СПОСОБ ПОДГОТОВКИ КЕРАМИЧЕСКОЙ МЕМБРАНЫ ДЛЯ УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИИ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ Российский патент 2008 года по МПК B01D71/00 B01D69/00 C04B38/00 

Описание патента на изобретение RU2332252C2

Область техники, к которой относится изобретение.

Изобретение относится к мембранной технологии и, в частности, касается керамических ультра- и нанофильтровальных мембран, которые могут быть использованы для ультрафильтрации биологически активных сред в микробиологии, фармацевтической и пищевой промышленности, для очистки сточных вод, холодной стерилизации сред и воздуха, обессоливания минерализованных сред и, возможно, газового разделения.

Уровень техники.

Известен способ подготовки керамической мембраны для ультрафильтрации биологически активных сред на основе ультрадисперсионного порошка, включающий нанесение керамического или металлического порошка на поверхность пористого проницаемого носителя из керамики или металла и термообработку на воздухе, при этом наносят сухой однородный ультрадисперсный порошок, после чего его подпрессовывают до получения на поверхности слоя порошка толщиной около 1 мкм, термообработку ведут при температуре, равной 0,25-0,60 температуры плавления материала мембраны (см. пат. №2054311, кл. B01D 69/00, 71/02).

Недостатком данного изобретения является невысокая эффективность процесса.

Известен способ изготовления керамической мембраны, заключающийся в том, что на пористый носитель наносят слой суспензии, твердая фаза которой включает неплавящийся наполнитель и стеклосвязку, сушат и обжигают полученную заготовку, при этом на носитель наносят слой суспензии, твердая фаза которой состоит из частиц не плавящегося при обжиге наполнителя, покрытых оболочкой из стеклосвязки (см. пат. №2128544, кл. B01D 67/00).

Недостатком данного изобретения является невысокая эффективность процесса.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятым авторами за прототип является способ изготовления керамических фильтрующих элементов путем изготовления пористой керамической подложки и последовательного нанесения слоев тонкомолотых суспензий для образования мембранного покрытия, сушки и обжига полученной заготовки, при этом целью является снижение брака по дефектам мембранного покрытия и повышение фильтрующих свойств, сначала наносят водную суспензию с содержанием 3-10% твердой фазы, а затем - 20-50% (см. пат. №1661167, кл. С04В 38/00).

Недостатком данного способа является энергоемкость трудозатрат для получения пористой мембраны, а также вещество, используемое для достижения лучшего результата фильтрации.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа подготовки мембраны для ультрафильтрации молочной сыворотки, с помощью которой производится ускорение и повышение эффективности процесса ультрафильтрации, а также повышение срока службы керамических мембран.

Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к ускорению, повышению эффективности процесса фильтрации и повышению срока службы мембран.

Технический результат достигается с помощью способа подготовки керамической мембраны для ультрафильтрации молочной сыворотки, заключающийся в том, что на пористый носитель мембраны наносят слой суспензии, при этом в качестве суспензии используют 0,3% спиртовой раствор молочного жира.

Сущность изобретения заключается в том, что перед фильтрацией молочной сыворотки производят подготовку керамической мембраны путем нанесения на пористый носитель мембраны слоя суспензии, в качестве которого используют 0,3% спиртовой раствор молочного жира, причем последний готовят при температуре 38-40°С и наносят под давлением 0,3 мПа в течение 350-360 минут.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

ПРИМЕРЫ КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ СПОСОБА ПОДГОТОВКИ КЕРАМИЧЕРКОЙ МЕМБРАНЫ ДЛЯ УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИИИ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ.

Пример 1

Из питающего резервуара с мешалкой в установку для фильтрования через чистую мембрану подают 100 литров молочной сыворотки. Указанная установка содержит керамический фильтр ПАРТ №34/07 ОСТ 1482-99, имеющий поверхность 0,5 м2 и средний размер пор 50 нм. Процесс фильтрования происходит при температуре 38-40°С. Скорость поперечного потока 3,5-4 м/с. Опыт проводят в течение 360 минут при давлении Р=0,3 МПа. Путем подачи свежей сыворотки, при концентрации К=1,67 л, компенсируют удаляемый объем пермеата так, что концентрация дисперсной фазы оставалась постоянной в течение 360 мин. В результате опыта пропускаемость мембран составляет Q=24-25 кг/м2-ч.

Пример 2

Из питающего резервуара с мешалкой в установку для фильтрования через мембрану, предварительно пропитанную 0,2% спиртовым раствором молочного жира, подают 100 литров молочной сыворотки. Указанная установка содержит керамический фильтр ПАРТ №34/07 ОСТ 1482-99, имеющий поверхность 0,5 м2 и средний размер пор 50 нм. Процесс фильтрования происходит при температуре 38-40°С. Скорость поперечного потока 3,5-4 м/с. Опыт проводят в течение 360 минут при давлении Р=0,3 МПа. Путем подачи свежей сыворотки, при концентрации К=1,67 л, компенсируют удаляемый объем пермеата так, что концентрация дисперсной фазы остается постоянной в течение 360 мин. В результате опыта пропускаемость мембран составляет Q=27-28 кг/м2-ч.

Пример 3

Из питающего резервуара с мешалкой в установку для фильтрования через мембрану, предварительно пропитанную 0,3% спиртовым раствором молочного жира, подают 100 литров молочной сыворотки. Указанная установка содержит керамический фильтр ПАРТ №34/07 ОСТ 1482-99, имеющий поверхность 0,5 м2 и средний размер пор 50 нм. Процесс фильтрования происходит при температуре 38-40°С. Скорость поперечного потока 3,5-4 м/с. Опыт проводят в течение 360 минут при давлении Р=0,3 МПа. Путем подачи свежей сыворотки, при концентрации К=1,67 л, компенсируют удаляемый объем пермеата так, что концентрация дисперсной фазы остается постоянной в течение 360 мин. В результате опыта пропускаемость мембран составляет Q=32-34 кг/м2-ч.

Пример 4

Из питающего резервуара с мешалкой в установку для фильтрования через мембрану, предварительно пропитанную 0,4% спиртовым раствором молочного жира, подают 100 литров молочной сыворотки. Указанная установка содержит керамический фильтр ПАРТ №34/07 ОСТ 1482-99, имеющий поверхность 0,5 м2 и средний размер пор 50 нм. Процесс фильтрования происходит при температуре 38-40°С. Скорость поперечного потока 3,5-4 м/с. Опыт проводят в течение 360 минут при давлении Р=0,3 МПа. Путем подачи свежей сыворотки, при концентрации К=1,67 л, компенсируют удаляемый объем пермеата так, что концентрация дисперсной фазы остается постоянной в течение 360 мин. В результате опыта пропускаемость мембран составляет Q=31-33 кг/м2-ч.

Пример 5

Из питающего резервуара с мешалкой в установку для фильтрования через мембрану, предварительно пропитанную 0,5% спиртовым раствором молочного жира, подают 100 литров молочной сыворотки. Указанная установка содержит керамический фильтр ПАРТ №34/07 ОСТ 1482-99, имеющий поверхность 0,5 м2 и средний размер пор 50 нм. Процесс фильтрования происходит при температуре 38-40°С. Скорость поперечного потока 3,5-4 м/с. Опыт проводят в течение 360 минут при давлении Р=0,3 МПа. Путем подачи свежей сыворотки, при концентрации К=1,67 л, компенсируют удаляемый объем пермеата так, что концентрация дисперсной фазы остается постоянной в течение 350-360 мин. В результате опыта пропускаемость мембран составляет Q=29-30 кг/м2-ч.

Пример 6

Из питающего резервуара с мешалкой в установку для фильтрования через мембрану, предварительно пропитанную 0,6% спиртовым раствором молочного жира, подают 100 литров молочной сыворотки. Указанная установка содержит керамический фильтр ПАРТ №34/07 ОСТ 1482-99, имеющий поверхность 0,5 м и средний размер пор 50 нм. Процесс фильтрования происходит при температуре 38-40°С. Скорость поперечного потока 3,5-4 м/с. Опыт проводят в течение 350-360 минут при давлении Р=0,3 МПа. Путем подачи свежей сыворотки, при концентрации К=1,67 л, компенсируют удаляемый объем пермеата так, что концентрация дисперсной фазы остается постоянной в течение 360 мин. В результате опыта пропускаемость мембран составляет Q=26-27 кг/м2-ч.

Результаты опытов приведены в таблице 1

Таблица 1Номер опыта №Температура tСкорость поперечного потока VВремя Т, в течение которого проходил опытДавление РПропитанность мембраны спиртовым раствором молочного жираПропускаемость мембран Q°Cм/сминутаМПа%кг/м2-ч138-403.5-43600.3024-25238-403.5-43600.30.227-28338-403.5-43600.30.332-34438-403.5-43600.30.431-33538-403.5-43600.30.529-30638-403.5-43600.30.626-27

Как видно из таблицы, применение 0,3% спиртового раствора молочного жира приводит к значительному увеличению проницаемости мембран (т.е ускорению процесса ультрафильтрации) и повышению качества процесса ультрафильтрации. В то же время применение мембраны, пропитанной 0,4 и 0,5 процентным спиртовым растворам молочного жира (опыт 4 и 5), не ведет к существенному повышению скорости и качества процесса ультрафильтрации. Таким образом, для наиболее качественного и ускоренного процесса ультрафильтрации необходимо применить мембрану керамического фильтра, пропитанную 0,3 процентным спиртовым раствором молочного жира.

По сравнению с прототипом процесс повышения качества и скорости ультрафильтрации происходит за счет образования слоя суспензии (он образуется при пропускании 0,3% спиртового раствора молочного жира), к которому не абсорбируется белок, тогда как в прототипе этот процесс достигается нанесением на мембранную поверхность неплавящегося наполнителя и стеклосвязки, что приводит к существенному снижению скорости ультрафильтрации.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

- ускорение процесса ультрафильтрации белковых растворов;

- повышение эффективности процесса ультрафильтрации белковых растворов;

- экологическая чистота окружающей среды.

Похожие патенты RU2332252C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ СЫВОРОТОЧНЫХ БЕЛКОВ МЕТОДОМ ДИАФИЛЬТРАЦИИ 2015
  • Тимкин Виктор Андреевич
  • Сметанин Антон Сергеевич
RU2604182C1
Способ производства ультрафильтрационного биотворога 2017
  • Тимкин Виктор Андреевич
  • Пищиков Геннадий Борисович
  • Горбунова Юлия Александровна
  • Лазарев Владимир Александрович
RU2677128C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КОНЦЕНТРИРОВАННОГО РАСТВОРА ЛАКТОЗЫ 2014
  • Тимкин Виктор Андреевич
  • Мазина Оксана Анатольевна
  • Пищиков Геннадий Борисович
RU2555411C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАПИТКА НА ОСНОВЕ ИЗОЛЯТА СЫВОРОТОЧНЫХ БЕЛКОВ 2023
  • Мельникова Елена Ивановна
  • Станиславская Екатерина Борисовна
  • Богданова Екатерина Викторовна
  • Рудниченко Елена Сергеевна
RU2823350C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА УГЛЕВОДНО-БЕЛКОВОГО МОДУЛЯ ДЛЯ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ 1994
  • Крашенинин П.Ф.
  • Гусейнова Л.Н.
  • Соколова О.М.
  • Хованова И.В.
RU2060677C1
СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ПРИВКУСА У БЕЛКА МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ 2004
  • Акаше Ахмад
  • Джэксон Синтия Линн
  • Кудиа Ариель С.
  • Вислер Джон
RU2362315C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БАД "Л-ПФИ" ИЗ ВТОРИЧНОГО МОЛОЧНОГО СЫРЬЯ И ПОЛУЧЕННАЯ ЭТИМ СПОСОБОМ БАД "Л-ПФИ" 2009
  • Семенов Геннадий Вячеславович
  • Тихомирова Наталья Александровна
  • Комолова Галина Сергеевна
  • Ильина Анна Михайловна
RU2400106C1
Способ получения порошкообразного напитка на основе пермеата творожной сыворотки 2019
  • Коротких Елена Анатольевна
  • Пронина Олеся Владимировна
  • Чусова Алла Евгеньевна
  • Ключников Андрей Иванович
  • Полянский Константин Константинович
RU2711795C1
СЫР И ЕГО ПОЛУЧЕНИЕ 2012
  • Аллтонен Терхи
  • Нурми Пиркко
RU2585213C2
Способ регенерации полимерных мембранных элементов, используемых в технологии производства молочного сахара 2019
  • Бабенышев Сергей Петрович
  • Брацихин Андрей Александрович
  • Мамай Дмитрий Сергеевич
  • Мамай Ангелина Валерьевна
  • Федорцов Никита Михайлович
RU2733846C1

Реферат патента 2008 года СПОСОБ ПОДГОТОВКИ КЕРАМИЧЕСКОЙ МЕМБРАНЫ ДЛЯ УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИИ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ

Изобретение относится к мембранной технологии и, в частности, касается керамических мембран, которые могут быть использованы для ультрафильтрации молочной сыворотки. Сущность изобретения заключается в том, что перед фильтрацией молочной сыворотки производят подготовку керамической мембраны путем нанесения на пористый носитель мембраны слоя суспензии, в качестве которого используют 0,3% спиртовой раствор молочного жира, причем последний готовят при температуре 38-40°С и наносят под давлением 0,3 мПа в течение 350-360 минут. Изобретение позволяет ускорить процесс фильтрации и повысить его эффективность, а также увеличить срок службы мембран. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 332 252 C2

Способ подготовки керамической мембраны для ультрафильтрации молочной сыворотки, заключающийся в том, что на пористый носитель мембраны наносят слой суспензии, отличающийся тем, что в качестве суспензии используют 0,3%-ный спиртовой раствор молочного жира, причем последний готовят при температуре 38-40°С и наносят под давлением 0,3 мПа в течение 350-360 мин.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2332252C2

Способ изготовления керамических фильтрующих элементов 1988
  • Веричев Евгений Николаевич
  • Опалейчук Лидия Сидоровна
  • Фарсиянц Сергей Юрьевич
  • Пушмынцев Александр Васильевич
  • Терпугов Григорий Валентинович
  • Ополоник Олег Павлович
  • Сажина Валентина Николаевна
  • Ходенков Василий Михайлович
SU1661167A1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОЙ МЕМБРАНЫ 1994
  • Купреев Михаил Петрович
  • Подденежный Евгений Николаевич
  • Мельниченко Игорь Михайлович
  • Леонович Елена Николаевна
RU2128544C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОЙ МЕМБРАНЫ НА ОСНОВЕ УЛЬТРАДИСПЕРСНОГО ПОРОШКА 1992
  • Далидович В.В.
  • Бабкин О.Э.
  • Ивахнюк Г.К.
  • Федоров Н.Ф.
RU2054311C1

RU 2 332 252 C2

Авторы

Корякин Игорь Иванович

Скороходов Алексей Геннадьевич

Бабёнышев Сергей Петрович

Даты

2008-08-27Публикация

2006-05-02Подача