Ultrafiltračný systém na výrobu minerálnej vody
Ultrafiltrácia je metóda membránovej filtrácie, ktorá oddeľuje látky na základe ich veľkosti a molekulovej hmotnosti.Zahŕňa použitie semipermeabilnej membrány, ktorá umožňuje menším molekulám a rozpúšťadlu prechádzať, pričom zadržiava väčšie molekuly a častice.
V rôznych priemyselných odvetviach sa ultrafiltrácia používa na čistenie a koncentráciu makromolekulárnych roztokov, najmä proteínových roztokov.Bežne sa používa v chemickej a farmaceutickej výrobe, spracovaní potravín a nápojov a čistení odpadových vôd.Cieľom týchto aplikácií je recyklovať zdroje, zlepšiť kvalitu produktov a odstrániť nečistoty.
Okrem toho je ultrafiltrácia kľúčová pri dialýze krvi, medicínskom postupe používanom na odstránenie odpadových produktov a prebytočných tekutín z krvného obehu u pacientov s dysfunkciou obličiek.Selektívnym odfiltrovaním škodlivých látok pri zachovaní základných zložiek zohráva ultrafiltrácia zásadnú úlohu pri udržiavaní pohody jedincov vyžadujúcich dialýzu.
Celkovo ultrafiltrácia poskytuje účinný prostriedok separácie a čistenia v rôznych oblastiach, zlepšuje procesy a prispieva k lepším výsledkom v priemyselných aj medicínskych aplikáciách.
Ultrafiltrácia zohráva kľúčovú úlohu v procesoch úpravy pitnej vody, najmä vo vodárenských zariadeniach v Nemecku.S kapacitou 300 m3/h sa ultrafiltrácia používa na odstránenie častíc a makromolekúl zo surovej vody, čím sa zabezpečuje, že spĺňa potrebné normy pre pitnú vodu.
Ultrafiltrácia môže byť použitá ako samostatný systém v izolovaných regiónoch s nárastom populácie alebo ako náhrada za existujúce filtračné systémy v čistiarňach vody.Pri zaobchádzaní s vodou obsahujúcou vysoké hladiny suspendovaných pevných látok sú primárne a sekundárne úpravy, ako je preosievanie, flotácia a filtrácia, integrované s ultrafiltráciou ako predúpravou.
Procesy UF ponúkajú niekoľko výhod oproti tradičným metódam liečby.Nevyžadujú žiadne chemikálie okrem čistiacich účelov, čím je zabezpečená dodávka pitnej vody bez chemikálií.Kvalita produktu zostáva konzistentná bez ohľadu na kvalitu napájacej vody, čo umožňuje spoľahlivý zdroj pitnej vody.Navyše, kompaktná veľkosť UF rastlín ich robí vhodnými pre rôzne nastavenia.
Jednou z kľúčových silných stránok ultrafiltrácie je jej schopnosť prekročiť regulačné normy pre kvalitu vody.S účinnosťou odstraňovania patogénov 90-100%, UF zaisťuje, že upravená voda je bezpečná na konzumáciu.
Je však potrebné poznamenať, že procesy UF čelia problémom súvisiacim so znečistením a výmenou membrány, čo môže byť nákladné.Na zmiernenie tohto problému je potrebná dodatočná predbežná úprava napájacej vody, aby sa zabránilo nadmernému poškodeniu membránových jednotiek.
V mnohých prípadoch sa ultrafiltrácia používa ako predfiltračný krok v zariadeniach s reverznou osmózou (RO).Ochranou RO membrán pred znečistením a poškodením pomáha UF optimalizovať účinnosť a životnosť celkového procesu úpravy vody.
Celkovo je ultrafiltrácia efektívna a široko používaná metóda na výrobu bezpečnej pitnej vody, ktorá ponúka výhody, ako je nepoužívanie chemikálií, trvalo vysoká kvalita produktov a schopnosť prekonať regulačné normy.
Ultrafiltrácia (UF) je široko využívaná v mliekarenskom priemysle, najmä pri spracovaní syrovej srvátky na získanie koncentrátu srvátkového proteínu (WPC) a permeátu bohatého na laktózu.V jedinom štádiu môže UF koncentrovať srvátku 10 až 30-krát v porovnaní s počiatočným krmivom.
Predtým bolo pre srvátku alternatívou k membránovej filtrácii ohrev parou, po ktorom nasledovalo sušenie v bubne alebo sušenie rozprašovaním.Tieto metódy však viedli k produktom s obmedzenými aplikáciami v dôsledku ich granulovanej textúry a nerozpustnosti.Navyše tieto metódy mali nekonzistentné zloženie produktu, vysoké kapitálové a prevádzkové náklady a často denaturovali niektoré proteíny v dôsledku nadmerného tepla použitého pri sušení.
Na rozdiel od toho, UF procesy pre syrovú srvátku ponúkajú niekoľko výhod oproti tradičným metódam:
Vylepšená energetická účinnosť: Procesy UF vyžadujú menej energie v porovnaní s metódami ohrevu a sušenia parou.
Konzistentná kvalita produktu: V závislosti od prevádzkových podmienok môžu procesy UF poskytnúť koncentráty srvátkových bielkovín s koncentráciou bielkovín v rozmedzí od 35 % do 80 %.To zaručuje stálu kvalitu produktu.
Zachovanie integrity proteínu: Procesy UF fungujú za miernych podmienok, čo pomáha predchádzať denaturácii proteínov.Vďaka tomu zostávajú proteíny v srvátkovom koncentráte nedotknuté a zachovávajú si svoju funkčnosť.
Procesy UF pre syrovú srvátku však čelia problémom súvisiacim so znečistením, ktoré môže výrazne znížiť produktivitu.Syrová srvátka obsahuje vysoké hladiny fosforečnanu vápenatého, čo môže potenciálne viesť k usadzovaniu vodného kameňa na povrchu membrány.Na vyriešenie tohto problému sú potrebné zásadné opatrenia predúpravy na vyváženie pH a teploty krmiva, čím sa zabezpečí rozpustnosť vápenatých solí.
Stručne povedané, procesy UF spôsobili revolúciu v koncentrácii bielkovín v mliekarenskom priemysle, najmä pri výrobe koncentrátov srvátkových bielkovín.Ponúkajú energetickú účinnosť, konzistentnú kvalitu produktov a zachovanie integrity bielkovín.Musia sa však prijať opatrenia na zabránenie znečisteniu spôsobenému usadeninami fosforečnanu vápenatého.
Ultrafiltrácia (UF) má množstvo ďalších aplikácií mimo mliekarenského priemyslu.Niektoré ďalšie aplikácie zahŕňajú:
Filtrácia odpadovej vody z papierenskej celuló zky: UF môže účinne odstraňovať suspendované pevné látky, lignín a iné kontaminanty z odpadovej vody vznikajúcej počas prevádzky papierenskej celulózky, čím pomáha spĺňať environmentálne predpisy a produkovať čistú vodu na opätovné použitie alebo vypúšťanie.
Výroba syra: UF sa používa pri výrobe syra na koncentrovanie mliečnych bielkovín a odstránenie prebytočnej vody, čo vedie k vyššiemu obsahu bielkovín v syre.Tento proces sa často označuje ako ultrafiltrované mlieko.
Odstránenie niektorých baktérií z mlieka: UF možno použiť na odstránenie baktérií, spór a somatických buniek zo surového mlieka, čo vedie k zlepšeniu kvality mlieka a predĺženiu trvanlivosti.
Proces a čistenie odpadových vôd: UF sa využíva v rôznych priemyselných odvetviach na separáciu a odstraňovanie pevných látok, koloidov a makromolekúl z procesných a odpadových vôd.Je to efektívna metóda na zníženie nerozpustných pevných látok a organických kontaminantov, výsledkom čoho je čistejšia voda na opätovné použitie alebo vypustenie.
Izolácia enzýmu: UF sa môže použiť na oddelenie a získanie enzýmov z fermentačných bujónov alebo iných zdrojov.Proces umožňuje čistenie a koncentráciu enzýmov, čo umožňuje ich použitie v rôznych priemyselných odvetviach, ako sú potraviny, liečivá a biopalivá.
Koncentrácia a čírenie ovocných štiav: UF sa používa na koncentrovanie ovocných štiav odstránením vody a zmenšením objemu, čo vedie k vyššej koncentrácii prírodných ovocných pevných látok a chutí.Okrem toho môže UF prečisťovať ovocné šťavy odstránením suspendovaných pevných látok a zákalu, čo vedie k čistejšiemu a vizuálne príťažlivejšiemu produktu.
Dialýza a iné liečby krvi: UF sa vo veľkej miere používa v procesoch dialýzy a liečby krvi na odstránenie odpadových produktov, prebytočných tekutín a toxínov z krvného obehu.Schopnosť UF membrán selektívne filtrovať molekuly na základe veľkosti umožňuje odstránenie škodlivých látok pri zachovaní základných zložiek v krvi.
Odsoľovanie a výmena rozpúšťadiel proteínov (prostredníctvom diafiltrácie): UF možno využiť na odsoľovanie a výmenu rozpúšťadiel proteínov.Tento proces zahŕňa odstránenie solí z proteínových roztokov a výmenu rozpúšťadla za požadovaný pufor alebo roztok.
Laboratórna výroba: UF sa bežne používa v laboratóriách na koncentráciu, čistenie a separáciu biomolekúl, ako sú proteíny, enzýmy a nukleové kyseliny.Je to cenný nástroj vo výskume a laboratórnej výrobe.
Rádiokarbónové datovanie kostného kolagénu: UF hrá kľúčovú úlohu pri extrakcii a čistení kolagénu z archeologických vzoriek kostí na rádiouhlíkové datovanie.Proces umožňuje odstránenie rušivých látok, čím sa zaisťujú presnejšie a spoľahlivejšie výsledky datovania.
