Ultrafiltrační systém pro výrobu minerální vody
Ultrafiltrace je metoda membránové filtrace, která odděluje látky na základě jejich velikosti a molekulové hmotnosti.Zahrnuje použití semipermeabilní membrány, která umožňuje průchod menším molekulám a rozpouštědlu, zatímco zadržuje větší molekuly a částice.
V různých průmyslových odvětvích se ultrafiltrace používá k čištění a zahušťování makromolekulárních roztoků, zejména roztoků proteinů.Běžně se používá v chemické a farmaceutické výrobě, zpracování potravin a nápojů a čištění odpadních vod.Cílem těchto aplikací je recyklovat zdroje, zlepšit kvalitu produktů a odstranit nečistoty.
Kromě toho je ultrafiltrace klíčová při dialýze krve, což je lékařský postup používaný k odstranění odpadních produktů a přebytečných tekutin z krevního řečiště u pacientů s dysfunkcí ledvin.Selektivním odfiltrováním škodlivých látek při zachování základních složek hraje ultrafiltrace zásadní roli při udržování pohody jedinců vyžadujících dialyzační léčbu.
Celkově ultrafiltrace poskytuje účinný prostředek separace a čištění v různých oblastech, zlepšuje procesy a přispívá k lepším výsledkům v průmyslových i lékařských aplikacích.
Ultrafiltrace hraje zásadní roli v procesech úpravy pitné vody, zejména ve vodárnách v Německu.S kapacitou 300 m3/h se ultrafiltrace používá k odstranění pevných částic a makromolekul ze surové vody, která zajišťuje, že splňuje potřebné normy pro pitnou vodu.
Ultrafiltraci lze použít jako samostatný systém v izolovaných regionech s nárůstem populace nebo jako náhradu za stávající filtrační systémy v úpravnách vody.Při zacházení s vodou obsahující vysoké úrovně suspendovaných pevných látek jsou primární a sekundární úpravy, jako je prosévání, flotace a filtrace, integrovány s ultrafiltrací jako předúpravou.
UF procesy nabízejí několik výhod oproti tradičním metodám léčby.Nevyžadují žádné chemikálie s výjimkou čisticích účelů, což zajišťuje dodávku pitné vody bez chemikálií.Kvalita produktu zůstává konzistentní bez ohledu na kvalitu napájecí vody, což umožňuje spolehlivý zdroj pitné vody.Kompaktní velikost UF rostlin je navíc dělá vhodnými pro různá nastavení.
Jednou z klíčových silných stránek ultrafiltrace je její schopnost překračovat regulační normy pro kvalitu vody.S účinností odstraňování patogenů 90-100% zajišťuje UF, že upravená voda je bezpečná pro spotřebu.
Je však třeba poznamenat, že procesy UF čelí problémům souvisejícím se znečištěním a výměnou membrány, což může být nákladné.Ke zmírnění tohoto problému je nutná dodatečná předúprava napájecí vody, aby se zabránilo nadměrnému poškození membránových jednotek.
V mnoha případech se ultrafiltrace používá jako předfiltrační krok v závodech s reverzní osmózou (RO).Tím, že chrání RO membrány před znečištěním a poškozením, pomáhá UF optimalizovat účinnost a životnost celého procesu úpravy vody.
Celkově je ultrafiltrace efektivní a široce využívanou metodou pro výrobu bezpečné pitné vody, která nabízí výhody, jako je nepoužívání chemikálií, trvale vysoká kvalita produktu a schopnost překonat regulační normy.
Ultrafiltrace (UF) je široce využívána v mlékárenském průmyslu, zejména při zpracování sýrové syrovátky za účelem získání koncentrátu syrovátkového proteinu (WPC) a permeátu bohatého na laktózu.V jediné fázi může UF koncentrovat syrovátku 10–30krát ve srovnání s počátečním krmivem.
Dříve bylo alternativou k membránové filtraci syrovátky parní ohřev následovaný bubnovým sušením nebo sušením rozprašováním.Tyto metody však vedly k produktům s omezeným použitím kvůli jejich granulované struktuře a nerozpustnosti.Navíc tyto způsoby měly nekonzistentní složení produktu, vysoké investiční a provozní náklady a často denaturovaly některé proteiny kvůli nadměrnému teplu použitému při sušení.
Naproti tomu UF procesy pro sýrovou syrovátku nabízejí několik výhod oproti tradičním metodám:
Zlepšená energetická účinnost: UF procesy vyžadují méně energie ve srovnání s metodami ohřevu a sušení párou.
Konzistentní kvalita produktu: V závislosti na provozních podmínkách mohou UF procesy poskytnout koncentráty syrovátkových bílkovin s koncentrací bílkovin v rozmezí od 35 % do 80 %.To zajišťuje stálou kvalitu produktu.
Zachování integrity proteinu: UF procesy fungují za mírných podmínek, což pomáhá předcházet denaturaci proteinu.Díky tomu zůstávají proteiny v syrovátkovém koncentrátu nedotčené a zachovávají si svou funkčnost.
Procesy UF pro sýrovou syrovátku však čelí problémům souvisejícím se znečištěním, které může významně snížit produktivitu.Syrovátka obsahuje vysoké hladiny fosforečnanu vápenatého, což může potenciálně vést k usazování vodního kamene na povrchu membrány.K vyřešení tohoto problému jsou nezbytná podstatná opatření pro předúpravu, aby se vyrovnalo pH a teplota krmiva a zajistila se rozpustnost vápenatých solí.
Stručně řečeno, procesy UF způsobily revoluci v koncentraci proteinů v mlékárenském průmyslu, zejména při výrobě koncentrátů syrovátkových proteinů.Nabízejí energetickou účinnost, stálou kvalitu produktů a zachování integrity proteinů.Je však třeba přijmout opatření, aby se zabránilo znečištění způsobenému usazeninami fosforečnanu vápenatého.
Ultrafiltrace (UF) má řadu dalších aplikací mimo mlékárenský průmysl.Některé další aplikace zahrnují:
Filtrace odpadních vod z papírenských celuló zek: UF může účinně odstraňovat suspendované pevné látky, lignin a další kontaminanty z odpadních vod vznikajících při operacích papírenských celuló zek, což pomáhá splnit ekologické předpisy a vyrábět čistou vodu pro opětovné použití nebo vypouštění.
Výroba sýrů: UF se používá při výrobě sýrů ke koncentraci mléčných bílkovin a odstranění přebytečné vody, což má za následek vyšší obsah bílkovin v sýru.Tento proces je často označován jako ultrafiltrované mléko.
Odstranění některých bakterií z mléka: UF lze použít k odstranění bakterií, spor a somatických buněk ze syrového mléka, což vede ke zlepšení kvality mléka a prodloužení trvanlivosti.
Proces a čištění odpadních vod: UF se používá v různých průmyslových odvětvích pro separaci a odstraňování pevných látek, koloidů a makromolekul z procesních a odpadních vod.Je to účinná metoda pro snížení suspendovaných pevných látek a organických kontaminantů, což vede k čistší vodě pro opětovné použití nebo vypouštění.
Izolace enzymu: UF lze použít k separaci a izolaci enzymů z fermentačních bujónů nebo jiných zdrojů.Proces umožňuje čištění a koncentraci enzymů, což umožňuje jejich použití v různých průmyslových odvětvích, jako je potravinářství, farmacie a biopaliva.
Koncentrace a čiření ovocné šťávy: UF se používá ke koncentraci ovocných šťáv odstraněním vody a zmenšením objemu, což vede k vyšší koncentraci přírodních ovocných pevných látek a chutí.Kromě toho může UF čistit ovocné šťávy odstraněním suspendovaných pevných látek a zákalu, což vede k čistšímu a vizuálně přitažlivějšímu produktu.
Dialýza a další léčba krve: UF se široce používá v procesech dialýzy a léčby krve k odstranění odpadních produktů, přebytečných tekutin a toxinů z krevního řečiště.Schopnost UF membrán selektivně filtrovat molekuly na základě velikosti umožňuje odstranění škodlivých látek při zachování základních složek v krvi.
Odsolování a výměna rozpouštědel proteinů (prostřednictvím diafiltrace): UF lze využít pro odsolování a výměnu rozpouštědel proteinů.Tento proces zahrnuje odstranění solí z proteinových roztoků a výměnu rozpouštědla za požadovaný pufr nebo roztok.
Výroba na laboratorní úrovni: UF se běžně používá v laboratořích pro koncentraci, čištění a separaci biomolekul, jako jsou proteiny, enzymy a nukleové kyseliny.Je to cenný nástroj ve výzkumu a výrobě v laboratorním měřítku.
Radiokarbonové datování kostního kolagenu: UF hraje klíčovou roli při extrakci a čištění kolagenu z archeologických vzorků kostí pro radiokarbonové datování.Proces umožňuje odstranění rušivých látek a zajišťuje přesnější a spolehlivější výsledky datování.
