Способ ультрафильтрации растворов молочных белков Советский патент 1992 года по МПК A23J3/00 B01D61/14 

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при осуществлении ультрафильтрации растворов белков.

Известен способ модификации мембраны путем иммобилизации на ней протеоли- тических ферментов. Протезы, находящиеся в поверхностных слоях мембраны, взаимодействуя с белком, предопределяют его расщепление, чем препятствуют образованию гелевых надмембранных структур. Применение данного способа невозможно в молочной промышленности, так как продукты протеолиза белков, попадая в поток разделяемого сырья, изменяют его оганолептиче- ские показатели..

Наиболее близким к предлагаемому является способ ультрафильтрации молочного сырья, включающий предварительную очистку сырья, по дачу его в мембранный модуль, создание избыточного давления, смывание поверхности полупроницаемой

мембраны разделяемым раствором и фильтрацию низкомолекулярных фракций.

Недостатком данного способа является значительное снижение проницаемости мембран, обусловленное образованием ге- левого белкового осадка на мембранной поверхности. Это вызывает необходимость частой регенерации мембран с целью удаления геле во го белкового осадка, перекрывающего поры мембраны.

Цель изобретения - повышение производительности процесса, улучшение селективности мембран, снижение удельных энергозатрат процесса, облегчение регенерации загрязненных мембран и увеличение длительности межрегенерационного периода.

Поставленная цель достигается тем, что ультрафильтрация растворов белков молока, включающая очистку сырья, подачу в мембранный модуль, создание избыточного давления, омывание поверхности полупроЁ

2

Os

ю ю ю

ницаемой мембраны разделяемым раствором, фильтрация низкомолекулярных фракций проводится на предварительно модифицированных липидами молока полупроницаемых мембранах.

Процесс модификации осуществляют следующим образом.

Перед проведением основного процесса ультрафильтрации мембраны обрабатывают эмульсией молочного жира, количество которого определяют из расчета 28 - 30 г на 1 м2 мембраны. Эмульсия может составляться на основе воды или на основе предназначенного к разделению белкового раствора. Липиды для модификации должны быть дестабилизированы и освобождены от белковых оболочек. Модификация мембран осуществляется посредством контакта свободных липидов с мембраной при 40 - 45°С, рабочем давлении основного процесса ультрафильтрации в течение 40 мин.

Модифицирующее воздействие липидов основано на их более высокой поверхностной активности по сравнению с протеинами молока.

Этим обусловлена преимущественная адсорбция липидов на поверхности мембраны, препятствующая образованию плотности гелевой структуры белка. Разрыхление слоя белковых отложений на мембране позволяет иметь более высокие значения проницаемости мембран по сравнению с прототипом, при достижении высоких значений селективности. Повышение температуры в совокупности с изменением режима течения (турбулизацией потока) изменяет вязкость липидной подложки, деформируя ее и разрушая структуру белковых отложений - этим облегчается регенерация мембран в сравнении е прототипом.

П р и м е р 1. Перед ультрафильтрационным разделением вторичного молочного сырья (пахты) на УФ-модуле установки AN- ОУС, укомплектованном мембранами УПМ- 450, последние подвергают модификации свободными липидами молока. Модификацию проводят следующим образом. Приготовляют водно-жировую эмульсию путем смешивания расплавленного молочного жира в количестве 240 г (при площади фильтрации 8 м2 это составляет 30 г на 1 м2) и

100 кг воды с температурой 45°С. Затем осуществляют прокачку полученной эмульсии через мембранный модуль в закольцованном режиме (с возвратом фильтрата и

концентрата в емкость исходного раствора) в течение 40 мин. По окончании модифицирующей обработки мембран приступают к ультрзфильтрации основного раствора вторичного молочного сырья. При этом происходит насыщение липидного адсорбционного слоя на поверхности мембраны и образование белковых отложений происходит на модифицированной поверхности мембраны. В результате повышается проницаемость и селективность на 15 и 8% соответственно.

П р и м е р 2. Выполняют как пример 1, для приготовления модифицирующей смеси смешивают 224 г дестабилизированного молочного (28 г на 1 м2) и 100 кг воды с температурой 45°С. Далее ведут процесс, как в примере 1. Происходит достаточно полное адсорбционное покрытие поверхности мембраны, препятствующее образованию

плотного гелеобразного слоя. Производительность и селективность увеличивается на 15 и 8% соответственно.

П р и м е р 3. Выполняют как пример 1, но для приготовления модифицирующей

смеси смешивают 232 г расплавленного молочного жира (29 г на 1 м ) и 100 кг воды с температурой 45°С. При этом происходит достаточно полное адсорбционное покрытие поверхности мембраны, препятствующее образованию плотного белкового гелевого слоя. Проницаемость и селективность увеличиваются на 15 и 8% соответственно.

Формула изобретения

Способ ультрафильтрации растворов молочных белков, предусматривающий очистку молочного сырья, подачу его в мембранный модуль, фильтрацию под давлением- смывание поверхности полупроницаемой

мембраны молочным сырьем, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, улучшения качества,.снижения энергозатрат и упрощения способа, передомыванием полупроницаемые мембраны подвергают модификации свободными липидами молока в количестве 28 - 30 г жира на 1 м2 мембраны.

Использование: в молочной промышленности при ультрафильтрации растворов молочных белков. Сущность способа; молочное сырье очищают, подают в мембранный модуль, проводят фильтрацию под давлением, полупроницаемые мембраны подвергают модификации свободными ли- пидами молока в количестве 28 - 30 г жира на 1 м мембраны и омывают поверхность полупроницаемой мембраны молочным сырьем.