Fouling membranowy problemem w przetwórstwie mleka

• Autorzy: Dec B. , Juśkiewicz M.

Warianty tytułu

EN

The problem of membrane fouling in the dairy processing

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Procesy membranowe należą do szybko rozwijających się przetwórczych technik separacyjnych w przemyśle spożywczym. Postęp w produkcji membran oraz projektowaniu instalacji membranowych przekłada się na coraz szersze i bardziej wyspecjalizowane ich zastosowanie, zwłaszcza w przemyśle mleczarskim. Jednak mimo tych wysiłków zjawisko foulingu membranowego, nieuniknione w filtracji membranowej i niekorzystnie wpływające na jej wydajność, może stanowić ważny element decydujący o powodzeniu wdrożenia tych technik w skali przemysłowej. Dlatego celem niniejszego artykułu jest próba zawężenia luki między praktyką przemysłową a pracami badawczymi w zakresie poszerzenia wiedzy o mechanizmach rządzących foulingiem membranowym.

EN

Membrane processes are fast developing, processing separation techniques in the food industry. Progress in the production of membranes and membrane installations’ design is reflected in their wider and more specialized application, especially in the dairy industry. However, despite these efforts, the phenomenon of membrane fouling, inevitable in membrane filtration and negatively affecting its performance can be a key factor in the success of the implementation of these techniques on an industrial scale. Therefore, the aim of this study was to attempt to narrow the gap between the industrial practice and research work in the field of the knowledge of the mechanisms, governing membrane fouling.

Słowa kluczowe

PL

procesy membranowe; przemysł mleczarski; prędkość filtracji; polaryzacja stężeniowa; fouling membranowy

EN

membrane processes; dairy industry; permeate flux; concentration polarization; membrane fouling

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Spożywczy
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 68, nr 10
• Strony: 16--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 40 poz.

Twórcy

autor

Dec B.

• Wydział Nauki o Żywności, Katedra Mleczarstwa i Zarządzania Jakością, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

autor

Juśkiewicz M.

• Wydział Nauki o Żywności, Katedra Mleczarstwa i Zarządzania Jakością, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

Bibliografia

• [1] Ahn Kyu-Hong, Kyung-Guen Song, Ho-Young Cha, Ick-Tae Yeom: 1999. Removal of ions in nickel electroplating rinse water using low-pressure nanofiltration. Desalination 122, 77-84.
• [2] Alborzafar M., Jonsson G., Gron C.: 1998. Removal of natural organic matter from two types of humic ground waters by nanofiltration. Water Res. 10, 2983-2994.
• [3] Alkhatim H.S., Alcaina M. I., Soriano E., Iborra M. I., Lora J., Arnal J.: 1998. Treatment of whey effluents from dairy industries by nanofiltration membranes. Desalination 119, 177-184.
• [4] Andrés L.J., Riera F.A., Alvarez R.: 1995’ Skimmed Milk Demineralization by Electrodialysis: Conventional Versus Selective Membranes. J. Food Eng. 26, 57-66.
• [5] Askew C.E., Poele S., Skou F.: 2008. Membrane Filtration, rozdz. 10 w: Cleaning-in-Place: Dairy, Food and Beverage Operations pod red. A.Y. Tamime, 3rd Edition, Blackwell Publishing Ltd.
• [6] Belfort G., Davis R.H., Zydney A.L.: 1994. The behavior of suspensions and macromolecular solutions in cross-flow microfiltration. J. Membrane Sci. 96:1-58.
• [7] Bilstad T.: 1997. Membrane operations. Water Sci. Technol. 36, 17-24.
• [8] Bowen W.R., Calvo J.I., Hernandez A.: 1995. Steps of membrane blocking in flux decline during protein microfiltration. J. Membrane Sci. 101, 153-165.
• [9] Bowen W.R., Hilal N., Jain M., Lovitt R.W., Sharif A.O., Wright C.J.: 1999. The effects of electrostatic interactions on the rejection of colloids by membrane pores-visualisation and quantification. Chem. Eng. Sci. 54, 369-375.
• [10] Bowen W.R., Doneva T.A.: 2000. Atomic force microscopy studies of nanofiltration membranes: surface morphology, pore size distribution and adhesion. Desalination 129, 163-172.
• [11] Cabero M.L., Riera F.A., Álvarez R.: 1999. Rinsing of ultrafiltration ceramic membranes fouled with whey protein: effects on cleaning procedures. J. Membrane Sci. 154, 239-250.
• [12] Carić M.D., Milanović S.D., Krstić D.M., Tekić M.N.: 2000. Fouling of inorganic membranes by adsorption of whey proteins, J. Membrane Sci. 165, 83-88.
• [13] Chaufer B., Rabiller-Baudry M., Guihard L., Daufin G.: 1996. Retention of ions in nanofiltration at various ionic strength. Desalination 104, 37-46.
• [14] Cheryan M.: 1998. Ultrafiltration and Microfiltration Handbook. Technomic Publishing Co., Inc., USA.
• [15] Curcio S., Calabro V., Iorio G., de Cindio B.: 2001. Fruit juice concentration by membranes: effect of rheological properties on concentration polarization phenomena. J. Food Eng. 48, 235-241.
• [16] De Wit J.N.: 2001. Lecturer’s Handbook on whey and whey products, EWPA, Brussels, Belgium.
• [17] Dec B.: 2003. Zastosowanie procesu nanofiltracji w produkcji częściowo demineralizowanego proszku serwatkowego z serwatki kwasowej. Praca dysertacyjna, Olsztyn 2003.
• [18] Ferrarini R., Versari A., Galassi S.: 2001. A preliminary comparison between nanofiltration and reverse osmosis membranes for grape juice treatment. J. Food Eng. 50, 113-116.
• [19] Gésan G., Daufin G., Merin U.: 1995. Performance of whey crossflow microfiltration during transient and stationary operating conditions. Journal of Membrane Science 104, 271-281.
• [20] Glover F.A.: 1985. Ultrafiltration and reverse osmosis for the dairy industry. Technical Bull 5, NIRO, Reading.
• [21] Hansen E. S.: 1997. Zastosowanie procesów membranowych w przemyśle mleczarskim. Materiały V Sympozjum „Technika i technologia w przemyśle mleczarskim”, Mikołajki.
• [22] Huisman I.H., Pradanos P., Hernandez A.: 2000. The effect of protein-protein and protein-membrane interactions on membrane fouling in ultrafiltration. J. Membrane Sci. 179:79-90.
• [23] Jelen P.: 1991. Pressure-driven membrane processes: principles and definitions. IDF Special Issue Nr 9201, 7-14.
• [24] Kulozik U.: 1998. Variation of the calcium content in skim milk by diafiltration and ion exchange – effects on permeation rate and structure of deposited layers in the RO. J. Membrane Sci., 145, 91-97.
• [25] Kuo K.-P., Cheryan M.: 1983. Ultrafiltration of Acid Whey in Spiral-Wound Unit: Effect of Operating Parameters on Membrane Fouling. J. Food Sci. 48, 1113-1118.
• [26] Marcelo P.A., Rizvi S.S.H.: 2009. Applications of membrane technology in the dairy industry, w: handbook of membrane separations: chemical. Pharmaceutical, Food and Biotechnological Applications, pod red. Pabby A.K., Rizvi S.S.H., Sastre A.M., ed. CRC Press, New York, NY.
• [27] Marshall A.D., Daufin G.: 1995. Physico-chemical aspects of membrane fouling by dairy fluids. pages 8–35 in fouling and cleaning of pressure driven membrane processes. IDF Special Issue 9504. International Dairy Federation (IDF), Brussels, Belgium.
• [28] Marshall A.D., Munro P.A., Trägårdh G.: 1993. The effect of protein fouling in microfiltration and ultrafiltration on permeate flux, protein retention and selectivity: A literature review. Desalination 91:65-108.
• [29] Nyström M., Kaipia L., Luque S.: 1995. Fouling and retention of nanofiltration membranes. J. Membrane Sci. 98, 249-262.
• [30] Pouliot Y., Wijers M.C., Gauthier S.F., Nadeau L.: 1999. Fractionation of whey protein hydrolysates using charged UF/NF membranes. J. Membrane Sci. 158, 105-114.
• [31] Pouliot Y., Jelen P.: 1995. Pretreatments of dairy fluids to minimize long-term membrane fouling, str. 80–92, w: Fouling and Cleaning of Pressure Driven Membrane Processes. IDF Special Issue 9504. International Dairy Federation (IDF), Brussels, Belgium.
• [32] Rautenbach R.: 1996. Procesy membranowe. WNT, Warszawa.
• [33] Renner E., Abd El-Salam M.H.: 1991. Application of ultrafiltration in the dairy industry, Elsevier Science Publishers Ltd., New York.
• [34] Rosenberg M.: 1995. Current and future applications for membrane processes in the dairy industry. Trends Food Sci. Tech. 6, 12-19.
• [35] Sellick I.: 1997. Fresh approach to filtrates. Dairy Ind. Int. 8, 23-27.
• [36] Vadi P.K., Rizvi S.S.H.: 2001. Experimental evaluation of a uniform transmembrane pressure crossflow microfiltration unit for the concentration of micellar casein from skim milk. J. Membrane Sci. 189, 69-82.
• [37] van der Horst H.C.: 1995. Fouling of organic membranes during processing of dairy liquids, str. 37-52, w: Fouling and Cleaning of Pressure Driven Membrane Processes. IDF Special Issue 9504. International Dairy Federation (IDF), Brussels, Belgium.
• [38] Vasiljevic T., Jelen P.: 2000. Comparison of nanofiltration and high pressure ultrafiltration of cottage cheese whey and whey permeate. Milchwissenschaft 55(3), 145-149.
• [39] Vyas H.K., Bennett R.J., Marshall A.D.: 2000. Influence of feed properties on membrane fouling in crossflow microfiltration of particulate suspensions. Int. Dairy J. 10, 855-861.
• [40] Xu X., Spencer G.: 1997. Transport of electrolytes through a week acid nanofiltration membrane: Effects of flux and crossflow velocity interpreted using a fine-porous membrane model. Desalination 113, 85-93.