RU1793882C - Method for albumin of milk raw material concentrating - Google Patents
Method for albumin of milk raw material concentratingInfo
- Publication number
- RU1793882C RU1793882C SU914940984A SU4940984A RU1793882C RU 1793882 C RU1793882 C RU 1793882C SU 914940984 A SU914940984 A SU 914940984A SU 4940984 A SU4940984 A SU 4940984A RU 1793882 C RU1793882 C RU 1793882C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- protein
- stage
- concentration
- yes
- ultrafiltration
- Prior art date
Links
Abstract
Использование: в молочной промышленности при получении белковых концентратов методом ультрафильтрации. Сущность изобретени : белок выдел ют из молочного сырь путем непрерывной ультрафильтрации в три ступени посредством полимерных мембран, имеющих отсечение по молекул рной массе на первой ступени 50 000-67 000 Да, на второй ступени - 20 000-25 000 Да и на третьей ступени 5 000-10 000 Да, по окончании процесса провод т регенерацию полимерных мембран водным раствором, включающим триполифосфат натри 0,12- 0,20 мае. %; алкилсульфонат - 0,015-0,02 мас.%, едкий натрий 0,02-0,25 мас,% и нитрат натри 0,2-0,25 мас.% с последующей выдержкой в моющем растворе в течение 2-8 ч. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.Usage: in the dairy industry when obtaining protein concentrates by ultrafiltration. The inventive protein is isolated from milk raw materials by continuous ultrafiltration in three stages by means of polymer membranes having a molecular weight cut-off in the first stage of 50 000-67 000 Yes, in the second stage - 20 000-25 000 Yes and in the third stage 5 000-10 000 Yes, at the end of the process, the polymer membranes are regenerated with an aqueous solution, including sodium tripolyphosphate, from 0.12 to 0.20 May. %; alkyl sulfonate - 0.015-0.02 wt.%, sodium hydroxide 0.02-0.25 wt.% and sodium nitrate 0.2-0.25 wt.%, followed by exposure in a washing solution for 2-8 hours. 1 s.p. crystals, 1 tab.
Description
ыs
ww
ИAND
Изобретение отнбсите к молочной промышленности , а именно к способу концент- рировани белка с использованием процесса ультрафильтрации из творожной сыворотки, обрата и других продуктов молочной промышленности.The invention relates to the dairy industry, and in particular to a method for concentrating protein using the ultrafiltration process from cottage cheese whey, skim milk and other products of the dairy industry.
Наиболее близким техническим решением вл етс способ концентрирован белка из молочного сырь путем непрерывной ультрафильтрации посредством полимерных мембран в три ступени с получением белкового концентрата и фильтрата и последующей регенерацией элементов. Регенерацию ведут методом химической мойки. Дл обработки фильтрующих элементов используют сначала водный раствор кислоты, а затем раствор щелочи с последующей .отмывкой водой.The closest technical solution is the method of concentrated protein from milk raw materials by continuous ultrafiltration by means of polymer membranes in three stages to obtain protein concentrate and filtrate and subsequent regeneration of elements. Regeneration is carried out by chemical washing. To process the filter elements, an aqueous acid solution is used first, followed by an alkali solution, followed by washing with water.
Недостатком известного способа кон- центрировани белка вл етс повышенные потери белка. Концентраци их в фильтрате достигает 0,2%.A disadvantage of the known protein concentration method is increased protein loss. Their concentration in the filtrate reaches 0.2%.
Целью изобретени вл етс снижение потерь белка.An object of the invention is to reduce protein loss.
Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу концентрировани белка из молочного сырь путем непрерывной ультрафйльтрации посредством полимерных мембран в три ступени с получением белкового концентрата и фильтрата и последующей регенерацией элементов, при концентрйрований на первой ступени используют полимерные мембраны, имеющие отсечение по молекул рной массе 50000- 67000 Да, на второй ступени -20000-25000 Да и на третьей ступени - 5000-10000 Да.The goal is achieved in that according to the method of concentrating protein from milk raw materials by continuous ultrafiltration by means of polymer membranes in three stages to obtain protein concentrate and filtrate and subsequent regeneration of elements, when concentrating at the first stage, polymer membranes having a cut-off by molecular weight of 50,000 67000 Yes, in the second stage -20000-25000 Yes and in the third stage - 5000-10000 Yes.
Регенерацию полимерных мембран провод т путем их заполнени водным раствором , включающим триполифосфат натри , алкилсульфонат, едкий натрий иThe regeneration of polymer membranes is carried out by filling them with an aqueous solution, including sodium tripolyphosphate, alkyl sulfonate, sodium hydroxide and
Ч|H |
оabout
СО 00 00SB 00 00
юYu
ыs
нитрат натри при соотношении компонентов , мас.%:sodium nitrate in the ratio of components, wt.%:
ТриполифосфатTripolyphosphate
натри 0,12-0,20sodium 0.12-0.20
Алкилсульфонат0,015-0,02 Едкий натрий 0,02-0,25Alkyl sulfonate 0.015-0.02 Sodium hydroxide 0.02-0.25
Нитрат натри 0,2-0,25Sodium nitrate 0.2-0.25
ВодаОстальное с последующей выдержкой в моющем растворе в течение 2-8 ч.Water The rest, followed by exposure to a washing solution for 2-8 hours.
Селективность ультрафильтрационных мембран при разделении и концентрирова- нии растворов высокомолекул рных соединений , в том числе и молочного белка, определ етс , в основном, размером пор мембраны. Дл процессов ультрафильтрации чаще используют эквивалентный показатель - отсечение по молекул рной массе (cut-off). Основную часть белковых фракций в молочном сырье .составл ет белок - альбумин , имеющий молекул рную массу 67000 Да. В процессе концентрировани молочного сырь на ультрафильтрацион- ной установке содержание белка увеличиваетс с 1,8 ±0,2% на первой ступени, до 6,0 ±0,3% на второй и до 14,5 ± 0,5% - на третьей. При этом, если селективность слабо зависит от концентрации белка в рабочем растворе, то абсолютное содержание белка в ультрафильтрате мен етс в широких пределах. Широко примен ема пол- исульфонамидна мембрана УМП-67 имеет при cut-off 67000 Да селективность по альбумину 95%. При такой селективности содержание белка в ультрафильтрате на первой ступени составит 0,09%, на второй 0,3%, а на третьей уже 0,75%. Таким образом , при использовании мембраны УМП-67 на всех трех ступен х потери белка в ульт- рафи ьтрате резко возрастают.The selectivity of ultrafiltration membranes during separation and concentration of solutions of high molecular weight compounds, including milk protein, is determined mainly by the pore size of the membrane. For ultrafiltration processes, an equivalent indicator is more often used - cut-off by molecular weight. The main part of the protein fractions in milk raw materials is albumin, having a molecular weight of 67,000 Da. In the process of concentrating milk raw materials on an ultrafiltration unit, the protein content increases from 1.8 ± 0.2% in the first stage, to 6.0 ± 0.3% in the second and up to 14.5 ± 0.5% in the third . Moreover, while the selectivity weakly depends on the concentration of protein in the working solution, the absolute protein content in the ultrafiltrate varies over a wide range. The UMP-67 widely used polysulfonamide membrane has a cut-off of 67,000 Da and an albumin selectivity of 95%. With this selectivity, the protein content in the ultrafiltrate in the first stage will be 0.09%, in the second 0.3%, and in the third already 0.75%. Thus, when using the UMP-67 membrane at all three stages, the protein loss in ultrafiltrate increases sharply.
При использовании ультрафильтрационных мембран с меньшим значением cutoff селективность по белку-альбумину значительно повышаетс , но несколько падает производительность по фильтрату по сравнению с мембраной УПМ-57.When ultrafiltration membranes with a lower cutoff value are used, the albumin protein selectivity is significantly increased, but the filtrate productivity is slightly reduced compared to the UPM-57 membrane.
Последн прбблема в ультрафильтрационных установках с подпитывающим насосом решаетс достаточно просто, поскольку использование схемы с подпитывающим насосом позвол ет увеличивать рабочее давление на мембране на 0,2-0,3 МПа при незначительном увеличении общей потребл емой мощности. Однако, использование ультрафильтрационных мембран с меньшей отсекаемой молекул рной массой имеет нижний предел по показателю cutoff . Это св зано с тем, что кроме белковых фракций в молочном сырье имеютс и другие компоненты. Это в первую очередь лактоза (молочный сахар), котора вл етс ценным пищевым продуктом. Дл ее извлечени используют нанофильтрационные и обратноосмотические мембраны. Поэтому при использовании ультрафильтрационных мембран с cut-off менее 5000 Да (переходна область к нанофильтрации) начинает задерживатьс значительна часть лактозы, тем самым нарушаетс технологи переработки вторичного молочного сырь ,The last problem in ultrafiltration units with a feed pump is solved quite simply, since the use of a feed pump circuit allows increasing the working pressure on the membrane by 0.2-0.3 MPa with a slight increase in the total power consumption. However, the use of ultrafiltration membranes with a lower cut-off molecular weight has a lower cutoff limit. This is due to the fact that, in addition to protein fractions, other components are also present in the milk raw materials. This is primarily lactose (milk sugar), which is a valuable food product. Nanofiltration and reverse osmosis membranes are used to remove it. Therefore, when using ultrafiltration membranes with a cut-off of less than 5000 Da (transition region to nanofiltration), a significant part of the lactose begins to linger, thereby disrupting the processing of secondary milk raw materials.
Верхний предел cut-off при концент- рировании белка из молочного сырь ограничен значением 67000 Да. При большем cut-off - селективность ультрафильтрационных мембран по белку резко снижаетс и приближаетс к нулю.The upper cut-off limit for the concentration of protein from milk raw materials is limited to 67,000 Da. With a larger cut-off, the protein selectivity of ultrafiltration membranes decreases sharply and approaches zero.
Экспериментально установлено, что оптимальна величина отсекаемой молекул р- ной массы по ступен м дл 3-ступенчатой установки составл ет: на первой ступени 50000-67000 Да, на второй ступени 20000- 25000 Да, на третьей ступени 5000-10000 Да. Увеличение числа ступеней концентри- ровани нецелесообразно, поскольку возрастают габариты и металлоемкость установки, уменьшаетс надежность процесса .It was experimentally established that the optimal cut-off molecular weight in steps for a 3-step installation is: in the first stage, 50,000-67,000 Da, in the second stage 20,000-25,000 Da, in the third stage 5,000-10000 Da. An increase in the number of concentration steps is impractical because the dimensions and metal consumption of the installation increase, and the process reliability decreases.
В процессе работы ультрафильтрацион- ной установки происходит снижение производительности мембран по фильтрату за счет частичного закупоривани пор, образовани гель-сло на фильтрующей поверхности , адсорбции компонентов молочного сырь на поверхности мембран.During the operation of the ultrafiltration unit, the filtrate productivity of the membranes decreases due to partial clogging of the pores, the formation of a gel layer on the filter surface, and the adsorption of components of milk raw materials on the surface of the membranes.
В предлагаемом способе регенераци проводитс выдержкой мембран в моющем растворе в течение 2-8 часов. Производительность мембран восстанавливаетс на 100% по сравнению с первоначальной. При меньшем времени выдержки, т.е. менее 2 часов не успевают в достаточной степени пройти процессы сорбции и диффузии загр знений от поверхности мембран в дро моющего раствора, и производительность ультрафильтрационных элементов не восстанавливаетс полностью. Врем выдержки более 8 часов не приводит к дальнейшему увеличению производительности и поэтому экономически нецелесообразно.In the proposed method, the regeneration is carried out by exposing the membranes in a washing solution for 2-8 hours. Membrane productivity is restored to 100% compared to the original. With shorter holding times, i.e. less than 2 hours do not have enough time to go through the processes of sorption and diffusion of contaminants from the membrane surface into the washing solution, and the performance of ultrafiltration elements is not fully restored. A holding time of more than 8 hours does not lead to a further increase in productivity and therefore is not economically feasible.
Оптимальный состав моющего раствора определен экспериментально, а именно, мас.%::The optimal composition of the washing solution is determined experimentally, namely, wt.% ::
Триполифосфат натри 0,12-0,20Sodium tripolyphosphate 0.12-0.20
Алкилсульфонат0,015-0,020Alkylsulfonate 0.015-0.020
Едкий натрий0.02-0,25Caustic Sodium 0.02-0.25
Нитрат натри 0,20-0,25Sodium nitrate 0.20-0.25
В-одаОстальноеO-ode
При меньших концентраци х триполи- фосфата натри , алкилсульфоната, едкого натри , нитрата натри первоначальна производительность не восстанавливаетс . В указанных пределах степень восстанов- лепил производительности составл ет 100%. При дальнейшем повышении концентрации моющего раствора увеличение производительности мембран не происходит и экономически неоправдано из-за большого расхода моющих средств.At lower concentrations of sodium tripolyphosphate, alkyl sulfonate, sodium hydroxide, sodium nitrate, the initial productivity is not restored. Within the indicated limits, the degree of restored productivity is 100%. With a further increase in the concentration of the washing solution, an increase in the productivity of the membranes does not occur and is economically unjustified due to the high consumption of detergents.
На чертеже показана схема ультрафиль- трационной установки дл концентрирова- ни белка из молочного сырь .The drawing shows a diagram of an ultrafiltration unit for concentrating protein from milk raw materials.
Она содержит приемную емкость 1, под- питывающий насос 2, три циркул ционные ступени концентрировани , содержащие циркул ционные насосы 3/1-3, фильтрующие элементы 4/1-3, теплообменники 5/1- 3, рефрактометр 6. It contains a receiving tank 1, a feed pump 2, three concentration concentrating stages, containing circulation pumps 3 / 1-3, filter elements 4 / 1-3, heat exchangers 5 / 1-3, a refractometer 6.
Предлагаемый способ концентрировани белка из молочного сырь реализован следующим образом.The proposed method for concentrating protein from milk raw materials is implemented as follows.
Пример 1. Молочную сыворотку, содержащую 0,8% белка после предвари- тельной фильтрации подвергают ультрафильтрации при температуре 55°С. В начале ее подают на первую ступень ультра- фильтрационной установки, состо щей из четырех параллельно установленных сек- ций, оснащенных рулонными элементами с полисульфонамидными мембранами, типа УПМ-67 (ТУ 6-05-221-939-88), котора обеспечивает концентрирование молочных белков с селективностью не менее 95%.Example 1. Milk whey containing 0.8% protein after preliminary filtration is subjected to ultrafiltration at a temperature of 55 ° C. At the beginning, it is fed to the first stage of the ultrafiltration unit, which consists of four parallel-mounted sections equipped with roll elements with polysulfonamide membranes, type UPM-67 (TU 6-05-221-939-88), which ensures the concentration of milk proteins with a selectivity of at least 95%.
Полученный фильтрат с содержанием белка 0,09% отводитс в сборник фильтрата , а сыворотка сконцентрированна на первой ступени до содержани белка 1,8% подаетс на вторую ступень концентриро- вани . Рабочее давление на первой ступени концентрировани составл ет 0,4 ±0,01 МПа. Частично сконцентрированна сыворотка поступает на вторую ступень, состо щую из модулей аналогично первой ступени, но оснащенной полимерной мембраной УПМ-20 (ТУ 6-55-221-1011-88), котора обеспечивает концентрирование молочных белков с селективностью не меThe resulting filtrate with a protein content of 0.09% is discharged to the filtrate collector, and whey concentrated in the first stage to a protein content of 1.8% is fed to the second concentration stage. The working pressure in the first concentration stage is 0.4 ± 0.01 MPa. Partially concentrated serum enters the second stage, consisting of modules similar to the first stage, but equipped with a UPM-20 polymer membrane (TU 6-55-221-1011-88), which ensures the concentration of milk proteins with a selectivity of at least
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914940984A RU1793882C (en) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | Method for albumin of milk raw material concentrating |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914940984A RU1793882C (en) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | Method for albumin of milk raw material concentrating |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1793882C true RU1793882C (en) | 1993-02-07 |
Family
ID=21577030
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU914940984A RU1793882C (en) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | Method for albumin of milk raw material concentrating |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1793882C (en) |
-
1991
- 1991-06-03 RU SU914940984A patent/RU1793882C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Пищева и перерабатывающа промышленность. 1986,№ 10, с.28-31. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4990695A (en) | Process for purifying crude glycerol | |
US4897465A (en) | Enrichment and concentration of proteins by ultrafiltration | |
CA2629427C (en) | Purification of beta casein from milk | |
FI3801037T3 (en) | A simple method for the purification of a sialyllactose | |
US3707770A (en) | Method for the production of cheese solids | |
EP0337626A1 (en) | Membranes | |
Kulkarni et al. | Ultrafiltration: Introduction and definitions | |
CN110663773A (en) | Method for separating natural whey protein from fresh milk and application | |
US4863609A (en) | Process for the fractional separation of protein mixtures by means of membranes | |
Muller et al. | Effects on membrane processing of pretreatments of whey | |
JP2019520842A (en) | Separation of enzymes from Trichoderma reesei by filter press and ceramic membrane tangential filtration | |
US2049828A (en) | Treatment of latex | |
RU1793882C (en) | Method for albumin of milk raw material concentrating | |
Liu et al. | Purification of hemicelluloses in pre-hydrolysis liquor of kraft-based dissolving pulp production process using activated carbon and ion-exchange resin adsorption followed by nanofiltration | |
JPS59156402A (en) | Concentration of organic substance by reverse osmosis membrane | |
Bohdziewicz et al. | Ultrafiltration preparation of pectinolytic enzymes from citric acid fermentation broth | |
CN112137071B (en) | Method for reducing salt content in soy sauce based on membrane filtration technology | |
Moresi et al. | Present and potential applications of membrane processing in the food industry. | |
US5051236A (en) | Process for reducing the concentration of viable cells in a flowable fluid | |
Short et al. | Crossflow microfiltration in the food industry | |
CN114307359B (en) | Thiourea and calcium thiocyanate membrane separation method | |
CN215799255U (en) | Classification treatment system for caprolactam polymer slice extraction water | |
JP3371783B2 (en) | Cell isolation method | |
CA2241193A1 (en) | Process for purifying a liquid contaminated by filamentary molecules | |
JP2022158609A (en) | Rich-flavor soy sauce and process for producing the same |