Мембранные методы обработки (часть 1)

4-04-2012, 23:06

Пропуская молоко под определенным давлением через полупроницаемые мембраны, можно добиться разделения на фракции. При этом в одной из них концентрация определенных компонентов будет увеличиваться, в другой — уменьшаться. Первая называется концентратом, вторая, проникающая через мембрану — пермеатом. Различают три основных вида баромембранных процессов разделения: микрофильтрацию, ультрафильтрацию и обратный осмос (табл. 3. рис. 1).
Механизм переноса частиц или молекул определенного вещества через полупроницаемую мембрану можно представить следующим образом. Если диаметр частиц больше размера пор, то они задерживаются мембраной полностью. Частицы, размеры которых меньше, чем размеры пор, также могут задерживаться мембраной за счет электростатических и вандерваальсовых сил. Результат этого взаимодействия, а следовательно, и доля задерживаемых частиц и молекул в значительной мере зависят от pH среды, ионной силы, прилагаемого давления и величины потока разделяемой жидкости.
Примером использования в молочной промышленности микрофильтрации может служить очистка растворов лактозы на фильтр-прессах от красящих веществ и других нежелательных примесей при производстве рафинированного молочного сахара.

Большие возможности получения молочных продуктов повышенной биологической и пищевой ценности представляет ультрафильтрационная обработка. Это могут быть новые, оригинальные изделия или продукты традиционного ассортимента, но с обогащенным вкусом, улучшенной консистенцией и т. д. (табл. 4 и 5).

Ультрафильтрационные мембраны задерживают сывороточные белки, мицеллы казеина и другие высокомолекулярные соединения молока. Простые молекулы, а также гидратированные ионы кальция, натрия, калия и т. п. могут быть отделены от твердой фазы молока лишь при обратном осмосе.
Обратноосмотическая обработка молока и молочных продуктов в основном используется для концентрирования, однако возможны и другие области применения. Предварительное удаление половины водной фазы молока и сыворотки на обратноосмотической установке позволяет в 14 раз снизить энергозатраты и в 2,5—3,0 раза увеличить производительность вакуум-выпарных установок по выпуску сгущенных молочных продуктов.
Применение агрегатов с мембранами 3-го поколения для изготовления жидких концентратов обычной и гидролизованной сыворотки целесообразно на заводах малой мощности и предприятиях с недостаточным обеспечением паром. В дальнейшем эти концентраты транспортируют на специализированные заводы для переработки на молочные продукты или для использования в составе хлебобулочных и кондитерских изделий, пивобезалкогольных напитков и другой пищевой продукции.