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陶瓷膜微滤技术应用于牛奶杀菌

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-09-04 1:51:48 * 浏览: 1
引言微过滤是指使用膜从液体或其他低分子量组分中分离直径为0.1至10μm的颗粒。膜过滤过程的驱动力是压力差。膜被“筛选”。分离微滤膜具有相对均匀和均匀的多孔结构。孔隙率占总体积的70%至80%。因此,电阻很小。过滤速度快。陶瓷膜作为一种微滤膜,孔径为0. Bu 1.4m,具有耐高温,易清洗的特点。它广泛用于微滤消毒餐巾纸。膜分离技术用于改善牛奶的加工技术。微滤膜用于灭菌已经克服了传统工艺中灭菌引起的脂肪氧化和气味产生的缺陷。产品的微生物指数符合国家标准。由于使用膜技术进行“冷灭菌”,降低了热敏部件的分解,提高了产品的质量。本文通过微滤技术比较了牛奶灭菌过程中膜孔径,压差和工作温度等工艺参数。细菌率,蛋白质截留率和产物通量的影响。优化最佳工艺参数,为膜技术在乳品行业的广泛应用提供技术参考。 1设备和材料蒙牛乳制品挤奶的原料乳1.1测试设备牛奶预处理,离心和均质化:一套新西兰默多克乳液测试设备。膜杀菌处理:一套厦门三达陶瓷膜过滤设备,配有梯度(GP)~L直径为1.2m和0.8m的陶瓷膜。 1.2检测仪器和方法使用FT12o-~L组分分析仪测定乳成分:通过流式细胞仪测量细菌总数。灭菌率计算:灭菌率=(1-过滤后的细菌浓度/过滤前的细菌浓度)×100%蛋白质截留率计算:蛋白质截留率=(1-过滤蛋白质质量分数/预过滤蛋白质质量分数)×100% 2实验方法在本研究中,使用1.2Ixm和0.8m孑L径向梯度陶瓷膜进行实验。研究了不同浓度L型陶瓷膜在脱脂乳杀菌应用中的技术可行性及相应的技术条件。 2.1膜设备的消毒和初始水通量的测定首先用去离子水(包括循环管道,透析管道和反冲管道)清洁管道。将消毒剂倒入桶中。运行20minX~管道进行消毒(包括循环管,透析管和反冲管):排出消毒剂后,用去离子水清洗管道,清洗标准水通量。将去离子水排出罐中。 2.2脱脂乳的制备将原料乳加热并用新西兰默多克液态奶生产试验设备脱脂,将一些样品均质化。均化压力为0.2Mpa。脱脂乳的脂肪含量低于0.40%。 2.3脱脂乳1的过滤条件的选择误差流速保持在6m / s,浓度比(VCR)为20.压差保持在0.001和0.03MPa之间。 2通过泵的循环和冷却水的控制,在预设温度(30.40.50℃)下分别收集透析液和浓缩物。检测到相关数据。还测量了膜通量。该过程不收集透析液。 3完成预定温度值测量后,为膜通量选择合适的温度,以完成后续实验。收集透析液。在此过程中控制温度变化。测量膜通量的时间。反洗是适当的。 4完成测试溶液的透析后,将浓缩液排入罐中。分别测量浓缩物和透析液的质量或体积。收集d将样品分析并浓缩在无菌瓶中,并分别测试相关数据。 2.4膜设备的清洁确认过滤后,用水冲洗系统管道,并通过热交换器将温度升至J5o°C。用1%NaOH溶液(温度约50℃)冲洗。关闭阶段的透析液阀门。循环15分钟后,打开透析液阀并继续清洁30分钟。碱洗后,用HNO(约50℃)冲洗管道,质量分数为0.5%。在开始时关闭透析液阀。循环15分钟后,打开透析液阀并继续洗涤30分钟。每次洗涤后用去离子水冲洗至中性。在洗涤结束后,此时测量水通量并与标准水通量进行比较。在过滤之前和之后,膜通量回收率需要3v至90%2.5。通过检测所收集的原料乳,脱脂乳,浓缩物,透析液样品中的细菌总数和物理组分来比较乳的细菌含量和乳组成。获得相应的灭菌率,蛋白质截留率,干物质截留率等。 3结果与讨论3.1过滤前后活细菌数量和组成的比较表1是实验原料乳和脱脂乳的统计指标:表2是1.2txm和0.8m陶瓷膜灭菌指数的对比结果。从表1和表2可以看出,具有1和2 m rens L直径的陶瓷膜技术的灭菌率高达99.5%。取得了预期的成果。然而,通量远远超出预期。原因可能是大蛋白质形成胶束,这只会导致膜孑L堵塞。其他小分子蛋白质不能通过膜正常L.另外,由于通量低,透析上清液不能及时排出膜管,导致样品中残留水分。检测结果受到影响,因此蛋白质保留率非常高。它不超过50%。 2通过0.8m陶瓷膜的实验,我们可以看出结果优于1.2txm。灭菌率可达99.5%以上,蛋白质保留率为15%2E~,远优于1.2m。膜通量基本上稳定在20-250L /(m.h)。分析这种现象的存在。应该是由于牛奶中的大蛋白质胶束阻塞了大约1.2txm的薄膜。 0.8txm的膜只能拦截这部分蛋白质。 3均质化(0,2MPa)处理后,膜通量和蛋白质截留率得到改善。膜通量平均增加约1.5。这可能是由于均质化压力破坏了脱脂。牛奶和蛋白质颗粒中残留的脂肪球聚集在一起3.2操作因素影响分析在实验过程中,研究了一个0.8m膜,具有良好的实验结果,研究了温度和压力差对膜通量的影响。 3.2.1工作温度对膜通量的影响图2显示了工作温度对O.8LL孔径陶瓷膜通量的影响。从图2中可以看出。温度对膜通量有显着影响,温度升高。高。膜通量也增加。原因是温度升高,粘度降低。浓度极化和膜表面污染降低了正常乳的脱脂温度一般约为40℃。考虑过程的连续性和节能。过滤温度为50℃更合适。此外,从图中我们还可以看出,脱脂后牛奶是均质的。通量优于没有均质化的通量。 3.2.2操作压力对膜通量和蛋白质保留率的影响图3显示了压差N0.8LLm孔径陶瓷膜通量和蛋白质保留的影响。从图3中可以看出,压差在0.0012-0.0028MPa的范围内。膜通量基本上处于稳定水平。随着操作压力的增加,它会缓慢上升:相应的蛋白质保留也保持相对稳定的水平。 。考虑到能源消耗和其他因素,操作压力选择为0.0016MPa。 4结论通过使用1.2m和0.8m陶瓷膜对脱脂乳进行灭菌实验。从两种膜类型的实验结果来看,两者都可以达到高水平的杀菌效果。膜通量和蛋白质保留在这种情况下,由于膜阻塞,1.2m膜具有小通量(10-35L /(m·h))和高蛋白质保留(约50%),0.8m由于膜的阻塞现象,膜基本上被阻塞。 〜1200-350L /(m2.h)。蛋白质保留率也降低(约15%)。膜通过前均质化处理后,膜通量,蛋白质截留率等指标均有所提高。最佳操作温度为50℃。操作压力为0.0016MPa。陶瓷过滤器陶瓷膜陶瓷膜过滤器