RU2426305C1 - Mix for forming acetilation pulp ultra filtration membrane (versions) - Google Patents

Mix for forming acetilation pulp ultra filtration membrane (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2426305C1
RU2426305C1 RU2010106591/10A RU2010106591A RU2426305C1 RU 2426305 C1 RU2426305 C1 RU 2426305C1 RU 2010106591/10 A RU2010106591/10 A RU 2010106591/10A RU 2010106591 A RU2010106591 A RU 2010106591A RU 2426305 C1 RU2426305 C1 RU 2426305C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
acetone
millet
cellulose diacetate
mixture
particle size
Prior art date
Application number
RU2010106591/10A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валентин Михайлович Седелкин (RU)
Валентин Михайлович Седелкин
Лариса Николаевна Потехина (RU)
Лариса Николаевна Потехина
Антонина Николаевна Суркова (RU)
Антонина Николаевна Суркова
Ольга Владимировна Пачина (RU)
Ольга Владимировна Пачина
Марина Геннадьевна Поздеева (RU)
Марина Геннадьевна Поздеева
Лидия Григорьевна Панова (RU)
Лидия Григорьевна Панова
Елена Станиславовна Свешникова (RU)
Елена Станиславовна Свешникова
Людмила Федоровна Рамазаева (RU)
Людмила Федоровна Рамазаева
Алина Александровна Бычкова (RU)
Алина Александровна Бычкова
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (ГОУ ВПО "СГТУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (ГОУ ВПО "СГТУ") filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (ГОУ ВПО "СГТУ")
Priority to RU2010106591/10A priority Critical patent/RU2426305C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2426305C1 publication Critical patent/RU2426305C1/en

Links

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering. ^ SUBSTANCE: invention relates to food industry and may be used for lactoserum proteins separation. Proposed mix consists of cellulose diacetate in acetone and millet thrashing wastes thermally treated at t=200-400C with no oxygen that have particle sized of 85 mcm at the following content of components, wt %: cellulose diacetate - 5.0, acetone - 62.6-68.5, millet thrashing wastes thermally treated - 26.5-32.4. In using thermally treated millet thrashing wastes with particle size of 160 mcm, proposed mix features the following content of components, wt%: cellulose diacetate - 7.0, acetone - 67.7-78.5, millet thrashing wastes thermally treated - 14.5-25.3. ^ EFFECT: higher sensitivity of membranes. ^ 2 cl, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к мембранным материалам и технологиям и может найти широкое применение для разделения многокомпонентных жидкостей, особенно в пищевой промышленности для выделения сывороточных белков и их фракций из молочной сыворотки.The invention relates to membrane materials and technologies and can be widely used for the separation of multicomponent liquids, especially in the food industry for the isolation of whey proteins and their fractions from whey.

Известна смесь для формования промышленной ультрафильтрационной мембраны УАМ из ацетата целлюлозы и растворителей. Мембрана имеет селективный фильтрующий слой толщиной около 10 нм и крупнопористую основу толщиной 5·104 нм. Мембраны из ацетата целлюлозы являются наиболее совместимыми с пищевыми продуктами /Дубяга В.П. и др. Полимерные мембраны - М.: Химия. - 1981. - 216 с./.A known mixture for forming industrial ultrafiltration membrane UAM from cellulose acetate and solvents. The membrane has a selective filter layer with a thickness of about 10 nm and a large-pore base with a thickness of 5 · 10 4 nm. Cellulose acetate membranes are the most compatible with food products / Dubyaga V.P. et al. Polymeric membranes - M .: Chemistry. - 1981. - 216 p. /.

Существенным недостатком мембран из приведенной смеси является их малая проницаемость и селективность, которая не превышает 62% по сывороточным белкам и их фракциям.A significant disadvantage of the membranes from the above mixture is their low permeability and selectivity, which does not exceed 62% for whey proteins and their fractions.

Известна смесь для формования ультрафильтрационной мембраны, представляющая собой 5%; 10%; 15% раствор ацетата целлюлозы в ацетоне. Мембрана, получаемая из такой смеси, представляет собой однородную ацетатцеллюлозную мелкопористую пленку толщиной (16-17)·104 нм. Проницаемость при 20°С и давлении 0,2 МПа составляет 0,48-0,72 л/м2·мин. Селективность по белку молочной сыворотки не превышает 72,0% / патент №2093255 РФ, опубл. 20.10.1997/.A known mixture for forming an ultrafiltration membrane, representing 5%; 10%; 15% solution of cellulose acetate in acetone. The membrane obtained from such a mixture is a homogeneous cellulose acetate fine-porous film with a thickness of (16-17) · 10 4 nm. Permeability at 20 ° C and a pressure of 0.2 MPa is 0.48-0.72 l / m 2 · min. The selectivity for whey protein does not exceed 72.0% / patent No. 2093255 of the Russian Federation, publ. 10.20.1997 /.

При использовании мембраны из такой смеси для ультрафильтрации молочной сыворотки наблюдается недостаточная селективность по отдельным белковым фракциям.When using a membrane from such a mixture for ultrafiltration of whey, insufficient selectivity is observed for individual protein fractions.

Наиболее близким техническим решением является смесь для формования ацетатцеллюлозной ультрафильтрационной адсорбционной мембраны, содержащая раствор диацетата целлюлозы в ацетоне и дисперсный наполнитель - активированный древесный уголь при следующем содержании компонентов, мас.%:The closest technical solution is a mixture for the formation of cellulose acetate ultrafiltration adsorption membrane containing a solution of cellulose diacetate in acetone and a particulate filler - activated charcoal in the following components, wt.%:

диацетат целлюлозыcellulose diacetate 5,05,0 ацетонacetone 62,6-68,562.6-68.5 активированный древесныйactivated wood уголь с размером частиц 85 мкмcoal with a particle size of 85 microns 26,5-32,426.5-32.4

илиor

диацетат целлюлозыcellulose diacetate 7,07.0 ацетонacetone 67,7-78,567.7-78.5 активированный древесныйactivated wood уголь с размером частиц 160 мкмcoal with a particle size of 160 microns 14,5-25,314.5-25.3

/патент №2287929 РФ, опубл., бюл. №33 от 10.05.2006 г.// patent No. 2287929 of the Russian Federation, publ., bull. No. 33 dated 05/10/2006 /

Основным недостатком технического решения - прототипа является широкий разброс размеров пор и низкая селективность по фракциям сывороточных белков.The main disadvantage of the technical solution of the prototype is the wide variation in pore size and low selectivity for fractions of whey proteins.

При создании изобретения была поставлена задача повышения селективности мембран как по сывороточным белкам, так и по отдельным их фракциям.When creating the invention, the task was to increase the selectivity of membranes both in whey proteins and in their individual fractions.

Для достижения поставленной задачи и получения технического результата смесь для формования ацетатцеллюлозной ультрафильтрационной мембраны, содержащая раствор диацетата целлюлозы в растворителе ацетоне и дисперсный наполнитель при следующем содержании компонентов, мас.%:To achieve the task and obtain a technical result, a mixture for molding cellulose acetate ultrafiltration membrane containing a solution of cellulose diacetate in a solvent acetone and a dispersed filler in the following components, wt.%:

диацетат целлюлозыcellulose diacetate 5,05,0 ацетонacetone 62,6-68,562.6-68.5 дисперсный наполнитель с размером частиц 85 мкмparticulate filler with a particle size of 85 microns 26,5-32,426.5-32.4

илиor

диацетат целлюлозыcellulose diacetate 7,07.0 ацетонacetone 67,7-78,567.7-78.5 дисперсный наполнитель с размером частиц 160 мкмparticulate filler with a particle size of 160 microns 14,5-25,3;14.5-25.3;

в качестве дисперсного наполнителя смесь содержит термообработанные при t=200-400°С без доступа кислорода отходы обмолота проса (ООП).as a dispersed filler, the mixture contains heat treated at th = 200-400 ° С without oxygen access threshing millet (OOP).

Предлагаемое изобретение осуществляется следующим образом.The invention is carried out as follows.

Мембраны изготавливаются на основе 5% и 7% растворов диацетата целлюлозы (ДАЦ) в ацетоне. В качестве наполнителя используются термообработанные отходы обмолота проса двух фракций 85 мкм и 160 мкм.Membranes are made on the basis of 5% and 7% solutions of cellulose diacetate (DAC) in acetone. As a filler, heat-treated waste of threshing millet of two fractions of 85 microns and 160 microns is used.

Пример. Для приготовления 5%-ного раствора ДАЦ в ацетоне необходимо взять 5 г ДАЦ и 95 г ацетона.Example. To prepare a 5% solution of DAC in acetone, it is necessary to take 5 g of DAC and 95 g of acetone.

Плотность ацетона - ρАЦ=0,79 г/мл.The density of acetone is ρ AC = 0.79 g / ml.

Следовательно, 95 г ацетона составит объем 95 г/0,79 г/мл=120 мл.Therefore, 95 g of acetone will be 95 g / 0.79 g / ml = 120 ml.

Готовится порция раствора в объеме 200 мл:A portion of the solution is prepared in a volume of 200 ml:

120 мл ацетона - 5 г ДАЦ120 ml of acetone - 5 g of DAC

200 мл ацетона - Х г ДАЦ200 ml of acetone - X g DAC

Х=8,34 г ДАЦX = 8.34 g DAC

Для раствора 7% концентрации ДАЦ составляет 11,8 г.For the solution, a 7% concentration of DAC is 11.8 g.

При изготовлении формовочной смеси отмеряется 50 мл раствора ДАЦ в ацетоне, добавляется наполнитель - термообработанные при t=200-400°С без доступа кислорода отходы обмолота проса. В этом диапазоне температур структура частиц наполнителя изменяется незначительно. При температурах ниже 200°С в ООП сохраняется часть неразложившихся органических продуктов, что негативно влияет на структуру мембраны. При температурах выше 400°С начинается деструкция дисперсного наполнителя, приводящая к изменению его химического состава. Затем смесь ДАЦ, ацетона и наполнителя помешивается до образования однородного формовочного раствора, который делится на порции по 10 мл и из них отливаются мембраны. Формование мембран происходит при t=20°С в течение 24 часов. При этом ацетон медленно испаряется из всего объема формовочной смеси с образованием мелкопористой структуры мембраны.In the manufacture of the molding mixture, 50 ml of a DAC solution in acetone is measured, a filler is added - heat treated at t = 200-400 ° C without access of oxygen, threshing millet wastes. In this temperature range, the structure of the filler particles varies slightly. At temperatures below 200 ° C, some undecomposed organic products are retained in OOP, which negatively affects the structure of the membrane. At temperatures above 400 ° C, the destruction of the dispersed filler begins, leading to a change in its chemical composition. Then the mixture of DAC, acetone and filler is stirred until a homogeneous molding solution is formed, which is divided into 10 ml portions and the membranes are cast from them. Membrane formation occurs at t = 20 ° C for 24 hours. In this case, acetone slowly evaporates from the entire volume of the molding mixture with the formation of a finely porous membrane structure.

В таблице 1 приведены данные по примерам о составе смеси для формования ацетатцеллюлозных ультрафильтрационных мембран, а также данные о проницаемости и селективности мембран по дистиллированной воде и молочной сыворотке.Table 1 shows data on examples of the composition of the mixture for the formation of cellulose acetate ultrafiltration membranes, as well as data on the permeability and selectivity of the membranes for distilled water and whey.

Проницаемость мембран определялась проточным методом, а их селективность по белку и отдельным фракциям - химическими методами.Membrane permeability was determined by the flow method, and their selectivity for protein and individual fractions was determined by chemical methods.

Существенным отличием мембран из заявляемой смеси является их высокая селективность по сывороточным белкам и их фракциям, обусловленная наличием в формовочной смеси термообработанных отходов обмолота проса.A significant difference between the membranes of the claimed mixture is their high selectivity for whey proteins and their fractions, due to the presence in the molding mixture of heat-treated waste threshed millet.

Эта смесь обладает рядом преимуществ перед прототипом:This mixture has several advantages over the prototype:

- увеличивается селективность мембран по сывороточным белкам от 63% до 88%;- increases the selectivity of membranes for serum proteins from 63% to 88%;

- проявляется достаточная селективность мембран по основным фракциям сывороточных белков:- sufficient membrane selectivity for the main fractions of whey proteins is manifested:

по α-лактальбумину - 62%;by α-lactalbumin - 62%;

β-лактоглобулину - 78%;β-lactoglobulin - 78%;

коровьему сывороточному альбумину - 89%;bovine serum albumin - 89%;

лактоферрину - 92%;lactoferrin - 92%;

иммуноглобулину - 97%.immunoglobulin - 97%.

Кроме того, использование в качестве дисперсного наполнителя отходов обмолота проса позволяет существенно снизить затраты на производство наполнителей, а следовательно, и стоимость изделий, а также использовать экологически чистое сырье.In addition, the use of millet threshing waste as a dispersed filler can significantly reduce the cost of filler production, and therefore the cost of products, as well as use environmentally friendly raw materials.

Таблица 1Table 1 № п/пNo. p / p ДАЦ, мас.%DAC, wt.% Ацетон, мас.%Acetone, wt.% Наполнитель - отходы обмолота проса, мас.%Filler - waste threshing millet, wt.% Размер частиц дисперсного напол
нителя, мкм
Particle size dispersed floor
carrier, microns
Порис
тость, %
Poris
toast,%
Селективность по сывороточным белкам, %Whey protein selectivity,% Проницаемость, л/м2·чPermeability, l / m 2 · h
По дистиллиро
ванной воде
By distilliro
bath water
По молочной сывороткеFor whey
1one 55 84,184.1 10,910.9 8585 11,8511.85 50fifty 41,341.3 25,425,4 22 75,775.7 19,319.3 13,1513.15 6262 70,570.5 52,652.6 33 68,568.5 26,526.5 17,1717.17 8888 114,68114.68 91,2591.25 4four 62,662.6 32,432,4 22,522.5 7575 250,25250.25 212,75212.75 55 77 85,285,2 7,87.8 160160 12,712.7 7171 61,2561.25 27,227,2 66 78,578.5 14,514.5 15,5215,52 8484 94,7294.72 34,434,4 77 72,772.7 20,320.3 17,0017.00 8080 120,45120.45 48,648.6 88 67,767.7 25,325.3 24,8324.83 8383 156,24156.24 64,7664.76 ПрототипPrototype 11,6711.67 6363 50,550,5 30,5730.57

Claims (2)

1. Смесь для формования ацетатцеллюлозной ультрафильтрационной мембраны, состоящая из диацетата целлюлозы в растворителе-ацетоне и дисперсного наполнителя с размером частиц 85 мкм при следующем содержании компонентов, мас.%:
Диацетат целлюлозы 5,0 Ацетон 62,6-68,5 Дисперсный наполнитель с размером частиц 85 мкм 26,5-32,4,

отличающаяся тем, что в качестве дисперсного наполнителя содержит термообработанные при t=200-400°C без доступа кислорода отходы обмолота проса.
1. A mixture for the formation of cellulose acetate ultrafiltration membrane, consisting of cellulose diacetate in an acetone solvent and a particulate filler with a particle size of 85 μm in the following components, wt.%:
Cellulose diacetate 5,0 Acetone 62.6-68.5 Dispersed filler with a particle size of 85 microns 26.5-32.4

characterized in that as a dispersed filler contains heat treated at t = 200-400 ° C without access to oxygen, the waste of threshing millet.
2. Смесь для формования ацетатцеллюлозной ультрафильтрационной мембраны, состоящая из диацетата целлюлозы в растворителе-ацетоне и дисперсного наполнителя с размером частиц 160 мкм при следующем содержании компонентов, мас.%:
Диацетат целлюлозы 7,0 Ацетон 67,7-78,5 Дисперсный наполнитель с размером частиц 160 мкм 14,5-25,3,

отличающаяся тем, что в качестве дисперсного наполнителя содержит термообработанные при t=200-400°C без доступа кислорода отходы обмолота проса.
2. A mixture for molding a cellulose acetate ultrafiltration membrane, consisting of cellulose diacetate in an acetone solvent and a particulate filler with a particle size of 160 μm with the following components, wt.%:
Cellulose diacetate 7.0 Acetone 67.7-78.5 Particulate filler with a particle size of 160 microns 14.5-25.3

characterized in that as a dispersed filler contains heat treated at t = 200-400 ° C without access to oxygen, the waste of threshing millet.
RU2010106591/10A 2010-02-24 2010-02-24 Mix for forming acetilation pulp ultra filtration membrane (versions) RU2426305C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010106591/10A RU2426305C1 (en) 2010-02-24 2010-02-24 Mix for forming acetilation pulp ultra filtration membrane (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010106591/10A RU2426305C1 (en) 2010-02-24 2010-02-24 Mix for forming acetilation pulp ultra filtration membrane (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2426305C1 true RU2426305C1 (en) 2011-08-20

Family

ID=44755584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010106591/10A RU2426305C1 (en) 2010-02-24 2010-02-24 Mix for forming acetilation pulp ultra filtration membrane (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2426305C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
СЕДЕЛКИН В.М., РЯБУХОВА Т.О., ОКИШЕВА Н.А., ПОЗДЕЕВА М.Г. Адсорбция белка на мембранах из вторичного диацетата целлюлозы, наполненных древесным углем. Журнал прикладной химии, 2007, т.80, вып.1, с.59-62. *
ЧЕЛЫШЕВА И.А., ПАНОВА Л.Г. Использование отходов растениеводства в качестве наполнителей полимерных композиций. Вестник СГТУ, 2006, №4 (16), вып.1, с.40-45. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Perez et al. Origins and evolution of inorganic-based and MOF-based mixed-matrix membranes for gas separations
CN110052182B (en) Preparation method of porous material mixed matrix membrane with ultrahigh load capacity
Roy et al. Membranes for olefin–paraffin separation: An industrial perspective
Ghanem et al. High gas permselectivity in ZIF‐302/polyimide self‐consistent mixed‐matrix membrane
Babenyshev et al. Ultrafiltration of modified milk whey
He et al. Fabrication of new cellulose acetate blend imprinted membrane assisted with ionic liquid ([BMIM] Cl) for selective adsorption of salicylic acid from industrial wastewater
BRPI0510702A (en) filters with optimized permeability and virus removal capability
Otvagina et al. Preparation and characterization of facilitated transport membranes composed of chitosan-styrene and chitosan-acrylonitrile copolymers modified by methylimidazolium based ionic liquids for CO2 separation from CH4 and N2
DK3119495T3 (en) PROCEDURE FOR RECYCLING HEAVY METAL AND MATERIAL USE IN SUCH PROCEDURE
Li et al. Macrocycle Self‐Assembly Hydrogel for High‐Efficient Oil–Water Separation
Fryczkowska et al. Influence of a graphene oxide additive and the conditions of membrane formation on the morphology and separative properties of poly (vinylidene fluoride) membranes
JP2012072534A (en) Hollow fiber porous body of natural zeolite, zeolite membrane composite porous body and method for manufacturing the same
CN105903272B (en) A kind of candle containing nanometer carbon crystal and nanometer diamond alkene blend
Diana et al. Removing Escherichia coli bacteria in river water using ceramic membrane from mixed clay and fly ash material
RU2426305C1 (en) Mix for forming acetilation pulp ultra filtration membrane (versions)
Xia et al. CuO‐filled aminomethylated polysulfone hybrid membranes for deep desulfurization
Upadhyaya et al. Cu (I/II) metal–organic frameworks incorporated nanofiltration membranes for organic solvent separation
RU2009145229A (en) SORPTION-BACTERICIDAL MATERIAL, METHOD FOR ITS PREPARATION, METHOD FOR FILTERING LIQUID OR GAS MEDIA, MEDICAL SORBENT
Damle et al. Permeation equipment for high-pressure gas separation membranes
Lan et al. Preparation of polymers of intrinsic microporosity composite membranes incorporated with modified nano‐fumed silica for butanol separation
Zhu et al. Hemocompatible and antibacterial porous membranes with heparinized copper hydroxide nanofibers as separation layer
Ismail et al. Sustainability in petrochemical industry: mixed matrix membranes from polyethersulfone/cloisite15A® for the removal of carbon dioxide
Ikegami et al. Reliable production of highly concentrated bioethanol by a conjunction of pervaporation using a silicone rubber sheet‐covered silicalite membrane with adsorption process
Yang et al. Synthesis of silicalite membrane with an aluminum-containing surface for controlled modification of zeolitic pore entries for enhanced gas separation
Ran et al. A silica/polyvinyl alcohol membrane suitable for separating proteins

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130225