MEMBRÁNOVÉ PROCESY V POTRAVINÁŘSTVÍ A MLÉKÁRENSTVÍ



Podobné dokumenty
INTEGROVANÉ MEMBRÁNOVÉ PROCESY

Úvod do membránových procesů Membránové procesy v mlékárenství

TLAKOVÉ MEMBRÁNOVÉ PROCESY A JEJICH VYUŽITÍ V OBLASTI LIKVIDACE ODPADNÍCH VOD

VÝUKOVÝ MODUL MEMBRÁNOVÝCH PROCESŮ SYLABY PŘEDNÁŠEK TRANSPORT LÁTEK MEMBRÁNAMI MEMBRÁNOVÉ MATERIÁLY

VÝUKOVÝ MODUL MEMBRÁNOVÝCH PROCESŮ TÉMATA PŘEDNÁŠEK

ZÁKLADNÍ MODELY TOKU PORÉZNÍ MEMBRÁNOU

Tlakové membránové procesy

Membránové procesy v mlékárenském průmyslu

ODSTRAŇOVÁNÍ LÉČIV MEMBRÁNOVÝMI PROCESY

Ing. Zuzana Honzajková. VŠCHT Praha, ÚCHOP, Technická 5, Praha 6,

Membránové procesy. membrána = selektivně propustná (polopropustná) přepážka dovolující transport určitých částic ze vstupního proudu do produktu

Membránové procesy. membrána = selektivně propustná (polopropustná) přepážka dovolující transport určitých částic ze vstupního proudu do produktu

Membránové procesy a jejich využití

INTEGRACE TLAKOVÝCH MEMBRÁNOVÝCH PROCESŮ DO SEPARAČNÍCH A JINÝCH TECHNOLOGIÍ

Separace plynů a par. Karel Friess. Ústav fyzikální chemie, VŠCHT Praha. Seminář Praha

Použití membránové separace pro čištění skládkových výluhů, jiných odpadních vod a kontaminovaných podzemních vod

Integrace elektromembránových procesů do separačních technologií Jan Kinčl INTEGROVANÉ MEMBRÁNOVÉ PROCESY BRNO

Seminář. Membránové procesy v potravinářství 2016

RECYKLACE VOD OVĚŘOVÁNÍ A KONKRÉTNÍ REALIZACE. Ondřej Beneš (Veolia ČR) Petra Vachová, Tomáš Kutal (VWS Memsep)

Membránové ČOV. Radek Vojtěchovský

Víme, co vám nabízíme

Separační, purifikační a izolační techniky

Praktické zkušenosti s odsolováním syrovátky

Aplikace elektrodialýzy v technologiích zpracování a recyklace odpadních vod Vladimír Kysela

Obsah p ednášky. biomasa ferm. médium

Fouling a biofouling membrán při provozu MBR, metody potlačení Mgr. Ing. Bc. Lukáš Dvořák, Ph.D.

Odsolování syrovátky elektrodialýzou

Membránové technologie pro úpravu pitných vod - příklad ÚV Méry sur Oise (Francie)

Úprava bioplynu na biomethan pomocí zakotvené kapalné membrány. M. Kárászová, J. Vejražka, V. Veselý, P. Izák

Anaerobní membránové bioreaktory Mgr. Ing. Bc. Lukáš Dvořák, Ph.D.

INTEGROVANÉ MEMBRÁNOVÉ PROCESY

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY VYUŽITÍ MEMBRÁNOVÝCH PROCESŮ PŘI ÚPRAVĚ VODY USE OF MEMBRANE PROCESSES IN WATER TREATMENT

Úprava odpadních vod Různé metody filtrace odpadní vody z prádelen

MEMBRÁNA JAKO NÁSTROJ ZVÝŠENÍ EFEKTIVITY MLÉKÁRENSKÝCH TECHNOLOGIÍ

MEMbránové PROcesy v POtravinářství. Sborník ze semináře projektu KUSmem. ČESKÁ MEMBRÁNOVÁ PLATFORMA o.s. ČESKÁ TECHNOLOGICKÁ PLATFORMA PRO POTRAVINY

VYUŽITÍ MEMBRÁNOVÉ MIKROFILTRACE PRO PŘÍPRAVU PITNÉ VODY

FOTOKATALYTICKÁ OXIDACE BIOLOGICKY OBTÍŽNĚ ODBOURATELNÝCH ORGANICKÝCH LÁTEK OBSAŽENÝCH V NADBILANČNÍCH VODÁCH ZE SKLÁDEK KOMUNÁLNÍHO ODPADU

Aplikace membrán pro čištění komunálních odpadních vod

Kde všude membrány pomáhají. Ing. Marek Bobák, Ph.D.

Úvod do membránových procesů, teorie, základní principy. Ing. Pavel Izák, Ph.D. Ústav chemických procesů AV ČR, Rozvojová 135, Praha 6

ÚPRAVA VODY V ENERGETICE. Ing. Jiří Tomčala

Druhy a složení potravin

Využití membránových procesů při zpracování syrovátky

Membránová filtrace Více než jen čistá voda

Úprava vody v elektrárnách a teplárnách Bezodpadové technologie Petra Křížová

. Návody na laboratorní úlohu Izolace složek potravin membránovými procesy

VÝROBNÍ PROGRAM ČISTÉ ŘEŠENÍ. Filtrační technologie Ionexové technologie Membránové technologie Zakázkové technologie ÚV

Podpora membránových technologií v ČR

VYUŽITÍ NANOFILTRACE A ULTRAFILTRACE K ÚPRAVĚ VODY NA VODU PITNOU

Filtrace. Vlastní pomocné filtrační prostředky Vlastní svíčky Křemelina Perlity Filtrační desky

Druhy a složení potravin, FVHE 1. ročník

KATALOG PRODUKTŮ PRO FILTRACI A SEPARACI Mikrofiltrace

Separační metody Historie: Rozvoj separačních metod od minulého století Postavení separačních metod v rámci analytické chemie Význam chromatografie a

Separační procesy Separační procesy. Dělení heterogenních směsí

Oborový projekt 2013/2014 (návrh témat)

ČIŠTĚNÍ TECHNOLOGICKÝCH VOD A VÝPUSTNÉ PROFILY CHÚ

5 Membránové technologie

Osmosis PRO - průmyslové systémy reverzní osmózy

Inovace výuky prostřednictvím šablon pro SŠ

Třífázové trubkové reaktory se zkrápěným ložem katalyzátoru. Předmět: Vícefázové reaktory Jméno: Veronika Sedláková

Omezování plynných emisí. Ochrana ovzduší ZS 2012/2013

podrobný sylabus předmětu N Mlékárenské fermentační technologie

Praktické zkušenosti s provozováním komunální ČOV s MBR. Daniel Vilím

Inovace v potravinářství. Země živitelka

MOŽNOSTI POUŽITI MEMBRÁNOVÝCH PROCESŮ PRO ZPRACOVÁNÍ SKLÁDKOVÝCH VÝLUHOVÝCH VOD

VINUTÉ SVÍČKOVÉ FILTRY

Membrány a membránové procesy Výzkum, vývoj, výroba a využití v ČR

6.Úprava a čistění vod pro průmyslové a speciální účely

Teorie transportu plynů a par polymerními membránami. Doc. Ing. Milan Šípek, CSc. Ústav fyzikální chemie VŠCHT Praha

APPLICATION OF MEMBRANE PROCESSES IN WASTEWATER TREATMENT MOŽNOSTI UPLATNĚNÍ MEMBRÁNOVÝCH PROCESŮ PŘI ČIŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD

Technologické operace probíhající za teploty okolí

Udržitelný rozvoj v průmyslových prádelnách

CYANIDE REMOVAL FROM CONTAMINATED GROUNDWATER BY REVERSE OSMOSIS ODSTRANĚNÍ KYANIDŮ Z KONTAMINOVANÝCH PODZEMNÍCH VOD POMOCÍ REVERZNÍ OSMÓZY

Česká membránová platforma

Česká membránová platforma o. s. STRATEGICKÁ VÝZKUMNÁ AGENDA

Seminář projektu Rozvoj řešitelských týmů projektů VaV na Technické univerzitě v Liberci. Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.3.00/30.

Výměna iontů. (ionexy) Výměna iontů. Výhody. Ionexy. Nevýhody. Kolonové uspořádání

Zpráva o postupu projektu TA

Filtrace

Cross-Flow for Wine. Šetrnejší ˇ a úspornejší ˇ filtrace

ODBORNÉ VZDĚLÁVÁNÍ ÚŘEDNÍKŮ PRO VÝKON STÁTNÍ SPRÁVY OCHRANY OVZDUŠÍ V ČESKÉ REPUBLICE. Spalování paliv - Kotle Ing. Jan Andreovský Ph.D.

Metody gravimetrické

Střední škola obchodu, řemesel a služeb Žamberk. Výukový materiál. zpracovaný v rámci projektu. EU Peníze SŠ

Aplikace anaerobního membránového bioreaktoru pro čištění farmaceutických odpadních vod

Omezování plynných emisí. Ochrana ovzduší ZS 2010/2011

LANDFILL LEACHATE PURIFICATION USING MEMBRANE SEPARATION METHODS ČIŠTĚNÍ PRŮSAKOVÝCH VOD ZE SKLÁDEK METODAMI MEMBRÁNOVÉ SEPARACE

UNIVERZITA PARDUBICE FAKULTA CHEMICKO-TECHNOLOGICKÁ DIPLOMOVÁ PRÁCE Bc. Petra Bernardová

Vysokoúčinná kapalinová chromatografie

Příprava materiálu byla podpořena projektem OPPA č. CZ.2.17/3.1.00/33253

3. FILTRACE. Obecný princip filtrace. Náčrt. vstup. suspenze. filtrační koláč. výstup

Implementační akční plán pro

Nauka o materiálu. Přednáška č.14 Kompozity

Střední odborná škola Luhačovice Mgr. Alena Marková III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

BÍLKOVINY HLÍZ BRAMBOR

Membránová filtrace Alfa Laval. Rozhodující je velikost

Netkané textilie. Materiály 2

Základy chemických technologií

Sýry v cukrářské výrobě. Ing. Miroslava Teichmanová

Transkript:

MEMBRÁNOVÉ PROCESY V POTRAVINÁŘSTVÍ A MLÉKÁRENSTVÍ Hana Jiránková Ústav environmentálního a chemického inženýrství Fakulta chemicko-technologická Univerzita Pardubice Hana.Jirankova@upce.cz

princip separace rozdíl tlaků rozdíl koncentrací (aktivit) teplotní rozdíl rozdíl elektrických potenciálů mikrofiltrace pervaporace termoosmóza elektrodialýza ultrafiltrace separace plynů membránová elektroosmóza destilace nanofiltrace parní permeace membránová elektrolýza reverzní osmóza dialýza piezodialýza difuzní dialýza

typické uspořádání membránového procesu cross-flow konfigurace dead-end

rozsah použití TMP

membrány polymer porézní membrána (mikrofiltrace, ultrafiltrace) neporézní membrána (separace plynů, pervaporace) Hydrofobní polymerní materiály: polytetrafluoretylén (PTFE, teflon), poly(vinyliden) fluorid (PVDF), polypropylen (PP), polyetylen (PE) Hydrofilní polymerní membrány: estery celulózy, polykarbonát (PC), polysulfon, polyétersulfon (PSF,PES), polyimidy (PI/PEI) Keramické membrány: Al 2 O 3, ZrO 2, TiO 2, SiC

membránové moduly Deskový modul má archy membrány umístěny mezi distančními deskami. Spirálně vinutý modul je systém skládající se z membrán a distančních sítek navinutých na děrované trubce.

membránové moduly Moduly s dutými vlákny, resp. kapilární moduly se skládají z velkého množství úzkých trubiček (kapilár) umístěných do jednoho svazku, volné konce jsou obvykle spojeny pryskyřicí.

membránové moduly Charakteristika Spirálově vinutý Typ modulu Dutá vlákna Trubkový Deskový Plocha připadající na jednotku objemu modulu, m 2 /m 3 600-1000 3000-6000 70-150 300-600 Typické rychlosti nástřiku, m/s 0,3-0,8 0,005-0,05 1-8 0,8-1,6 Tlaková ztráta na nástřikové straně, kpa Tendence k zanášení membrány Snadnost čištění Doporučovaná filtrační předúprava nástřiku (filtr o velikosti pórů) Relativní náklady na získání jednotky objemu permeátu 300-600 10-30 5-300 100-500 vyšší vyšší nízká střední špatná až dobrá špatná výborná dobrá 10-25 μm 5-10 μm není třeba 10-25 μm nízké nízké vysoké vysoké

základní pojmy -TMP Intenzita toku permeátu (flux) je funkcí tlakového rozdílu P, viskozity permeátu µ a odporu vůči toku permeátu R. J = P π µ Zprostředkovaně může být hodnota intenzity toku permeátu i funkcí času, teploty, charakteru toku a vlastností separovaných složek. R c Retence (rejekce) charakterizuje selektivitu procesu vzhledem k separované složce a určuje jaký podíl z částic přicházejících v nástřiku je membránou zadržen. R CF C p = = 1 C F C C p F

základní pojmy - EMP Elektromembránové procesy hnací silou je gradient el. potenciálu. Používají se iontově výměnné nebo bipolární membrány.

EMP rozdělení základní pojmy - EMP Elektromembránové separační procesy používají se iontově výměnné membrány elektrodialýza, elektrodeionizace. Elektromembránové syntézní procesy elektrodialýza s bipolárními membránami, elektroforéza a membránová elektrolýza. Elektromembránové systémy pro konverzi energie palivové články.

Výhody membránových procesů Hlavní důvod využití membránových procesů - výhody, kterými se tyto technologie liší od konvenčních způsobů separace: - šetrný způsob zpracování suroviny bez výrazných teplotních změn - vysoká selektivita použitých separací - možnost snadné instalace a uspořádání do modulů - menší spotřeba energie v porovnání s tepelnými operacemi - (vypařování, kondenzace)

Nevýhody membránových procesů Omezení zanášení membrán Předúprava nástřiku -úprava ph a teploty, přídavek komplexotvorných činidel (EDTA), chlorování, adsorpce na aktivním uhlí, chemické čištění, předfiltrace (MF,UF). Vlastnosti membrány -výběr membrány, resp. ovlivnění jejich vlastností (distribuce velikosti pórů, náboj membrány, hydrofilní či hydrofobní vlastnosti) Moduly a podmínky procesu - snížení konc. polarizace (vyšší rychlosti proudění, promotory turbulence) Čištění Mezi základní postupy čištění patří- hydraulické čištění mechanické čištění chemické čištění

příklady aplikací TMP v potravinářství Aplikace Permeát Koncentrát Pitná voda Čiření ovocných šťáv Pitná voda bez zákalu, bakterií a virů Nízká turbidita, čirá ovocná šťáva Voda, znečišťující látky Ovocná šťáva obsahující koloidní částice Mlékárenství Laktóza a roztok solí Koncentrát bílkovin Mlékárenství (syrovátka) Filtrace vína/piva Laktóza a roztok solí Nízká turbidita, čirá kapalina Koncentrát bílkovin (WPC) Kapalina s jemnými a koloidními částicemi

příklady aplikací TMP v mlékárenství Tukové částečky Bakterie a spory Kasein Bílkoviny v syrovátce Laktóza Minerály Bílkoviny v syrovátce Voda Laktóza Minerály Voda Laktóza Bivalentní ionty Monovalentní ionty Voda Monovalentní ionty Voda

aplikace v mlékárenství Odstraňování bakterií a spor z mléka, syrovátky a meziproduktů MF - odstranění bakterií a spor z mléka - zlepšení trvanlivosti (pasterizace). Organoleptické a chemické vlastnosti mléka jsou nezměněny. Koncentrace bakterií v permeátu < 0,5% původní hodnoty. MF může být použita při výrobě dalších mléčných výrobků. Při výrobě sýrů zlepšuje trvanlivost sýra a eliminuje potřebu přísad (např. dusičnanů). MF jako předřadný proces před UF,NF,RO.

aplikace v mlékárenství Standardizace a koncentrování mléčných bílkovin Standardizace mléka pomocí UF umožňuje zvýšení nebo snížení obsahu bílkovin bez nutnosti přidávat sušené mléko, kasein (proteinové koncentráty). Další použití UF- normalizace proteinu a celkové sušiny v mléce pro využití ve fermentovaných výrobcích, jako jsou smetana, sýry, jogurty a tvarohy. Výsledné mléčné výrobky mají lepší kvalitu a senzorické vlastnosti ve srovnání s těmi, které byly vyrobené konvenčními metodami. MF aplikace při frakcionaci mléčného proteinu. Separace micelárního kaseinu ze syrovátkových proteinů např. pomocí keramické membrány (velikost pórů 0,2 μm).

Demineralizace syrovátky aplikace v mlékárenství NF- používá se ke koncentraci a částečně demineralizaci syrovátky. Vzhledem k selektivitě membrán většina jednomocných iontů, organické kyseliny a částečně laktóza procházejí membránou. NF - zajímavá alternativa k iontové výměně a ED, je-li požadována mírná demineralizace. Maximální demineralizace NF je snížení o 35% (koncentrační faktor 3,5-4). Použitím diafiltrace je možné zvýšit úroveň demineralizace až na 45%. ED umožňuje vysokou demineralizaci různých typů syrovátky (sladká, slaná).

Výroba sýrů aplikace v mlékárenství Mléko předupravené UF se úspěšně používá při výrobě tvarohu a sýrů. Výhody UF mléka pro výrobu sýrů ve srovnání s tradičními metodami: - zvyšuje celkový obsah sušiny, což zvyšuje výtěžek sýrů - snižuje požadavky na syřidla a startovací kultury - snižuje náklady na zpracování odpadních vod v zařízení - zvyšuje nutriční hodnotu v důsledku začlenění syrovátkové bílkoviny Permeát z UF (obsahuje hlavně laktózu) může být koncentrován RO. Nevýhody UF při výrobě - zvýšení obsahu syrovátky může mít negativní vliv na zrání tvrdých sýrů.

Literatura Mulder M.: Basic Principles of Membrane Technology, Kluwer Academic Publishers, London, 1996 Peinemann, Nunes, Giorno: Membranes for Food Applications, WILEY- VCH, Weinheim, 2010 Palatý Z.(editor): Membránové procesy, VŠCHT Praha, 2012 Mikulášek P. a kol.: Tlakové membránové procesy, VŠCHT Praha, 2013 Novák L. a kol.: Elektromembránové procesy, VŠCHT Praha, 2014