Ultraschall-gestützte Ultrafiltration
- Die Ultrafiltration (UF) ist ein in der Milchindustrie weit verbreiterter Prozess, der zur Konzentrierung von Molke eingesetzt wird.
- Das ultraschall-gestützte Ultrafiltrationsverfahren verbessert die Effizienz des Molkeabtrennung bei der Ultrafiltration.
- Hielscher Ultrasonics bietet verschiedene Möglichkeiten, um Hochleistungs-Ultraschall in Ultrafiltrationsanlagen zu integrieren.
Ultraschall-Membranfiltration
Wird Power-Ultraschall in Flüssigkeiten und Slurries eingetragen, entstehen dabei Kavitation, Blasenimplosionen sowie Flüssigkeitsstrahlen. Hielscher Ultrasonics verwendet diese hochintensiven Ultraschallkräfte, um die Fluiddynamik, Durchflussraten und den Membrandurchsatz zu beeinflussen. Bei der ultraschall-gestützten Filtration von Partikeln in Flüssigkeiten können verschiedene Vorteile beobachtet werden: Die Strömungsrate durch die Filtermembran kann deutlich gesteigert werden, wenn Power-Ultraschalls in der Nähe des Filters angelegt wird. Dadurch wird die Filtration wesentlich effizienter. Zu den Vorteilen zählen ein höherer Durchsatz, eine konstante Produktqualität und eine verlängerte Lebensdauer der Membran, da Ultraschall auch Verschmutzungen und Verstopfungen auf der Membran entfernt.
Ultraschall und seine Effekte
Die ultraschall-gestützte Viskositätsreduktion führt zu deutlich höheren Durchflußraten. Weitere Vorteile sind:
- eine erhöhte Produktion um 10% oder mehr
- Senkung der fixen sowie variablen Kosten
- weniger Befüllungsverluste und geringere Kosten für die Abfallentsorgung
- weniger Kühlbedarf
- geringe Investitionskosten und höhere Gewinne
- Amortisation in weniger als einem Jahr
Ultraschallgeräte
Hielscher Ultrasonics verfügt über langjähriges Wissen und Erfahrung und berät Sie gerne. Wir helfen Ihnen die passende Konfiguration und Installation eines Ultraschallsystems zu finden, mit dem Sie die Effizienz und Leistung Ihres Sprühtrockners optimieren. Abgestimmt auf Ihre Produktionslinie bietet Hielscher verschiedene Optionen, um Hochleistung-Ultraschall zur Viskositätsabsenkung von Proteinsuspensionen anzuwenden. Alle unsere industriellen Ultraschallsysteme sind für den Einsatz unter anspruchsvollen Bedingungen und den 24/7-Betrieb gebaut. Aufgrund ihres geringen Platzbedarf können Hielscher Ultraschallsysteme problemlos in bestehenden Produktionslinien nachgerüstet werden. Robustheit, geringer Wartungsbedarf und einfache Bedienerfreundlichkeit zählen zu den weiteren Vorteile.
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Literatur
- D. Liu, E. Vorobiev, R. Savoire, J.-L. Lanoisellé (2013): Comparative study of ultrasound-assisted and conventional stirred dead-end microfiltration of grape pomace extracts. Ultrason. Sonochem. 20, 2013. 708–714.
Weitere Informationen über Filtrationsprozesse
Ultraschall kann in Mikro-, Ultra- und Nanofiltrationssysteme eingekoppelt werden. Die ultraschall-gestützte Membranfiltration für die Ultra- und Nanofiltration wird sowohl in der chemischen und pharmazeutischen Industrie als auch in der Lebensmittel- und Getränkeherstellung erfolgreich angewendet. Die Filtration von Milch und Milchproteinen ist eines der wichtigsten Ultraschall-Filtrationsverfahren.
Ultrafiltration (UF)
Die Ultrafiltration ist ein Membranfiltrationsverfahren, bei dem die Milch eine dünne, poröse Membran passiert, um Milchkomponenten nach Partikelgröße abzutrennen. Für die Ultrafiltration werden mittlere Drücke angelegt. Kleinere Partikel, wie z.B. Laktose, Wasser, Mineralien und Vitaminmoleküle können die Membran passieren, während größere Protein- und Fettmoleküle durch die Membran zurückgehalten und aufkonzentriert werden. Durch das Abscheiden von Wasser und Laktose wird das Volumen der Milch reduziert, wodurch Transport- und Lagerkosten für das Milchprodukt sinken. Zudem wird durch die Ultrafiltration die Herstellung von Käse effizienter. In der milchverarbeitenden Industrie wird das Verfahren der Ultrafiltration für die Produktion von Molkeproteinkonkentrat (WPC), Milchproteinkonzentrat (MPC), für die Proteinstandardisierung von Käse, für den Kalziumentzug aus dem Permeat sowie für den Laktoseentzug aus Milch eingesetzt.
Nanofiltration (NF)
Nanofiltration ist ein Membranfiltrationsverfahren, bei dem die Flüssigkeit unter mittlerem bis hohem Druck durch die Membran fließt. Nanofiltrationsmembranen haben Porengrößen von 1-10 Nanometern, die kleiner sind als die bei der Mikro- und Ultrafiltration verwendeten. In der Milchindustrie wird die Nanofiltration hauptsächlich zur (teilweisen) Entmineralisierung von Molke, zur Entfernung von Laktose zur Herstellung von laktosefreier Milch oder zur Reduzierung des Molkevolumens eingesetzt.