DK174839B1 - Fremgangsmåde til dekationisering af valle - Google Patents
Fremgangsmåde til dekationisering af valle Download PDFInfo
- Publication number
- DK174839B1 DK174839B1 DK198500855A DK85585A DK174839B1 DK 174839 B1 DK174839 B1 DK 174839B1 DK 198500855 A DK198500855 A DK 198500855A DK 85585 A DK85585 A DK 85585A DK 174839 B1 DK174839 B1 DK 174839B1
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- whey
- cationic resin
- column
- resin
- weak
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
- A23C9/00—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
- A23C9/14—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment
- A23C9/146—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment by ion-exchange
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Dairy Products (AREA)
Description
DK 174839 B1 i ---
Opfindelsen angår en fremgangsmåde til behandling af valle for at reducere dens Indhold af mineralske kationer.
Valle er biproduktet ved mælks omdannelse til 5 ost, kasein eller kaseinderivater. Anvendelsen af dette biprodukt er nødvendig for at reducere rumfanget af de spildprodukter, der skal behandles i rensningsanlæg. Det meste valle tørres til dannelse af et pulver, der anvendes i dyrefoderblandinger. Por at opnå en bedre mervær-10 dl, er det nødvendigt med en demineralisering deraf. Det inkluderer valles omdannelse ved hydrolyse af det lactose, der findes deri, til glucose og galactose som en ingrediens i iscreme, og dens anvendelse som substrat ved fremstillingen af alkohol ved gæring, og først og frem-15 mest dens omdannelse til en ingrediens i modermælkserstatninger og særlige mælketyper til ernæring af børn.
Især den sidste anvendelse kræver kraftig demineralisering, der er forenelig med et lavt osmotisk tryk i mælk til børn.
20 Teoretisk skulle demineralisering være mulig ved ultrafiltrering eller omvendt osmose, men omvendt osmose er for specifik, og ultrafiltrering ledsages af et betydeligt tab af lactose, en værdifuld sukkerart, som det er ønskeligt at udvinde. I praksis er to forskellige 25 fremgangsmåder blevet anvendt separat eller i kombination til at demineralisere valle, nemlig elektrodialyse og ionbytning.
Ved elektrodialyse vandrer de ioniserede salte i en opløsning under påvirkning fra et elektrisk felt gen-30 nem membraner, der er selektivt permeable over for kationerne og anionerne. Denne fremgangsmåde fremmer fjernelsen af de monovalente ioner og kan kun anvendes til demineralisering udover 70% med en betydelig udgift.
Dette er grunden til, at den anvendes til deminerali- 2 DK 174839 B1 sering til f.eks. mellem 40 og 45% inden ionbytning, såfremt det ønskes at opnå en kraftig demineralisering som f.eks. i fransk patent nr. 2 391 653.
ved ionbytning anvendes den ionligevægt, der fo-5 religger mellem en fast fase (harpiksen) og en væskefase (det produkt, der skal demineraliseres). Denne teknik er baseret på affinitets- og udelukkelsesfænomener, ifølge hvilke væsken efterlader de uønskede ioner (f.eks. kationerne) i harpiksens mætnings- eller opfyld-10 ningsfase, idet de uønskede ioner erstattes med udvalgte ioner (f. eks. H+), som ionbytteren er blevet tilført forinden under regenereringsfasen. I tilfældet med valle er de kationer, hvis mængde det ønskes at reducere, alkalikationerne (Na+, K+, monovalente) og jordalkali-15 kationerne (Ca++, Mg++, divalente), idet anionerne i det væsentlige er ionen Cl”. Skønt deanionisering ikke involverer nogle problemer, eftersom den let kan udføres med en svag anionisk harpiks ved OH'-cyclus'en, som det er let at regenerere, er det samme ikke tilfældet for 20 dekationiseringen. Konventionelt udføres dekationisering ved passage gennem en stærk kationisk harpiks i H+-cyclus'en, der kun kan regenereres under anvendelse af et stort overskud af koncentreret saltsyre. Det er vanskeligt at vide, hvad der bør gøres med dette reagens, som skal neutraliseres, i almindelighed med natriumhydroxid, inden det opnåede salt afgives til et rensningsanlæg. Disse farlige og korroderende kemiske produkter skal midlertidigt opbevares og håndteres, og deres neutralisering tilfører spildevandet store saltmængder.
30 Ifølge fransk patent nr. 2 390 106 demineralise res valle efter en fremgangsmåde, ved hvilken den føres gennem en anionbytter i HC03--formen og derefter gennem en kationbytter i NH4+-formen, arrangeret i lodret op 3 DK 174839 B1 til hinanden liggende lag, hvorefter harpikserne regenereres med en opløsning af ammoniumhydrogencarbonat efterfulgt af afdampning af det ammoniumhydrogencarbonat, som vallen er blevet tilført, i form af carbondioxid og 5 ammoniak under anvendelse af dets termiske nedbrydning.
Denne attraktive, men relativt komplicerede fremgangsmåde, har den ulempe, at den nødvendiggør supplerende regenerering af harpikslagene med saltsyre og natrium-hydroxyd for hver 2 til 4 demineraliseringscyclus'er 10 for at bevare kationbytterens adsorptionsevne.
Fra Netherlands Milk Dairy Journal 33(1979), side 181-192 kendes en metode til rensning af ultrafiltre-ringspermeater af valle, ved at behandle væsken i fire kolonner i serie. Metoden heri er uegnet til at behandle 15 valle, idet den første kolonne indeholder en adsorberende makroporøs harpiks, der vil fjerne proteinerne fra væsken. Netop proteinerne er vigtige indholdskomponenter i slutprodukt fremstillet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen.
20 Fra Encyclopedia of Chemical Technology, side 701, kendes forskellige demineraliseringssystemer til behandling af vand, blandt andet et system af 5 kolonner specielt designet til behandling af carbonatrigt vand.
Et sådant system vil ikke være nærliggende for en fag-25 pand at anvende til behandling af f.eks. koncentreret valle, idet indholdet af ioner, sukkerarter og proteiner frembyder en helt anden problemstilling end deminerali-seringen af vand.
Hensigten med opfindelsen er at minimere de ulem-^ per, der knytter sig til dekationisering af mælkebiprodukter efter kendte fremgangsmåder.
Opfindelsen angår en fremgangsmåde til dekationisering af valle ved ionbytning med kationiske harpikser.
4 DK 174839 B1 hvilken fremgangsmåde omfatter behandling af en valle, som er koncentreret til et tørstofindhold på 19 til 2 3 vægt% eller en sådan koncentreret valle, som er demineraliseret til 30-70% ved elektrodialyse, og er ejendomme-5 lig ved, at vallen først ledes gennem en ikke-makroporøs svag kationisk harpiks i H+ cyclus'en og derefter gennem en ikke-makroporøs stærk kationisk harpiks i H+ cyclus'en, indtil der nås en pH på 1,0 til 2,5 og en dekationiseringsgrad på 60 til 80%, hhv. en pH på 2,0 til 10 3,5 og en dekationiseringsgrad på 70 til 95% i tilfælde af valle, som er blevet elektrodialyseret, at harpikserne regenereres ved, at en koncentreret vandig opløsning af en syre ledes gennem den stærke kationiske harpiks og derefter gennem den svage kationiske harpiks, at harpik- 15 serne befinder sig i separate eller lagdelte lejer, og at forholdet mellem det tilsyneladende rumfang af den svage kationiske harpiks og det tilsynelandende rumfang af den stærke kationiske harpiks er 1:3 til 1:1.
I forbindelse med opfindelsen menes der med "val- 20 le: - den valle, der fremkommer ved omdannelsen af mælk til ost, kasein eller kaseinderivater ved koagulering med løbe (sød) eller efter syremetoden (sur); 25 - valle af samme type som ovenfor, der har været underkastet elektrodialyse og demineraliseret til 30-70% (i overensstemmelse med den nedenfor anførte definition for demineraliseringsgra-den); 30 - en sur valle, der er blevet neutraliseret; de ovennævnte produkter i rekonstitueret form.
Et foretrukket udgangsmateriale, der er tilgængeligt i store mængder, er den søde valle, der frembrin- 5 DK 174839 B1 ges ved ostefremstilling, og hvis omtrentlige sammensætning efter vægt og pH er som følger: %
Lactose 4,0 til 5,0 5 Proteiner (i det væsentlige lactalbumin) 0,6 til 0,8
Mineralsalte (hovedsageligt Na+, K+, Ca++) 0,4 til 0,6
Fedtstoffer (resterende) 0,2 til 0,4 Tørstof 5,3 til 6,6 pH 5,9 til 6,5 10
Det fremgår, at vallen proportionalt med proteinerne er meget rig på mineralkationer, skønt de er til stede i meget stor fortynding. Vallen koncentreres f.eks. termisk under moderate opvarmningsbetingelser til 15 et tørstofindhold på fra 19 til 23 vægt%. Det er en fordel, hvis vallen, enten før eller efter koncentrering, er blevet befriet for suspenderede partikler ved klaring og skummet til et restfedtindhold på under ca. 0,05 vægt%. Disse operationer kan udføres på kendt vis ved 20 filtrering og højhastighedscentrifugering, ved bactofu-gering o.s.v.
Ionbytterprocessen kan udføres i lagdelte lejer (i én og samme søjle), idet produktet bringes i kontakt med en blanding af svage og stærke kationiske harpikser, 25 eller i separate lejer (separate søjler), der er gunstigere ud fra et regenereringssynspunkt på grund af nødvendigheden af at regenerere harpikserne i modstrøm i tilfældet med lagdelte lejer (mekaniske problemer ved harpiksernes pakning).
30 ved den fordelagtige udførelsesform med separate lejer føres væsken i mætningsfasen først gennem en svag kationlsk harpiks i H+-cyclus'en (d.v.s. påført H+-ioner tilført ved regenerering). Den anvendte harpiks kan f.
6 DK 174839 B1 eks. være en Amberlite ® IRC-84, et produkt fra Rohm 6 Haas Company, bestående af kugler af tværbundet acrylsy-repolymer indeholdende funktionelle carboxylgrupper.
Kontakten udføres ved væskeproduktets percolering 5 nedad over harpiksen i en søjle ved en temperatur i området fra 4 til 40°C og fortrinsvis ved en temperatur i området fra 4 til 15°C. Den svage kationiske harpiks tilbageholder i det væsentlige de divalente jordalkali-kationer (Ca++, Mg++).
10 Den væske, der udgår fra søjlens bund, ledes derefter nedad over en stærk kationisk harpiks i H+-cyc-lus'en. Den anvendte harpiks har f.eks. være en Amberli-te® IR-120, et produkt fra Rohm & Haas company, bestående af kugler af tværbundet styren/divinylbenzencopoly-15 mer indeholdende funktionelle sulfongrupper. Den stærke kationiske harpiks påføres de resterende divalente jord-alkalikationer (frem for alt Ca++) og i det væsentlige de monovalente alkalikationer (Na+, K+).
Den vallemængde, der kan behandles, afhænger af 20den mængde mineralkationer, den indeholder, dens pH-vær-di, den ønskede pH-værdi for den dekationiserede valle efter ionbytningen og den fornødne endelige deminerali-seringsgrad. I forbindelse med denne beskrivelse menes der med "dekationiseringsgrad" forholdet udtrykt i pro-25cent mellem de mængder kationer, der fjernes fra vallen (d.v.s. forskellen mellem kationmængderne i udgangsval-len og de resterende mængder i den demineraliserede valle), og kationmængderne i udgangslactoserum'et konverteret til de samme tørstofprocentdele.
30 En første udførselsform for den omhandlede frem gangsmåde omfatter behandling af en valle med 19 til 23% tørstof, der er blevet koncentreret som beskrevet ovenfor på en sådan måde, at den har en slut-pH på fra 1,0 til 2,5.
7 DK 174839 B1
Ved en foretrukken udførelsesform, der gør det muligt at opnå en pH på fra 1,8 til 2,1 og en total de-mineraliseringsgrad på fra 35 til 55% eller en dekation-iseringsgrad på fra 60 til 80%, foreligger de tilsynela-5 dende rumfang for de svage kationiske og stærke katio-niske harpikser i et forhold, der er bestemt af deres respektive udbytningskapaciteter, f.eks. 1:3 til 1:1.
Ved en særlig fordelagtig udførelsesform sluttes en søjle, påfyldt svagt kationisk harpiks, til to søjler med 10 stærk kationisk harpiks i serieforbindelse. På denne måde er det muligt at behandle fra 0,8 til 1 kg tørekstrakt pr. total ionbytningsækvivalent (valens-gram bytning pr. enhed harpiksrumfang, herefter eq/1 eller praktisk adsorptionskapacitet). Dette repræsenterer et rum-15 fang valle indeholdende 19 til 23% tørstof koncentreret som beskrevet ovenfor, svarende til ca. 6 x det tilsyneladende harpiksrumfang, hvorimod anvendelsen af en stærkt kationisk harpiks alene kun muliggør behandling af ca. 3,5 x harpiksrumfanget. Ved den omhandlede omfin-20delse udnyttes den stærke kationiske harpikskapacitet således til ca. 90% af den teoretiske kapacitet i modsætning til 50 til 60%, såfremt den anvendes alene.
Ved en anden udførelsesform for den omhandlede fremgangsmåde elektrodialyseres den koncentrerede valle 25med 19 til 23% tørstof til en demineraliseringsgrad (kationer og anioner) på 30 til 70%, og mellemproduktet behandles ved kationbytning. l dette tilfælde ligger pH i produktet efter dekationisering ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen i området fra 2,0 til 3,5 og dekat-30 ioniseringsgraden i området fra 70 til 95%. Det er således muligt at behandle fra 1,1 til 2,5 kg tørekstrakt pr. total ionbytterækvivalent. Dette repræsenterer et rumfang koncentreret 19 til 23% valle på så meget som 15 gange det anvendte harpiksrumfang.
DK 174839 B1 e
Den bemærkelsesværdige forøgelse i dekationi-seringskapaciteten ved arrangementet ifølge opfindelsen i sammenligning med anvendelsen af stærk kationisk harpiks alene kan gives den følgende forklaring: 5 ved dekationiseringens begyndelse knytter alle kationerne sig til den svage kationiske harpiks, R, der skematisk symboliserer harpiksens matrix (fixeret del), idet kun de dominerende kationer angives for at lette overskueligheden: 10 (1) RH + Na+, Ca+^.T^ R-Na, =Ca + H+
Derefter udskiftes Na+-ionerne med Ca++-ioner: 15 (2) R-Na + Ca++^7^ R=Ca + Na+
Denne harpiks fixerer ca. 50% af Ca++- og Mg++-ionerne, idet størstedelen af Na+- og K+-ionerne stadig foreligger i væsken sammen med ca. 50% af 20 jordalkalikationerne i form af opløselige kom plekser (citrater). Den virker således som et chromatografisk virkende filter, der selektivt tilbageholder nogle af jordalkalikationerne.
Den stærke kationiske harpiks fixerer alkalikat-25 ionerne, hvilket har den virkning af pH reduceres til ca. 1,2: (3) R-H + Na+, K+ R-Na, -K + H+ 30 Under disse stærkt sure betingelser dissocierer jordalkalikationkomplekserne: (4) (Ca, Mg-citrat) + H+—> Ca++ + citronsyre DK 174839 B1 9
Alkali- og jordalkalikationerne konkurrerer med hinanden: (5) R-H + Ca++^r=± R=Ca + H+ 5
Harpiksens opfyldning ved mætningsfasens afslutning ledsages af en desorption af Na+-ionerne på grund af deres lave affinitet til harpiksen: 10 (6) R-Na + κ+^τί?ή-κ + Na+
Dette uønskede ionlækningsfænomen er ansvarligt for en pH-forøgelse.
15 Kontinuerlige målinger af pH ved afløbet fra den sidste søjles stærkt kationiske harpiks muliggør således overvågning af mætningsgraden«
For at gøre det muligt at udføre fremgangsmåden effektivt skal harpikserne regenereres. Denne operation 20 udføres for at fjerne de ioner, der er blevet fastholdt af harpikserne, og erstatte dem med sådanne som det ønskes at indføre i den væske, der skal behandles, i det nærværende tilfælde H+. Regenereringen med H+-ioner af en stærkt kationisk harpiks er relativt ineffektiv, 25 skønt de regenererede positioner i almindelighed anvendes effektivt under mætningsfasen. Heraf følger, at en stærkt kationisk harpiks' kapacitet afhænger af dens regenereringsgrad. Dette er årsagen til, at effektiv regenerering i almindelighed kræver et stort overskud af 30 syre på fra 1,5 til 6 gange harpiksens praktiske kapacitet, udtrykt i eq/1. Disse størrelser afhænger af rege-nerantens type og det tolererede ionlækningsniveau.
Regenereringsfasen udføres ved at cirkulere en syre, f.eks. en vandig opløsning af saltsyre med en kon- 10 DK 174839 B1 centration på fra 8 til 10 vægt% først over den stærke kationiske harpiks og derefter over den svage kationiske harpiks, fortrinsvis i nedadrettet retning, eftersom modstrømsregenerering nødvendiggør anvendelsen af meka-5 niske midler til at immobilisere harpikslaget, hvilket gør regenerering vanskelig at udføre på denne måde. Det har vist sig, at harpikserne kan regenereres med 30 til 40% mindre syre i sammenligning med dekationisering med en stærk kationisk harpiks alene til den samme praktiske 10 kapacitet.
Fremgangsmåden ifølge opfindelsen gør det muligt at regenerere stærke kationiske harpikser økonomisk med syremængder, der ville være utænkelige i tilfældet med en konventionel fremgangsmåde, ved den fordelagtige ud-15 førelsesform, der omfatter tre søjler, d.v.s. en søjle med svag kationisk harpiks (I) serieforbundet med to søjler med stærk kationisk harpiks (II og III), passerer al den syre, der er nødvendig til systemets regenerering, hen over harpiksen i søjle (III), d.v.s. ca. 3,3 20 gange dens praktiske kapacitet, til det ønskede regenereringsniveau, harpiksen i søjle (II) udnytter ca. 2,5 gange dens praktiske kapacitet, og harpiksen i søjle (I) udnytter den overskydende syre i systemet, d.v.s. ca.
1,7 gange dens praktiske kapacitet.
25 Ved en foretrukken udførelsesform for regenere ringsfasen anvendes en del af den syre, der afgår fra søjlen med svag kationisk harpiks, til regenereringsstarten for den efterfølgende søjle med stærk kationisk harpiks, såfremt der anvendes to søjler med stærk kat-30 ionisk harpiks i serieforbindelse, er det med fordel muligt at ombytte dem med hinanden periodisk for at undgå nogen akkumulering af ioner, f.eks. K+ og Ca++, i den søjle, der ligger foran søjlen med svag kationisk harpiks (i regenereringsretningen).
11 DK 174839 B1
Den dekationiserede valle med pH 1,8 til 2,1, der opnås ved den første udførelsesform for fremgangsmåden Ifølge opfindelsen, anvendes med fordel til fremstilling af "lacto-proteiner", d.v.s. en demineraliseret valle, 5 der delvis er befriet for lactose. pH-Betingelserne letter selektiv krystallisation af lactosen (uden at medføre proteiner). Efter krystallisation af ca. 1/3 af den i den dekationiserede valle tilstedeværende lactose deanioniseres (i det væsentlige Cl“) moderluden f.eks.
10 ved anionbytning eller elektrodialyse, og der opnås "lacto-protein" med ca. 30 til 40% proteiner og ca. 45 til 55 vægt% lactose på tørstofbasis efter neutralisering og tørring.
Alternativt er det ikke nødvendigt at separere 15 lactosen. I dette tilfælde opnås et demineraliseret lac-toserumholdigt produkt med ca. 9 til 15 vægt% proteiner og ca. 75 til 85 vægt% lactose på tørstofbasis efter deanionisering, neutralisering og tørring.
Den for-elektrodialyserede valle med pH 2,0 til 20 3,5, der opnås ved den anden udførelsesform for den omhandlede fremgangsmåde, kan behandles i overensstemmelse med fransk patent nr. 2 391 653 til opnåelse af demineraliserede lactoserumprodukter, der indeholder proteinerne og lactosen fra udgangsvallen, d.v.s. ca. 9 25 til 15% proteiner og ca. 75 til 85% lactose.
Opfindelsen belyses af de følgende eksempler, hvori andele og procentdele er efter vægt, med mindre andet er angivet. Eksemplerne belyses for deres del i den medfølgende tegning, hvori 30 Fig. l i diagramform belyser en udførelsesform for en dekationiseringscyclus (Eksempel 1) og en rege-nereringscyclus (Eksempel 7), og
Fig. 2 i diagramform belyser en foretrukken udførelsesform for en dekationiseringscyclus (Eksempel 12 DK 174839 B1 2) og to varianter for en regenereringscyclus (Eksemplerne 6 og 8).
Eksempel 1 5 Dekatlonlserlnq 365 kg sød valle (stammende fra koagulering af mælk med løbe fra emmenthalerfremstilling), koncentreret til et tørstofindhold på 19,9%, og hvis pH er 6,4, føres successivt ved l3eC nedad med en hastighed på 3,6 liter/ 10 minut (Fig. 1) via et rør 10 gennem en søjle 1,1 fyldt med 12 liter (tilsyneladende rumfang) svag kationisk harpiks (Amberlite ® IRC-84 fra Rohm & Haas Company), og derefter via et rør 11 nedad gennem søjlen 11,1 fyldt med 34 liter (tilsyneladende rumfang) stærk kationisk 15 harpiks (Amberlite®IR-120 fra Rohm & Haas Company).
Den dekationiserede valle afgår via et rør 12.
Tabel 1 nedenfor viser pH og mængderne af de væsentlige kationer i udgangsvallen, ved udgangen fra søjle 1,1 og ved udgangen fra søjle 11,2, udtrykt i gram og 20 i ækvivalenter og også dekationiseringsgraden pr. kation og den totale dekationiseringsgrad.
Tabel 1 13 DK 174839 B1 ____i
Udgangsvalle Afløb fra søjle . Afløb fra søjle Dekationi- V , 1,1 . .11,1 seringsgrad j| g ec. g eq. g eq. per. total __;___kation_
Na+ 567,7 24,7 544,7 23,7 252,6 11,0 55,5 K- 1979,0 50,6 1834,3 46,9 298,2 7,6 85,0 \
Ca** 443,2 22,1 139,2 6,9 42,2 2,1 90,5 10 42,3 3.5 27,9 2,3 7,5 0,6 82,9
Tctal - 100,9 - 79,2 - 21,3 - 78,9 pS 6,4 4,5 1,6 1 — .:—--- ~ j
Tabel 2 nedenfor viser de mængder af de væsentlige kationer, der tilbageholdes i søjlerne udtrykt i gram 15 og i ækvivalenter og også den praktiske adsorptionskapacitet for harpiksen, udtrykt i ækvivalenter/liter.
Tabel 2 20 -;-:- Søjle 1,1 Søjle 11,1 _I c_ec. i_σ_ec.
::a+ 23,0 1,0 I 292,1 12,7 K* 144,7 3,7 1536,1 39,3
Ca^ 804,0 15,2 96,0 4 ,8 25 Mg 14,4 1,2 j 20,4 1,7
Total - 21,1 - 58,5
Praktisk adsorpticnskapacitet eq./l ' - 1,76 - 1,72
Teoretisk adsorptionskapacitet eq./l - - - 1,9
Regenereringsniveau eq. HC1/1 Stærk kationisk harpiks (til regenerering af søjle _ „ 30 11,1 og saile I.IV___________~' 3
Det fremgår, at den praktiske adsorptionskapacitet for den stærke kationiske harpiks svarer til ca. 90% af dens teoretiske kapacitet, når den anbringes i linie ef- 14 DK 174839 B1 ter en svag kationisk harpiks.
Sammenllgnlngseksempler: 5 1. Såfremt den samme valle dekatloniseres konven tionelt med kun 1 søjle fyldt med stærk kationisk harpiks (Amberlite ® IR-120 fra Rohm & Haas Company) opnås en total dekatloniseringsgrad på 60,8%, mens den praktiske udbytningskapacitet er 1,1 eq/1, d.v.s. kun ca.
10 58% af den teoretiske kapacitet for et regenereringsniveau på 2,2 eq. HCl/1 harpiks.
2. Anvendelsen af en søjle med svag kationisk harpiks (Amberlite ® IRC-84 fra Rohm & Haas Company) alene til at demineralisere den samme valle resulterer i 15 en dekationiseringsgrad på 20,3% med en praktisk udbytningskapacitet på 1,47 eq/1 for et regenereringsniveau på 2,5 eq HCl/1 harpiks.
Eksemplerne 2-4 20 Eksempel 2
Den i Fig. 2 viste opstilling anvendes til deka-tionisering af 522 kg sød valle koncentreret til 19,15% tørstof, pH 6,4, ved en temperatur på 13°C, og med en hastighed på 3,6 liter/minut i følgende rækkefølge: nedad 25 via et rør 20 gennem søjlen 1,2 fyldt med 24 liter svag kationisk harpisk (Amberlite ® IRC-84 fra Rohm &
Haas Company), ned via et rør 21 gennem søjlen 11,2 fyldt med 26 liter stærk kationisk harpiks (Amberlite® IR-120 fra Rohm & Haas Company), og derefter ned via et 30 rør 22 gennem søjlen III,2 fyldt med 26 liter stærk kationisk harpiks (Amberlite ® IR-120 fra Rohm & Haas Company). Den dekationiserede valle afgår via et rør 23.
15 DK 174839 B1
Eksempel 3
Den 1 Eksempel 2 beskrevne procedure anvendes til dekationisering af 792 kg sød valle koncentreret til 19,62% tørstof, pH 6,22, ved en temperatur på 12“c og 5 med en hastighed på 3,3 liter/minut.
Eksempel 4
Den i Eksempel 2 beskrevne procedure anvendes til dekationisering af 559 kg sød valle koncentreret til 10 19,05% tørstof, pH 6,32, ved en temperatur på 12°C og med en hastighed på 3,6 liter/minut. I tabellerne 3 og 5 nedenfor udgør resterende fedtstof resten til 100% på tørstofbasis.
Tabel 3 nedenfor viser sammensætningen af ud-15 gangsvallen, mængderne af de væsentlige kationer inden og efter dekationisering, og pH efter dekationisering.
Tabel 3 16 DK 174839 B1
Valleii^v^Eksempel' 2 3 4 sarrmensæt.
inden efter inden efter inden efter
Proteiner 13,63 13,06 14,3 13,7 12,8 13,7 (nitrocen 6,38) 10 Lactose 72,6 75,2 70,3 75,0 72,0 75,9
Aste bestående 7,78 3,31 7,49 3,43 8,31 3,47 af ·
Ns (r.g/100 gi 706 75 724 420 522 46 :-l ta=/100 g; 2209 13 2229 879 2243 3 C= ur.g/lGQ g) 513 13 490 13 524 9 15 Mg"!_ (ng/100 g; 117 13 115 23 112 2 _ 1,2 - 2,1 - 1,0
Tabel 4 nedenfor viser dekationiseringsgraden i 20 % på basis af udgangsmængden, udtrykt i mg/100 g tør stof.
Tabel 4 25 Eksempel
Kation 234
Na+ 89,4 40,4 95,1 K+ 99,4 62,3 99,9 30 ca++ 97,5 97,5 98,3
Mg++ 88,9 75,6 98,2 17 DK 174839 B1
Omdannelse til et demineraliseret lactoserumprodukt 110 liter dekationiseret produkt fra Eksempel 4 føres nedad gennem en søjle fyldt med 28 liter svag anionisk harpiks, baseret på en divinylbenzen/styrenco-5 polymer med aminogrupper, i OH“-cyclus'en (Amberlite OS' IRA-93 fra Rohm 6 Haas Company) med en hastighed på 2,15 liter/minut. Derved opnås en væske, hvis pH og sammensætning er vist i Tabel 5.
10 Tabel 5
Vallens sammensætning på tørstofbasis (%)
Protein 14,58
Lactose 81,3 15 Aske bestående af: 0,62
Na+ (mg/100 g) 30 K+ (mg/100 g) 12
Ca++ (mg/100 g) 36
Mg++ (mg/100 g) 2 20 Cl- (mg/100 g) 1,3 p (mg/100 g) 163 (i forskellige ionformer, i det væsentlige i form af monovalente phosphationer) 25 Citronsyre (i forskellige ionformer) 0,72 pH 4,6
Ud fra den ovennævnte væske opnås der efter neutralisering og tørring et tørret lactoserumprodukt.
18 DK 174839 B1
Eksempel 5 44,5 liter valle, koncentreret til et tørstofindhold på 23%, hvis sammensætning og pH er anført i 5 Tabel 6 nedenfor, føres successivt: A. gennem en elektrodialyseenhed med 5 celler ved en temperatur på 30°C og under en spænding på 300 V med en hastighed på 88 liter/minut op til en total deminerali-seringsgrad på 68,5%, 10 B. gennem en dekationiseringsopstilling omfattende en søjle fyldt med 1 liter svag kationisk harpiks (Amberlite® IRC-84) i serie med to søjler, der hver var fyldt med 1 liter stærk kationisk harpiks (Amberlite® IRC-120) , og 15 c. gennem en deanioniseringssøjle fyldt med 1,5 li ter svag anionisk harpiks (Amberlite(S)lRA-93).
20
Tabel 6 DK 174839 B1 19
5 Vallens sarrrnensætning på j Start. Efter A Efter B ! Efter. C
tørstofbasis (%) - J
i I 1 i
: l I
Proteiner (nitregen 6,38) 12,03 i 12,46 j 13,09 j 13,48
Lactose ! 72,99 i 78,86 : 81,03 j 82.21 1 i 7 i
Aske . . j 8,16 i 2,57 ! - 1Λ bestående af j I ]
Na fcr.c/100 g) j 886 i 260 22 23
K" (mg/100 c) j 2423 : 315 i 13 IB
Ca^tag/lOO c) j 569 j 415 | 31 27 [r.c/ICO g) j 122 ί 55 j 13 14
Cl' Cir.g/iGO c; 1702 Ξ1 - 0 P ίιτ.σ/100 g) 651 340 - 150 15 (i forskellige ionformer, . afhængigt af pH)
Citronsyre 2,48 1}63 - 0^27 (i forskellige ionforrrer, afhmgigt af pH) 20 pH_6,31 5,80 2,76 4,35 Væskernes sammensætninger er anført i Tabel 6 ovenfor, hvori det resterende fedt udgør resten til 100% oc J på tørstofbasis. Efter neutralisering og tørring opnås et demineraliseret lactoserumprodukt.
Eksempel 6
Dekationisering af valle efter fremgangsmåden i 30 Eksempel 3 med søjlerne I (1200 liter AmberliteQy IRC-84 fra Rohm & Haas Company), II (1300 liter Amberi i te IR-120 fra Rohm & Haas Company) og III (1300 liter Am-berlite^)IR-120 fra Rohm & Haas Company) over et tids- 20 DK 174839 B1 rum på 152 minutter, og med en hastighed på 10800 liter/time, resulterer i en opfyldning af søjlerne svarende til 1,68 eq/1 (I), 1,8 eq/1 (II) og 1,8 eq/1 (III).
5 Den resterende valle tvinges igennem, der renses med vand, og vandet tvinges igennem i retningen I -^ II -♦III, idet disse operationer varer totalt ca. 25 minutter. Harpikserne løsnes ved at cirkulere vand og derefter luft opad gennem dem i parallel (I, II, III) i ca.
10 7 minutter, hvorefter de vaskes ved at cirkulere vand opad gennem dem i ca. 25 minutter med en hastighed på 20.000 liter/time i retningen I—* II—Mil.
Derefter cirkuleres vand opad i retningen II-> I, III i 10 minutter med efter hinanden følgende hastig-15 heder på 10.000 og 5.000 liter/time, hvilket gør det muligt at fordele harpikskuglerne efter størrelse, idet de mindste går til søjlernes top. Derefter justeres væsken til det ønskede niveau på ca. 10 minutter. Søjlerne er da klar til regenerering.
20 Regenerering.
I det ovennævnte søjlesystem har erfaring vist, at til effektiv regenerering skal HCl anvendes i en mængde, der svarer til den gennemsnitlige praktiske adsorptionskapacitet, dvs. ca. 2,9 ækvivalenter HCl/liter 25 harpiks i tilfældet med søjle I til en praktisk adsorptionskapacitet på 1,7 ækvivalenter/liter.
2850 Liter 10% saltsyreopløsning (svarende til 298 kg ren HCl) cirkuleres nedad gennem søjlerne i retningen III—» II—> I (modsat dekationisering) via rørene 30 24, 25 og 26 i et tidsrum på 35 minutter. Al den af løbende væske inklusiv 1000 liter 5% HCl-opløsning (52,3 kg) fjernes via røret 27 efter operationens afslutning.
21 DK 174839 B1
Efter regenerering vaskes søjlerne med vand, der cirkulerer nedad i 30 minutter med en hastighed på 5000 liter/time i retningen III—> il—>i og genindstilles derefter til det ønskede niveau ved at indføre vand i 5 retningen I—> II—>111. Derefter er de klar til en yderligere dekationisering.
Eksempel 7
Opstillingen fra eksempel 1 regenereres på samme X0 måde som i eksempel 6 med en vandig HCl-opløsning, der tilfører hvad der svarer til 3,5 kg ren HC1 via rørene 13, 14 og 15 nedad i retningen II—>i.
Sammenligningseksempel 3
En dekationisering ifølge sammenligningseksempel 15 l af samme vallemængde kræver, hvad der svarer til 4,8 kg ren HC1.
Eksempel 8
Regenerering af søjlerne udføres på samme måde 20 som i eksempel 6, bortset fra at 980 liter 5% HCl-opløsning cirkuleres nedad fra en puffertank 2 via et rør 29 (idet opløsningen er genudvundet ved afgangen fra søjlen I via et rør 28 efter en tidligere regenerering) gennem søjlerne II—»I på 12 minutter, hvorefter 252500 liter frisk 10% HCl-opløsning cirkuleres nedad i retningen III—» II—*1 i 30 minutter, og hvad der svarer til 3,4 kg ren HCl fjernes via røret 27 på 30 minutter. Herved regenereres søjlerne med hvad svarer til 261 kg ren HCl.
22 DK 174839 B1
Sanunenligningseksempel 4
Til sanuneligning kræver en dekationisering ifølge sanunenligningseksempel 1 af samme vallemængde, hvad der svarer til 360 kg ren HC1 til regenerering af søjlen med 5 stærk kationisk harpiks.
Claims (5)
1. Fremgangsmåde til dekationisering af valle ved ionbytning med kationiske harpikser, hvilken fremgangsmåde omfatter behandling af en valle, som er koncentreret til et tørstofindhold på 19 til 23 vægt% el- 5 ler en sådan koncentreret valle, som er demineraliseret til 30-70% ved elektrodialyse, kendetegnet ved, at vallen først ledes gennem en ikke-makroporøs svag kationisk harpiks i H+ cyclus'en og derefter gennem en ikke-makroporøs stærk kationisk harpiks i H+ 10 cyclus'en, indtil der nås en pH på 1,0 til 2,5 og en de-kationiseringsgrad på 60 til 80%, hhv. en pH på 2,0 til 3,5 og en dekationiseringsgrad på 70 til 95% i tilfælde af valle, som er blevet elektrodialyseret, at harpikserne regenereres ved, at en koncentreret vandig opløsning 15 af en syre ledes gennem den stærke kationiske harpiks og derefter gennem den svage kationiske harpiks, at harpikserne befinder sig i separate eller lagdelte lejer, og at forholdet mellem det tilsyneladende rumfang af den svage kationiske harpiks og det tilsyneladende rumfang 20 af den stærke kationiske harpiks er 1:3 til 1:1.
2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at vallen successivt ledes nedad gennem en første søjle påfyldt en svag kationisk harpiks i H+ cyclus’en, nedad gennem en anden og derefter en tredje 25søjle påfyldt stærk kationisk harpiks i H+ cyclus'en.
3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at pH af det opnåede produkt er 1,8 til 2,1.
4. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kende-tegnet ved, at søjlerne regenereres ved at en 30koncentreret vandig saltsyreopløsning ledes successivt nedad gennem den tredje søjle påfyldt stærk kationisk 24 DK 174839 B1 harpiks, nedad gennem den anden søjle påfyldt stærk ka-tionisk harpiks og derefter nedad gennem den første søjle påfyldt svag kationisk harpiks.
5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kende-5 tegnet ved, at den syre, der afgår fra bunden af den første søjle recirkuleres til toppen af den anden søjle. 4
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP84102225A EP0153967B1 (fr) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | Procédé de traitement de sous-produits laitiers |
EP84102225 | 1984-03-02 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DK85585D0 DK85585D0 (da) | 1985-02-26 |
DK85585A DK85585A (da) | 1985-09-03 |
DK174839B1 true DK174839B1 (da) | 2003-12-15 |
Family
ID=8191812
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DK198500855A DK174839B1 (da) | 1984-03-02 | 1985-02-26 | Fremgangsmåde til dekationisering af valle |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4803089A (da) |
EP (1) | EP0153967B1 (da) |
JP (1) | JPS60259142A (da) |
AU (1) | AU571307B2 (da) |
CA (1) | CA1262314A (da) |
DE (1) | DE3470653D1 (da) |
DK (1) | DK174839B1 (da) |
ES (1) | ES8601656A1 (da) |
MX (1) | MX163178B (da) |
NZ (1) | NZ211112A (da) |
ZA (1) | ZA851061B (da) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3495252A (en) * | 1966-12-28 | 1970-02-10 | California Date Growers Ass | Lidding machine |
CH658773A5 (fr) * | 1984-05-22 | 1986-12-15 | Nestle Sa | Procede de preparation d'un lait ecreme. |
JP3035833B2 (ja) * | 1991-01-21 | 2000-04-24 | 雪印乳業株式会社 | シアル酸類含有組成物の製造方法 |
US5427813A (en) * | 1991-01-22 | 1995-06-27 | Meiji Milk Products Company Limited | Desalted whey containing non-protein nitrogen and process for producing the same |
JPH04356159A (ja) * | 1991-01-22 | 1992-12-09 | Meiji Milk Prod Co Ltd | 非蛋白態窒素含有脱塩ホエー 及びその製造方法 |
US5310565A (en) * | 1992-04-10 | 1994-05-10 | Dairy Technology, Ltd. | Method of removing antibiotics from milk |
DE4326665C2 (de) * | 1993-08-09 | 1995-07-13 | Biotest Pharma Gmbh | Verfahren zur Sterilfiltration von Milch |
US5756680A (en) * | 1994-01-05 | 1998-05-26 | Sepragen Corporation | Sequential separation of whey proteins and formulations thereof |
ATE269641T1 (de) * | 1996-10-09 | 2004-07-15 | Nestle Sa | Entmineralisierung von käserei-süssmolke |
NZ328835A (en) * | 1996-10-09 | 1999-02-25 | Nestle Sa | Demineralization of milk products by electrodeionization in an apparatus containing dilution and concentration departments |
US5783245A (en) * | 1997-04-17 | 1998-07-21 | Apv Crepaco, Inc. | Method and apparatus for processing dairy product |
JP3362123B2 (ja) * | 1998-12-10 | 2003-01-07 | 雪印乳業株式会社 | 新規ミルクマグネシウム/カルシウム素材及びその製造方法 |
FR2793652B1 (fr) * | 1999-05-17 | 2001-08-10 | Vidaubanaise Ingenierie | Procede de traitement d'un lactoserum en vue de sa demineralisation |
NZ511095A (en) | 2001-04-12 | 2003-06-30 | New Zealand Dairy Board | Subjecting a milk protein concentrate to cation exchange depleting the calcium content to produce a gel |
US20050163887A1 (en) * | 2004-01-23 | 2005-07-28 | Land O' Lakes, Inc. | Method of producing heat stable whey protein and products made therefrom |
NL2004594C2 (en) * | 2010-04-22 | 2011-10-25 | Fred Neumann | A process for removing divalent cations from milk by-products. |
US10167207B2 (en) | 2011-10-05 | 2019-01-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electrolytic apparatus with circulator, reverse osmosis filter, and cooler, for producing reducing water |
KR101987645B1 (ko) * | 2011-10-05 | 2019-06-12 | 삼성전자주식회사 | 환원수 제조장치 |
RU2515096C1 (ru) * | 2012-10-24 | 2014-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные пищевые технологии" | Способ регулирования кислотности сыворотки в процессе электродиализа |
FR3079112B1 (fr) | 2018-03-21 | 2022-05-06 | Synutra France Int | Procede de demineralisation de lactoserum |
FR3133294B1 (fr) * | 2022-03-09 | 2024-07-19 | Euroserum | Procédé de déminéralisation d’une composition protéique laitière à base de lactosérum de petit ruminant |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2778750A (en) * | 1953-03-24 | 1957-01-22 | Armour & Co | Ion exchange purification of whey in the preparation of lactose |
US3618589A (en) * | 1970-03-16 | 1971-11-09 | Sybron Corp | Desalination process by ion exchange |
FR2142812A1 (en) * | 1971-06-25 | 1973-02-02 | Lespagnol Jacques | Demineralization of wheys - from cheese making by ion exchangers |
DE2439652A1 (de) * | 1974-08-19 | 1976-03-04 | Meggle Milchind Gmbh & Co | Verfahren zur nutzbarmachung von ionenaustauscher-regenerationsfluessigkeiten |
SE414451B (sv) * | 1977-05-10 | 1980-08-04 | Svenska Mejeriernas Riksforeni | Sett att avsalta vassle genom jonbyte samt anordning |
FR2391653A1 (fr) * | 1977-05-23 | 1978-12-22 | Nestle Sa Soc Ass Tech Prod | Procede de traitement du lactoserum |
US4358464A (en) * | 1977-08-02 | 1982-11-09 | Superior Dairy, Inc. | Process for converting sour whey into sweet whey and product |
FR2418626A1 (fr) * | 1978-03-02 | 1979-09-28 | Triballat Laiteries | Procede et installations pour la preparation de la caseine a partir du lait et produits ainsi obtenus |
ATE8564T1 (de) * | 1980-04-17 | 1984-08-15 | Laiteries E. Bridel Societe Anonyme Dite: | Entkationisierte milch, verfahren zur behandlung von milch mittels eines kationenaustauscherharzes fuer die herstellung der entkationisierten milch und verwendung der entkationisierten milch zur herstellung des kaseins der geronnenen milch fuer kaese und milchserum. |
IE54979B1 (en) * | 1982-07-09 | 1990-04-11 | Bridel Laiteries | Process for treating milk with a cation-exchange resin for the preparation of decationised,acidified milk |
-
1984
- 1984-03-02 DE DE8484102225T patent/DE3470653D1/de not_active Expired
- 1984-03-02 EP EP84102225A patent/EP0153967B1/fr not_active Expired
-
1985
- 1985-02-12 ZA ZA851061A patent/ZA851061B/xx unknown
- 1985-02-12 CA CA000474095A patent/CA1262314A/en not_active Expired
- 1985-02-13 NZ NZ211112A patent/NZ211112A/xx unknown
- 1985-02-15 AU AU38757/85A patent/AU571307B2/en not_active Expired
- 1985-02-22 MX MX204416A patent/MX163178B/es unknown
- 1985-02-26 DK DK198500855A patent/DK174839B1/da not_active IP Right Cessation
- 1985-03-01 JP JP60040979A patent/JPS60259142A/ja active Granted
- 1985-03-01 ES ES540829A patent/ES8601656A1/es not_active Expired
-
1987
- 1987-04-28 US US07/045,757 patent/US4803089A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU571307B2 (en) | 1988-04-14 |
EP0153967B1 (fr) | 1988-04-27 |
AU3875785A (en) | 1985-09-05 |
US4803089A (en) | 1989-02-07 |
DE3470653D1 (en) | 1988-06-01 |
CA1262314A (en) | 1989-10-17 |
DK85585D0 (da) | 1985-02-26 |
MX163178B (es) | 1991-09-30 |
ES540829A0 (es) | 1985-11-16 |
EP0153967A1 (fr) | 1985-09-11 |
ZA851061B (en) | 1985-09-25 |
NZ211112A (en) | 1989-02-24 |
JPS60259142A (ja) | 1985-12-21 |
ES8601656A1 (es) | 1985-11-16 |
DK85585A (da) | 1985-09-03 |
JPH0236214B2 (da) | 1990-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DK174839B1 (da) | Fremgangsmåde til dekationisering af valle | |
US4138501A (en) | Demineralization of whey | |
CA2288184C (en) | Method for treating a lactic raw material containing gmp | |
US9456627B2 (en) | Process for isolating sialic acid containing oligosaccharides, and the compositions containing sialic acid containing oligosaccharides obtainable thereby | |
US5149647A (en) | Process for extracting pure fractions of lactoperoxidase and lactoferrin from milk serum | |
AU620964B2 (en) | Production process of sialic-acids-containing lactose | |
US6288222B1 (en) | Method of filtration of a dairy stream | |
RU2192749C2 (ru) | Способ деминерализации молочных продуктов и их производных (варианты) | |
WO2002028194A1 (en) | Process for recovering proteins from whey protein containing feedstocks | |
JP4740434B2 (ja) | ポリアミン含有組成物の製造方法 | |
JP3368389B2 (ja) | シアル酸含有オリゴ糖の分離方法 | |
CN116249707A (zh) | 用于纯化人乳寡糖的方法及相关组合物 | |
CN116390931A (zh) | 用于纯化人乳寡糖的方法及相关组合物 | |
KR20230098181A (ko) | 발효액으로부터 산성 모유 올리고당의 정제 방법 | |
JP5599446B2 (ja) | カルニチンを用いた調製粉乳または機能性健康原料 | |
US3907777A (en) | Method of removing vitamin B{HD 2 {B from whey | |
US20220304324A1 (en) | Method for processing a dairy protein composition in order to produce a lactose-rich liquid composition | |
RU2211577C2 (ru) | Способ извлечения белка из молочной сыворотки | |
JPH0476680B2 (da) | ||
Hayes | New ways with whey | |
CA3203492A1 (en) | Demineralised lactose concentrate | |
MXPA99010313A (en) | Method for treating a lactic raw material containing gmp | |
Lewis et al. | Separations in Food Processing: Part 2–Membrane Processing, Ion Exchange, and Electrodialysis | |
JPH07105A (ja) | 非蛋白態窒素成分の精製法及び精製物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUP | Patent expired |