तक को हटाने के लिए डायफिल्ट्रेशन (पानी के अतिरिक्त) के संयोजन के साथ अल्ट्राफिल्ट्रेशन का उपयोग करके लैक्टोज मुक्त, चीनी मुक्त या कम कार्बोहाइड्रेट आइसक्रीम का उत्पादन प्राप्त किया जा सकता है। अंतिम आइसक्रीम उत्पाद अंतिम उत्पाद में प्रति सेवारत एक ग्राम से कम कार्बोहाइड्रेट की सीमा में हो सकता है। एक चीनी विकल्प के अलावा मीठे दाँत उपभोक्ता को संतुष्ट करेगा और सफल एटकिंस और शुगर बस्टर आहार द्वारा संचालित बढ़ते "कार्ब-मुक्त" डाइटर्स बाजार में आइसक्रीम की आवश्यकता को पूरा करेगा।
1.2 खाद्य उद्योग
ए। कच्चे पाम तेल (सीपीओ) एकाग्रता
अल्ट्राफिल्ट्रेशन (यूएफ) एक झिल्ली तकनीक है जिसे कच्चे पाम तेल (सीपीओ) को कम करने के लिए लागू किया गया है। इसकी कम ऊर्जा खपत, रसायनों को जोड़ने की कोई आवश्यकता नहीं होने और प्राकृतिक तेल की लगभग कोई हानि नहीं होने के कारण इसे पारंपरिक सीपीओ डीगमिंग तकनीक के विकल्प के रूप में माना जाता है। 30% और 40% कच्चे तेल की सांद्रता पर सीपीओ-आइसोप्रोपेनॉल मिश्रण के यूएफ का उपयोग करके, हम कर सकते हैं जब फ़ीड तापमान 30 डिग्री सेल्सियस से 45 डिग्री सेल्सियस तक होता है और लगभग 93% फॉस्फोलिपिड्स जब फ़ीड तापमान 40 डिग्री सेल्सियस से 45 डिग्री सेल्सियस तक होता है तो 99% से अधिक फॉस्फोलिपिड को अस्वीकार करने में सक्षम होता है। औद्योगिक नियमों की अपेक्षा है कि उच्च गुणवत्ता वाले तेल में 95% से अधिक तटस्थ TAGs और 0.5% या उससे कम FFA होना चाहिए
ताड़ के तेल के फलों से निकाला गया कच्चा तेल पामिटिक एसिड, बीटा-कैरोटीन और विटामिन ई के साथ-साथ कुछ अवांछनीय यौगिकों, जैसे फॉस्फोलिपिड्स, फ्री फैटी एसिड (एफएफए), पिगमेंट और प्रोटीन से भरपूर होता है। CPO बड़ी संख्या में ट्राइग्लिसराइड्स (TAGs) और 6% डाइग्लिसराइड्स (DAGs) से बना होता है जो स्वाभाविक रूप से FFA7 से मिलकर बनता है। औद्योगिक नियमों की अपेक्षा है कि उच्च गुणवत्ता वाले तेल में 95% से अधिक तटस्थ TAGs और 0.5% या उससे कम FFA होना चाहिए। औद्योगिक नियमों की अपेक्षा है कि उच्च गुणवत्ता वाले तेल में 95% से अधिक तटस्थ ट्राइग्लिसराइड (TAGs) और 0.5% या उससे कम मुक्त फैटी एसिड (FFA) होना चाहिए। सीपीओ की उच्च सांद्रता पर झिल्ली की सतह पर जमा होने वाले और झिल्ली के छिद्रों को अवरुद्ध करने वाले बड़े कण TAGs थे।
पर सीपीओ की कम सांद्रता, प्रमुख दूषण तंत्र मानक अवरोधन था, जो झिल्ली छिद्र के अंदर जुड़े छोटे कणों का प्रतिनिधित्व करता था, और ताकना कसना (छिद्र आकार में कमी) का कारण बनता था। यौगिक जो संभवतः झिल्ली के छिद्रों को अवरुद्ध कर रहा था, वह फैटी एसिड था, क्योंकि फैटी एसिड फॉस्फोलिपिड-आइसोप्रोपेनॉल मिसेल से छोटे होते हैं। सीपीओ की कम सांद्रता में, फॉस्फोलिपिड-आइसोप्रोपेनॉल मिसेल की पर्याप्त मात्रा का गठन किया गया था, जिसमें ताकना कसना फॉस्फोलिपिड्स की उच्च अस्वीकृति प्रदान करता है। दूसरी ओर, फैटी एसिड जैसे छोटे अणु झिल्ली के छिद्रों में प्रवेश कर सकते हैं।
अल्ट्राफिल् ट्रेशन झिल्ली
चित्र 1.4 यूएफ झिल्ली सीपीओ की एकाग्रता में उपयोग किया जाता है
बी। वनस्पति तेल प्रसंस्करण
इन चुनौतियों को दूर करने के लिए झिल्ली पृथक्करण प्रौद्योगिकी को पारंपरिक वनस्पति तेल शोधन में प्रतिस्थापित किया जा सकता है। SRNF M झिल्लियों का उपयोग विलायक की वसूली के लिए विलायक वाष्पीकरण के विकल्प के रूप में और साथ ही बधिरता चरण के रूप में किया जा सकता है। इसके अलावा, उपयुक्त के साथ विलायक प्रतिरोधी अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली आणविक भार कट-ऑफ (MWCO) का उपयोग फॉस्फोलिपिड्स के कुशल पृथक्करण और कच्चे तेल से वाणिज्यिक लेसिथिन की वसूली के लिए किया जा सकता है।
