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Gewinnung physiologisch und technologisch wirksamer Milchproteinkomponenten mittels neuartiger Membranfraktionierungskonzepte und optimierter Prozesstechnologie
Projekt
Förderkennzeichen: AiF 14740 N
Laufzeit: 01.01.2006
- 31.12.2008
Fördersumme: 429.100 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Das Bearbeiten von Milch und Molke mittels Ultrafiltration
(UF) und Mikrofiltration (MF) zum
Zweck der Anreicherung von Protein insgesamt
oder der Gewinnung einzelner Fraktionen ist von
größter Bedeutung für die Praxis der Milchindustrie.
Membranen bieten den Vorteil, dass
große Stoffumsätze möglich sind und die einzelnen
Stoffkomponenten erhalten bleiben, d.h.
nach gegenwärtigem Stand des Wissens chemisch
oder thermisch nicht wesentlich verändert
werden. Noch immer ungelöst ist jedoch wegen
Unkenntnis der Produkt-/Membran-Wechselwirkungen
das Phänomen der Ablagerung der zurückgehaltenen
Stoffe auf der Membran (Deckschichtbildung)
bzw. Adsorptionsvorgänge in
den Membranporen, welche die Stoffpermeation
stark behindern und das eigentliche Trennergebnis
dominieren.
Das Vorgehen beim Scale-up von industriellen
Membranprozessen allgemein ist nach wie vor
rein empirisch. Wenig ist bekannt über die spezifischen
Wechselwirkungen zwischen Inhaltsstoffen
und der Membran, deren Auswirkung auf die
Trennleistung und die Permeation in Abhängigkeit
von der Produktvorbehandlung, der stofflichen
Zusammensetzung und den Betriebsparametern
des Membranprozesses sowie das Verknüpfen
dieser Faktoren in einem zusammenhängenden
Ansatz. Demzufolge existieren keine
Modelle von Relevanz, welche rechnerisch in der
Lage wären, bei der Auslegung von Membrananlagen
ein gezieltes Scale-up zu ermöglichen.
Ziel des Projekts war es daher, zusammenhängende
Ansätze zwischen Stoff- und Membraneigenschaften
sowie Prozessbedingungen durch
einen wissenschaftlich-systematischen Ansatz
und Untersuchungen zu entwickeln. Ein
Schwerpunkt dieses Projekts war dabei die Untersuchung
der Längenabhängigkeit von Flux
und Permeation sowohl bei konventionellen
Membranen als auch bei innovativen Gradientenmembranen,
um daraus Optimierungsziele für
die Entwicklung und den Einsatz von Membranen
abzuleiten.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Verfahrenstechnik Lebensmittel
Ausführende Einrichtung
Zentralinstitut für Ernährungs- und Lebensmittelforschung (ZIEL)