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molkerei-industrie_05_2017

mi | Technik/IT Milchproteinfraktionierung mittels Mikrofiltration Eine Methode zur besseren anwendungsbezogenen Charakterisierung von Membranen? Teil 4 Unsere Autoren: M.Sc. Martin Hartinger1, Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Heidebrecht1, M.Sc. Felicitas Arndt2, Prof. Dr.-Ing. Hermann Nirschl2, Prof. Dr.-Ing. Ulrich Kulozik1, 1) Lehrstuhl für Lebensmittel- und Bioprozesstechnik, Weihenstephaner Berg 1, Freising; 2) Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik (MVM), Straße am Forum 8, Karlsruhe Abbildung 5: Beurteilung der Fraktionierungsleistung von polymeren MF-Membranen in einer industrieüblichen SWM (schwarz: Membran 1, rot: Membran 2) Vorschläge zur besseren anwendungsbezogenen Charakterisierung von polymeren Mikrofiltrationsmembranen für die Milchproteinfraktionierung Im ersten Teil des Artikels wurde darauf eingegangen, dass die Herstellerangabe der nominellen Porengröße (nps) bei polymeren Mikrofiltrationsmembranen (MF-Membranen) allenfalls eine grobe Abschätzung der Filtrationsleistung ermöglicht. Es wurde gezeigt, dass eine umfassendere Charakterisierung nötig ist. Im Rahmen dieser Studie wurden Kapillarfluss Porometrie (CFP) und Rührzellentests verwendet, um die Genauigkeit der Vorhersage der Trenneigenschaften zu steigern. Übertragung der Ergebnisse auf polymere Spiralwickelmembranen (SWM) im industrieüblichen Maßstab Ziel der Untersuchung mittels Rührzelle war es, unterschiedliche polymere MF-Membranen hinsichtlich ihrer Trennleistung zu vergleichen, in diesem Fall für den Zweck der Milchproteinfraktionierung, und dadurch auf das Filtrationsverhalten von industrieüblichen SWM schließen zu können. Nicht Ziel der Bewertung mittels Rührzelle war es, Absolutwerte für die Permeation von Proteinen im SWM zu finden. Aufgrund der unterschiedlich gearteten Ausprägung der Deckschicht (Zusammenspiel von Transmembrandruck und Wandschubspannung) kann dies nicht geleistet werden. Die Permeation von Casein und β-Lactoglobulin (ß-Lg) bei der Fraktionierung mit industriebüblichen SWM mit 6,3 " Durchmesser und 38 " Länge (6338) gefertigt aus den gleichen Membranen, die auch bei den Rührzellenversuchen verwendet wurden, ist in Abb. 5 dargestellt. Wie in Abb. 5 gezeigt, spiegeln die Ergebnisse der SWM-Versuche die Trends der Rührzelle (Abb. 4, Teil 3) wider. Der beobachtete vollständige (Membran 2) und unvollständige (Membran 1) Rückhalt (ca. 3,5 %) von Casein zeigte sich auch hier. Beim Vergleich der Permeation von β-Lg beider Membranen ist analog zur Untersuchung mit der Rührzelle die Permeation bei Membran 1 höher. Sie lag bei ca. 47 % (1), respektive ca. 40 % (2). Die Schlussfolgerung daraus ist, dass die Rührzelle in Bezug auf die Trenneigenschaften ein geeignetes Instrument zur einfachen Beurteilung von polymeren MF-Membranen unter Einsatz des realen Testfluids darstellt. 22 5 2017 | moproweb.de


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