NO330181B1

NO330181B1 - Membranfiltrering og membranfiltreringssammenstilling

Info

Publication number: NO330181B1
Application number: NO20100391A
Authority: NO
Inventors: Tom Hoffmann
Original assignee: Tine Sa
Priority date: 2010-03-17
Filing date: 2010-03-17
Publication date: 2011-02-28
Also published as: CA2793468C; NZ602658A; CN102834016A; EP2547215A4; NO20100391A1; PL2547215T3; RU2012144020A; DK2547215T3; AU2011227848B2; AR094620A1; JP6085551B2; AU2011227848A1; RU2560574C2; CN102834016B; ES2646007T3; WO2011115498A1; US20130040029A1; EP2547215A1; EP2547215B1; CA2793468A1

Description

MEMBRANFILTRERING OG MEMBRANFILTRERTNGS SAMMENSTILLING

OPPFINNELSENS OMRÅDE

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å prosessere meieriprodukter ved membranfiltrering, hvor "fouling" på membranen er signifikant redusert/unngått uten vesentlig å redusere strømmen gjennom membranmodulen. Foreliggende oppfinnelse vedrører også en membranfiltrermgssammenstilling som er egnet for å praktisere fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse.

OPPFINNELSENS BAKGRUNN

Råmelk blir nærmest uten unntak skilt i en fløtefase og en skummetmelkfase. Avhengig av hva slags sluttprodukt melken skal anvendes til, blir begge disse fasene behandlet forskjellig i et meieri. Skummetmelk som videre skal raffineres ved protein fraksjonering blir ofte pasteurisert og deretter kjølt ned til omtrent 4°C for så å bli lagret i en tank til den skal anvendes i produksjon.

For å redusere "fouling" på membranene, har det blitt foreslått å utsette skummetmelken for en forbehandlingsprosess før membranfiltrering (WO02/069724). Nevnte forbehandling involverer å varme opp skummetmelken til en temperatur i området 50-55 °C i noen minutter. Det varmebehandlede produkt blir så oppbevart i en åpen beholder for å frigjøre overskuddsluft og for å tillate de kjemiske reaksjoner, som skjer i melken ved oppvarming, å stabiliseres.

Selv om denne forbehandling tidligere har blitt vist å redusere risiko for "fouling" på membranene, dvs. at membranene blir blokkert og produksjonstid tapes, har det og tidligere blitt beskrevet at det langvarige opphold i dette temperaturområdet medfører en uønsket vekst av skadelige niikroorganismer.

For å unngå uønsket vekst av skadelige mikroorganismer og for ytterligere å redusere "fouling" på membranene har det blitt foreslått å redusere oppholdstiden i den åpne beholder og besørge at skummetmelken (retentatet) har en synkende, eller alternativt stabil, temperaturkurve under membranfiltrering (WO06/123972).

Under membranfiltrering vil pumpene i membranfiltreringssammenstillingen normalt øke temperaturen på skummetmelken/retentatet med 2-6 °C. For å opprettholde eller redusere temperaturen på skummetmelken/retentatet under membranfiltreringen er det vanlig å ha en form for kjøleanordning plassert i retentatsirkulasjonen (vanlig for små anlegg/pilot anlegg), se for eksempel NO310173. Eventuelt blir skummetmelken kjølt ned før membranfiltrering til en temperatur som besørger at temperaturen i sirkulasjonen ikke overstiger melk forbehandlingstemperaturen.

Men hvis temperaturen til skummetmelken blir redusert med 1 °C, vil strømmen gjennom membranmodulen bli redusert med omtrent 2-3 %, dvs. at membranfiltreringseffektiviteten er signifikant redusert.

Et mål med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte for å prosessere meieriprodukter ved membranfiltrering, hvor "fouling" på membranene er signifikant redusert/unngått uten signifikant å redusere strømmen gjennom membranmodulen.

OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN

Et første aspekt ved foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å prosessere meieriprodukter ved membranfiltrering, hvor nevnte fremgangsmåte omfatter de følgende trinn: a) eventuelt, overføre meieriproduktet til en balansetank (figur 1.1; figur 3.1); b) utsette meieriproduktet for membranfiltrering (figur 1.2; figur 3.2) for å danne en permeatfraksjon og en retentatfraksjon; og c) nedkjøle permeatfraksjonen (figur 1.3; figur 3.2) til en temperatur som er lavere enn temperaturen til retentatfraksjonen, noe som resulterer i en nedkjøling av

membranoverflatene.

Et andre aspekt ved foreliggende oppfinnelse vedrører en

membranfiltreringssammenstilling som har

a) nlførselsinnløpsåpning på retentatsiden av et membranfilter; b) retentatutløp; c) middel for å resirkulere i det minste deler av retentatet fra retentatutløpet til retentattilførselen (figur 1.M2; figur 3.M2); d) permeatutløp; e) permeattilførsel; f) middel for å resirkulere i det minste deler av permeatet fra permeatutløpet til

permeattilførselen (figur 1.M3; figur 3.M3); og

g) kjøleanordning (figur 1.3; figur 3.2) som er plassert for å opprettholde en lavere temperatur i permeatstrømmen enn i retentatstrømmen;

hvor nevnte tilførsel, utløp og middel for resirkulering (figur 1 .M; figur 3.M) er ordnet for å opprettholde en retentatstrøm på retentatsiden av membranfilteret (figur 2.3) og en permeatstrøm på permeatsiden av membranfilteret (figur 2.3) på en slik måte at de to strømmer føres medstrøms forbi membranfilteret (figur 2.3).

Foretrakkede utførelsesformer ifølge foreliggende oppfinnelse er fremsatt i de uselvstendige krav.

FIGURBESKRJVELSE

Foretrakkede utførelsesformer ifølge foreliggende oppfinnelse vil nå bli illustrert i mer detalj med henvisning til de medfølgende tegninger.

Figur 1 illustrerer et membranfiltreringsanlegg, hvor en separat kjøler (3) er inkludert i permeatsirkulasjonen, som kan anvendes ved metoden ifølge foreliggende oppfinnelse. (1) Balanse tank; (2) Membranfiltreringsmodul; (3) Kjøler; (4) Retentat ut; (5) Permeat ut; (6) Produkttilførsel; (M) Sirkulasjonspumpe; (PI) Trykkindikator.

Figur 2 illustrerer en membranmodul med en integrert kjøleanordning.

(1) Omliggende hus; (2) Endene på det omliggende hus; (3) Membraner; (4) Rørvarmeveksler; (5) Rom inneholdende kjølemedium; (6) Kobling til kjølemedium; (7) Rom inneholdende permeat; (8) Peimeattilførsel og utløp;

(15) Pluralitet av retentatkanaler; (16) Filtermembran.

Figur 3 illustrerer et membranfiltreringsanlegg, hvor membranmodulen har en integrert kjøleanordning (2), som kan anvendes ved metoden ifølge foreliggende oppfinnelse. (1) Balanse tank; (2) Membranfiltreringsmodul med integrert kjøleanordning; (4) Retentat ut; (5) Permeat ut; (6) Produkttilførsel (M); Sirkulasjonspumpe;

(Pf) Trykkindikator.

Figur 4 illustrerer et membrarÆltreringsanlegg, hvor to membranfiltreringsmoduler (henholdsvis MF1 og MF2) er koblet i parallell og har separate kjøleanordninger (1) inkludert i permeatsirkulasjonen. Figure 5 illustrerer et membranfiltreringsanlegg, hvor to membranfiltreringsmodul er (henholdsvis MF1 og MF2) er koblet i serie og har separate kjøleanordninger (1) inkludert i permeatsirkulasjonen.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

Idet utfelling av kalsiumfosfat er antatt å være hovedårsaken til "fouling" på membranene, og løseligheten av kalsiumfosfat er kjent å reduseres med økende temperatur, ville man anta at temperaturen til skummetmelkfasen burde være så lav som mulig. Men, som tidligere anført, er det også kjent at hvis temperaturen til skummetmelkfasen reduseres med 1°C, vil strømmen gjennom membranmodulen reduseres med omtrent 2-3 %.

Ved å øke temperaturen til skummetmelkfasen under membranfiltreringen vil følgelig strømmen gjennom membranmodulen øke men "fouling" på membranene vil også øke. Eventuelt, ved å redusere temperaturen til skummetmelkfasen under membranfiltreringen, vil "fouling" på membranene reduseres men strømmen gjennom membranmodulen vil også bli redusert.

Frem til nå har den gylne middelvei vært å utsette det proteinholdige meieriprodukt for en eller annen form for forbehandling, normalt varmebehandling ved en temperatur i området 50-65°C, for å redusere risiko for "fouling" på membranene under membranfiltrering. Anvendelse av høyere temperaturer er ikke tilrådelig idet myseproteiner antas å denaturere ved temperaturer over 65°C.

Videre har det vært antatt at det er av stor betydning at temperaturen til det proteinholdige meieriprodukt, under membranfiltrering, ikke overstiger forbehandlingstemperaturen på 50-65°C. Idet pumpene i membranfiltreringssammenstillingen normalt øker temperaturen til det proteinholdige meieriprodukt med 2-6°C, har det vært vanlig å ha en eller annen form for kjøleanordning plassert i retentatsirkulasjonen (vanlig for små anlegg/pilot anlegg) og/eller å kjøle ned skummetmelken før membranfiltrering.

Overraskende har det nå blitt oppdaget at det er temperaturen på membranoverflatene og ikke temperaturen på skummetmelken/retentatet som er av størst betydning når det gjelder å unngå "fouling" på membranene. Ved å holde temperaturen på membranoverflatene lav, er det mulig å øke temperaturen på skurnmetmelken/retentatet uten at det oppstår vesentlige problemer med "fouling" på membranene.

Resultatet av denne oppdagelse er en forbedret metode for prosessering av meieriprodukter ved membranfiltrering, hvor "fouling" på membranene er vesentlig redusert/unngått og på samme tid er strømmen gjennom membranmodulen økt.

Et første aspekt ved foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å prosessere meieriprodukter ved membranfiltrering, hvor nevnte fremgangsmåte omfatter de følgende trinn: a) eventuelt, overføre meieriproduktet til en balansetank (figur 1.1; figur 3.1); b) utsette meieriproduktet for membranfiltrering (figur 1.2; figur 3.2; figur) for å danne en permeatfraksjon og en retentatfraksjon; og c) nedkjøle permeatfraksjonen (figur 1.3; figur 3.2) til en temperatur som er lavere enn temperaturen til retentatfraksjonen, noe som resulterer i en nedkjøling av

membranoverflatene.

I en utførelsesform ifølge den foreliggende oppfinnelse er meieriproduktet, for eksempel skummetmelk, kjernemelk eller myse, overført til en balansetank (figur 1.1; figur 3.1). Hovedhensikten med balansetanken er å fungere som en buffer for meieriproduktet i tilfelle av midlertidige stopp/avbrytelser i produksjonen og også for å oppnå en kontinuerlig tilførsel av meieriprodukt.

Temperaturen på det proteinholdige meieriprodukt i nevnte balansetank er foretrukket i området 50-70°C, mer foretrukket i området 55-65°C, ennå mer foretrukket i området 60-65°C og mest foretrukket i området 62-65°C.

Foretrukket blir meieriproduktet ført gjennom en avgasser før det blir ført inn i membranfiltreirngsmodulen. Avgassingsbehandlingen fjerner overskuddsluft fra produktet som ellers vil kunne føre til "fouling" på membranene senere i prosessen.

Meieriproduktet blir så ført, for eksempel ved bruk av en sirkulasjonspumpe (figur 1.M1 og M2; figur 3.M1 og M2), til en membranfiltreringsmodul (figur 1.2; figur 3.2) hvor meieriproduktet blir separert i en retentatfraksjon og en permeatfraksjon.

For å opprettholde en høy tverrstrømhastighet ("cross flow velocity") gjennom membranfiltreirngsmodulen, er det foretrukket at temperaturen på meieriproduktet/retentatet opprettholdes ved en temperatur i området 50-65°C under membranfiltrering, mer foretrukket i området 55-65°C, ennå mer foretrukket i området 58-65°C og mest foretrukket i området 60-65°C.

I en utførelsesform ifølge foreliggende oppfinnelse er det foretrukket at temperaturen på meieriproduktet/retentatet, når det kommer inn i membranfiltreringsmodulen, er i området 50-70°C, mer foretrukket i området 55-65°C, ennå mer foretrukket i området 58-65°C og mest foretrukket i området 58-60°C.

Det er en rekke forskjellige membranfiltreringsmoduler på markedet i dag. En av de to mest vanlige membranmodulsystemer er det såkalte "uniform transmembrantrykk (UTP)" systemet. Ved å inkludere kuler på permeatsiden av membranen, opprettholder systemet et lavt men uniformt transmembrantrykk ved høy tverrstrømhastighet ("cross flow velocity"), noe som reduserer "fouling" og kakeoppbygging; og forbedrer anvendelsen av tilgjenglig filterflate. Systemet lider dog under komplisert og tidsforbrukende membranutbytitngsprosedyrer og krever kontinuerlig sirkulasjon av permeatstrømmen.

Det andre av de nevnte to mest vanlige membranmodulsystemer er basert på gradi entmembraner. Ved å bruke membraner som har økende permeabilitetsmotstand mot tilførselsiden av membranmodulen, opprettholder systemet et lavt men uniformt transmembrantrykk ved høy tverrstrømhastighet ("cross flow velocity"). I tillegg krever systemet ikke kontinuerlig sirkulasjon av permeatstrømmen og lider heller ikke under kompliserte og tidsforbrukende membranutbyttingsprosedyrer.

Membranfiltreringsmodulen anvendt ifølge foreliggende oppfinnelse kan være enhver membranmodul egnet for prosessering av meieriprodukter, slik som membranmodulsystemer basert på UTP prinsippet, et membranmodulsystem basert på gradientmembraner, andre egnede membranmodulsystemer eller enhver kombinasjon derav.

Membranene i membranfiltreringsmodulen er foretrukket laget av et støttekeramisklag og et overflatemembranlag (slik som for eksempel Zirconia, Titania og Alumina baserte membraner), men kan også være fremstilt av andre materialer slik som glass, polymerer eller lignende. Selv om foreliggende beskrivelse er fokusert på anvendelsen av membraner, skal det og forstås at mikrosiler kan bli anvendt istedenfor membraner uten å avvike fra det oppfinneriske konsept i den foreliggende beskrivelse.

Filteret i membranfiltreringmodulen er foretrukket valgt fra gruppen bestående av mikrofilter (MF), ultrafilter (UF) og nanofilter (NF).

I en foretrukket utførelsesforrn ifølge foreliggende oppfinnelse, har minst en membranfiltreringsmodul et filter med en effektiv porestørrelse i området 0.5-2.0 um, mer foretrukket i området 0.8-2.0 nm og mest foretrukket i området 0.8-1.4 um. Filtre som har en porestørrelse i dette området er spesielt egnet for å redusere mengde mikroorganismer i meieriproduktet.

I en foretrukket utførelsesforrn ifølge foreliggende oppfinnelse, har minst en membranfiltreringsmodul et filter med en effektiv porestørrelse i området 0.05-0.5 um, mer foretrukket i området 0.05-0.3 um og mest foretrukket i området 0.1-0.2 um. Filtre som har en porestørrelse i dette området er spesielt egnet for å fraksjonere proteiner, spesielt kaseinproteiner, tilstede i meieriproduktet.

I en foretrukket utførelsesforrn ifølge foreliggende oppfinnelse, har minst en membranfiltreringsmodul et filter med en effektiv porestørrelse som er tilstrekkelig til å holde tilbake suspenderte partikler og oppløste stoffer som har en molekylvekt som er større enn 100 kDa, mer foretrukket større en 75 kDa, ennå mer foretrukket større enn 50 kDa, mest foretrukket større enn 25 kDa, slik som større enn 10 kDa.

I en foretrukket utførelsesforrn ifølge foreliggende oppfinnelse, har minst en membranfiltreringsmodul et filter med en effektiv porestørrelse som er tilstrekkelig til å holde tilbake suspenderte partikler og oppløste stoffer som har en molekylvekt som er større enn 500 Da, mer foretrukket større enn 200 Da og ennå mer foretrukket større enn 100 Da.

Når det proteinholdige meieriprodukt entrer membranfiltreringsmodulen (figur 1.2; figur 3.2), blir produktet delt i to strømmer, en retentatstrøm og en permeatstrøm.

Retentatstrømmen kan føres til ytterligere membranfiltreirngsmodul(er) (figur 4.MF2; figur 5.MF2), og/eller alternativt bli resirkulert tilbake, for eksempel ved bruk av en sirkulasjonspumpe (figur 1.M2; figur 3.M2), til tilførselsiden av membranfiltreringsmodulen (figur 1.2; figur 3.2). Nevnte ytterligere membranfiltreringsmodul(er) kan være like eller forskjellige (forskjellige membranmodulsystemer, forskjellige membranmaterialer, forskjellige effektive porestørrelser osv.) fra den første membranfiltreringsmodul (figur 1.2; figur 3.2; figur 4.MF1; figur 5.MF1).

I en utførelsesforrn ifølge den foreliggende oppfinnelse føres permeatstrømmen, for eksempel ved bruk av en sirkulasjonspumpe (figur 1.M3), til en kjøleanordning (figur 1.3; figur 4.1). Kjøleanordningen kan være av hvilken som helst type egnet for å senke temperaturen til permeatstrømmen, slik som en varmeveksler, for eksempel en platevarmeveksler eller mer foretrukket en rørvarmeveksler.

I en annen utførelsesforrn ifølge foreliggende oppfinnelse har

membranfiltreringsmodulen en integrert kjøleanordning (figur 3.2) som gjør en separat permeatkjøleanordning (som vist i figur 1.3) overflødig. Den integrerte kjøleanordningen kan være hvilken som helst kjøleanordning egnet for å bli integrert i en membranfiltreringsmodul. Et eksempel på en egnet membranfiltreringsmodul som har en integrert kjøleanordning er illustrert i figur 2.

Membranfiltrermgssammenstillingen i figur 2 viser et omliggende hus (1) hvori det er oppstilt en rørvarmeveksler (4) med koblinger (6) til et kjølemedium. Kjølemedium strømmer i rommet (5) på utsiden av rørene. Membranene (3) er plassert i rørene i rørvarmeveksleren og avpasset til hver ende av huset med tetting. Permeatet som passerer filtermembranene sirkuleres mellom permeattilførsel og utløp (figur 2.8). Det forstørrede element B i figur 2 viser hvordan permeatet vil sirkulere i rommet (7) på innsiden av rørene i varmeveksleren; og temperaturen på permeatet vil bli påvirket av kjølemediet på utsiden av rørene i rørvarmeveksleren.

Tverrsnittet av huset A_A i figur 2 viser hvordan rørvarmeveksleren med membraner kan være sammenstilt. Det forstørrede element C viser hvordan en konvensjonell membrankonstruksjon er bygget opp. Den består av en porøs støttende struktur (3) med en pluralitet av retentatkanaler (15). Hver kanal er tilveiebrakt med en filtermembran (16) på kanaloverflaten. Det forstørrede element C viser også hvordan varmevekslerens rør omgir membranen og gir rom (7) for permeatet som skal sirkuleres.

Selv om figur 2 illustrerer en membranfiltreringssammenstilling med 19 membraner, skal det forstås at antall membraner ikke er avgjørende for funksjonen av anordningen og at tilsvarende systemer med forskjellig antall membraner også er innefor rammen av foreliggende oppfinnelse.

I en foretrukket utførelsesforrn ifølge foreliggende oppfinnelse, er temperaturen i permeatstrømmen minst 1 "C kaldere enn temperaturen i retentatstrømmen, mer foretrukket er temperaturen i permeatstrømmen minst 3°C kaldere enn temperaturen i retentatstrømmen, ennå mer foretrukket er temperaturen i permeatstrømmen minst 5°C kaldere enn temperaturen i retentatstrømmen og mest foretrukket er temperaturen i permeatstrømmen minst 7°C kaldere enn temperaturen i retentatstrømmen, slik som en temperaturforskjell på minst 10<*>C, 12°C, 15°C, 20°C, 25°C, 30°C eller 40°C.

I en foretrukket utførelsesforrn opprettholdes temperaturen i permeatfraksjonen ved en temperatur i området 0-64°C (slik som for eksempel 0-64°C, 0-60°C, 0-55°C, 0-50°C, 0-45°C, 0-40X, 0-35°C, 0-30°C, 0-25°C, 0-20°C eller 0-15'C) under membranfiltrering, for eksempel i området 10-50°C (slik som for eksempel 10-45°C, 10-40°C, 10-35°C, 10-30°C, 10-25°C, 10-20'C eller 10-15'C), i området 20-50°C (slik som for eksempel 20-45°C, 20-40°C, 20-35°C, 20-30°C eller 20-25'C), i området 30-50°C (slik som for eksempel 30-45'C, 30-40°C eller 30-35°C) eller i området 40-50°C (slik som for eksempel 40-45°C).

I en ytterligere utførelsesforrn ifølge foreliggende oppfinnelse, opprettholdes temperaturen i permeatstrømmen ved en temperatur som er tilstrekkelig til å nedkjøle membranoverflatene til en temperatur som er minst 1°C kaldere enn temperaturen i retentatstrømmen, mer foretrukket minst 3°C kaldere enn temperaturen i retentatstrømmen, ennå mer foretrukket minst 5"C kaldere enn temperaturen i retentatstrømmen og mest foretrukket minst 7°C kaldere enn temperaturen i retentatstrømmen, slik som en temperaturforskjell mellom membranoverflatene og retentatstrømmen på minst 10°C, 12°C, 15°C, 20°C, 25°C, 30°C eller 40°C.

Når permeatstrømmen kommer ut av kjøleanordningen (figur 1.3) / membranfiltreringsmodul med integrert kjøleanordning (figur 3.2), kan permeatet videreføres til ytterligere membranfiltreringsmodul(er) (figur 4.MF2; figur 5.MF2), og/eller alternativt bli resirkulert tilbake til permeattilførselsiden av membranfiltreringsmodulen (figur 1.2; figur 3.2).

Nevnte ytterligere membranfiltreringsmodul(er) kan være like eller forskjellig (forskjellig membranmodulsystem, forskjellig membranmateriale, forskjellig effektiv porstørrelse osv) fra den første membranfiltreringsmodul (figur 1.2; figur 3.2).

I en utførelsesforrn ifølge foreliggende oppfinnelse resirkuleres permeatfraksjonen, etter kjølebehandling, tilbake til permeattilførselsiden av membrarifilfreringsmodulen.

I en ytterligere utførelsesforrn ifølge den foreliggende oppfinnelse, sirkuleres permeatfraksjonen over tilførsel og utløp i membranfiltreringsmodulen. Hvis gradientmembraner blir anvendt, er hovedhensikten med å sirkulere permeatstrømmen å kjøle ned membranoverflatene. Hvis et såkalt UTP system blir anvendt, er hensikten med å sirkulere permeatstrømmen å kjøle ned membranoverflatene og også å gi et visst trykkfall gjennom membranmodulen.

I en utførelsesforrn ifølge foreliggende oppfinnelse, er tilførslene (både permeattilførsel og retentattilførsel), utløpene (både permeatutløp og retentatutløp) og midler for resirkulering (for eksempel sirkulasjonspumper) sammenstilt slik at det opprettholdes en retentatstrøm på retentatsiden av membranfilteret og en permeatstrøm på permeatsiden av membranfilteret på en slik måte at de to strømmer føres medstrøms forbi membranfilteret, foretrukket på en slik måte at de to strømmer føres medstrøms forbi membranfilteret med et uniformt trykkfall over hele membranoverflaten.

I tilfelle av flere membranfilfreringsmoduler, er det foretrukket at retentatfraksjonen fra den første membranfiltreringsmodul utsettes for et diafilfrermgstrinn før det entrer den neste membranfiltreringsmodul (figur 5).

Et andre aspekt ved foreliggende oppfinnelse vedrører en

membranfilfrermgssammenstilling som har

a) tilførselsinnløpsåpning på retentatsiden av et membranfilter; b) retentatutløp; c) middel for å resirkulere i det minste deler av retentatet fra retentatutløpet til retentattilførselen (figur 1.M2; figur 3.M2); d) permeatutløp; e) permeattilførsel; f) middel for å resirkulere i det minste deler av permeatet fra permeatutløpet til permeattilførselen (figur 1.M3; figur 3.M3); og g) kjøleanordning (figur 1.3; figur 3.2) som er plassert for å opprettholde en lavere temperatur i permeatstrømmen enn i retentatstrømmen;

hvor nevnte tilførsel, utløp og middel for resirkulering (figur 1 .M; figur 3.M) er ordnet for å opprettholde en retentatstrøm på retentatsiden av membranfilteret (figur 2.3) og en

permeatstrøm på permeatsiden av membranfilteret (figur 2.3) på en slik måte at de to strømmer føres medstrøms forbi membranfilteret (figur 2.3).

I en utførelsesforrn ifølge det andre aspekt ved foreliggende oppfinnelse, er nevnte tilførsler, utløp og midler for resirkulering ordnet slik at det opprettholdes en retentatstrøm på retentatsiden av membranfilteret og en permeatstrøm på permeatsiden av membranfilteret på en slik måte at de to strømmer føres medstrøms forbi membranfilteret med uniformt trykkfall over hele membranoverflaten.

I en ytterligere utførelsesforrn ifølge det andre aspekt ved foreliggende oppfinnelse er nevnte kjøleanordning lokalisert i permeatkretsen mellom permeattilførsel og permeatutløp.

I en annen utførelsesforrn ifølge det andre aspekt ved foreliggende oppfinnelse er nevnte membranfiltreringssarnmenstilling egnet for å praktisere fremgangsmåten ifølge det første aspekt ved foreliggende oppfinnelse.

Avhengig av membranfiltreringsmodul(er) som blir anvendt, er fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse spesielt egnet for å redusere mengde organismer som er tilstede i meieriproduktet og/eller fraksjonere proteiner som er tilstede i meieriproduktet.

Claims

1. Fremgangsmåte for å prosessere meieriprodukter ved membranfiltrering,karakterisert vedat nevnte fremgangsmåte omfatter de følgende trinn: a) eventuelt, overføre meieriproduktet til en balansetank (figur 1.1; figur 3.1); b) utsette meieriproduktet for membranfiltrering (figur 1.2; figur 3.2) for å danne en permeatfraksjon og en retentatfraksjon; og c) nedkjøle permeatfraksjonen (figur 1.3; figur 3.2) til en temperatur som er lavere enn temperaturen til retentatfraksjonen, noe som resulterer i en nedkjøling av membranoverflatene.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat nevnte meieriprodukt er oppvarmet til en temperatur i området 50-65 °C før membranfiltrering.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat nevnte retentatfraksjon er opprettholdt ved en temperatur i området 50-65 °C under membranfiltrering.

4. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat temperaturen på permeatfraksjonen er opprettholdt ved en temperatur i området 0-64 °C under membranfiltrering.

5. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat temperaturforskjellen mellom permeat og retentatfraksjonen er minst 1 °C, hvor permeatfraksjonen er kaldere enn retentatfraksj onen.

6. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat nevnte meieriprodukt er valgt fra gruppen bestående av skummetmelk, kjernemelk og myse.

7. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat minst en del av permeatfraksjonen blir sirkulert over permeattilførsel og utløp (figur 2.8) i membranfiltreringsmodulen (figur 2).

8. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat minst en del av retentatrfaksjonen blir sirkulert over retentattilførsel og utløp i membranfiltreringsmodulen.

9. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat nevnte fremgangsmåte er for å fraksjonere proteiner som er tilstede i nevnte meieriprodukt.

10. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat nevnte fremgangsmåte er for å redusere mengde mikroorganismer i nevnte meieriprodukt.

11. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat permeatstrømmen og retentatstrømmen føres medstrøms forbi membranfilteret (figur 2.3), hvor nevnte to strømmer er adskilt ved nevnte membranfilter (figur 2.3).

12. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat nevnte meieriprodukt er utsatt for membraniflfrering ved bruk av en pluralitet av membranfilfreringsmoduler (figur 4; figur 5).

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12,karakterisert vedat nevnte pluralitet av membranfiltreringsmoduler er koblet i parallell (figur 4), serie (figur 5) eller en kombinasjon derav.

14. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat filteret (figur 2.3) i nevnte membranfiltreringsmodul (figur 2) er valgt fra gruppen bestående av mikrofilter (MF), ultrafilter (UF) og nanofilter (NF).

15. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat den effektive porestørrelse i filteret (figur 2.3) i nevnte membranfiltreringsmodul (figur 2) er i området 0.5-2 um eller 0.05-0.5 um; eller at nevnte membranfiltreringsmodul (figur 2) har et filter (figur 2.3) med en effektiv porestørrelse som er tilstrekkelig til å holde tilbake suspenderte partikler og oppløste stoffer som har en molekylvekt som er i) større enn 100 kDa eller ii) større enn 500 Da.

16. Membranfiltreringssanmienstilling,karakterisert vedat den har a) u^førselsinnløpsåpning på retentatsiden av et membranfilter; b) retentatutløp; c) middel for å resirkulere i det minste deler av retentatet fra retentatutløpet til retentattilførselen (figur 1.M2; figur 3.M2); d) permeatutløp; e) permeattilførsel; f) middel for å resirkulere i det minste deler av permeatet fra permeatutløpet til permeattilførselen (figur 1.M3; figur 3.M3); og g) kjøleanordning (figur 1.3; figur 3.2) som er plassert for å opprettholde en lavere temperatur i permeatstrømmen enn i retentatstrømmen; hvor nevnte tilførsel, utløp og middel for resirkulering (figur 1 .M; figur 3 .M) er ordnet for å opprettholde en retentatstrøm på retentatsiden av membranfilteret (figur 2.3) og en permeatstrøm på permeatsiden av membranfilteret (figur 2.3) på en slik måte at de to strømmer føres medstrøms forbi membranfilteret (figur 2.3).

17. Membranfiltrermgssammenst^ ifølge krav 16,karakterisert vedat nevnte tilførsel, utløp og middel for resirkulering (figur l.M; figur 3.M) er ordnet for å opprettholde en retentatstrøm på retentatsiden av membranfilteret (figur 2.3) og en permeatstrøm på permeatsiden av membranfilteret (figur 2.3) på en slik måte at de to strømmer føres medstrøms forbi membranfilteret (figur 2.3) med uniformt trykkfall over hele membranoverflaten.

18. Membranfillreringssammenstilling ifølge krav 16 eller krav 17,karakterisert vedat nevnte kjøleanordning (figur 1.3; figur 3.2) er en varmeveksler.

19. Membranfiltrermgssammenstilling ifølge hvilket som helst av kravene 16-18,karakterisert vedat nevnte kjøleanordning (figur 1.3; figur 3.2) er lokalisert i permeatkretsen mellom permeattilførsel og permeatutløp.

20. Membranfiltrerm<g>ssarnmenstilling ifølge krav 19,karakterisert vedat kjøleanordningen er integrert i membranfiltreringsmodulen (figur 3.2).

21. Membranfiltreringssammenstilling ifølge krav 19,karakterisert vedat kjøleanordningen er separat fra membranfiltreringsmodulen (figur 1.3).

22. Membranfiltrerrngssammenstiiling ifølge hvilket som helst av kravene 16-18,karakterisert vedat nevnte membranfiltreringssarnmenstilling har en pluralitet av membranfiltreringsmoduler koblet i parallell (figur 4), serie (figur 5) eller en hvilken om helst kombinasjon derav.

23. Membranfiltrermgssammen^ ifølge hvilket som helst av kravene 16-22,karakterisert vedat nevnte membranfiltreringssarnmenstilling er egnet for å praktisere fremgangsmåten ifølge hvilket som helst av kravene 1-15.