пермеат

Мембранное разделение потока

Мембранные процессы разделения основываются на различной проницаемости того или иного компонента газообразной или же жидкой среды. Поток, который проходит через мембрану, называется фильтратом или пермеатом, а задержанный — концентратом или ретентатом.

Мембранные процессы отличаются принципом своего действия. Это могут быть:

• разделение, обусловленное градиентами давлений — так называемые барометрические процессы;
• разделение, обусловленное электрическим потенциалом — электромембранные процессы;
• разделение, обусловленное различными концентрациями компонентов — диффузионно-мембранные процессы;
• комбинированные процессы, совмещающие в себе сразу несколько факторов.

Технология получения пермеата и отсеивания ретентата предполагает наличие существенной мембранной поверхности. Наша уникальная конструкция — это не просто обычная мембранная пленка — это специальный блок, получивший название мембранного модуля.

Сырьевой поток подается в этот модуль с определенной скоростью. Конструкция мембраны такова, что одни компоненты проходят через нее быстрее, иные — более медленно. То есть скорость потока будет меняться по поверхности мембраны в зависимости от координаты его нахождения.

На выходе из модуля мы получаем:

пермеат, Он содержит все ненужные примеси, в том числе и диоксид серы, сероводород, сероуглерод, меркаптаны, воду, соли и т. п.;

ретентат — очищенный газ, подготовленный к подаче в магистральную сеть.

Пермеат является газовым концентратом, в котором в значительной мере повышено содержание тяжелых углеводородов. В мире нефтехимическая промышленность широко применяет это ценное сырье в различных технологических процессах. Пермеат выделяется из попутного нефтяного газа (ПНГ) в процессе его подготовки к транспортировке или использованию.

Для того чтобы утилизировать попутный нефтяной газ и выделить пермеат, применяют углеводородные установки на базе мембран. Эта технология обеспечивает корректировку свойств газа, увеличение метанового числа, уменьшение температуры точки росы и теплового эквивалента. После обработки газ можно транспортировать без опасности заморозки, использовать в качестве топлива благодаря его улучшенным характеристикам.

НПК «Грасис» предлагает принципиально новый метод разделения газов, подготовки газа в пермеат, в основе которого лежит инновационная мембранная технология. Применение комплексной подготовки ПНГ позволяет получать продукт, соответствующий требованиям ГТС ОАО «Газпром», проводить очистку по примесям, содержащим серу, и снизить точку росы для воды и углеводородов. Преимущество новых установок заключается в применении мембран половолоконного, а не плоского типа, что показали проведенные испытания.

Видео

Процесс разделения составляющих молока: что такое пермеат и ретенант

Сырье пропускается под давлением через мембраны на установках. В результате происходит его деление на фракции.

Когда скопление определенных компонентов уменьшается – это называется пермеатом (фильтратом), а увеличивается – ретентатом (концентратом).

Первый продукт является обеззараженным. При одноступенчатой очистке получается примерно 95% пермеата. При многоступенчатой обработке – до 99,5% от объема входящего обезжиренного молока.

В жидком УФ-пермеате содержатся микро- и макроэлементы, витамины и лактоза. В результате осушки получается безводный фильтрат. Последний имеет характеристики лучше сывороточного, тем самым придавая более приятный вкус изделиям.

Пермеат расходуют для нормализации в продуктах количества белка. Есть и возможность снизить показатели последнего. Также производители готовят обезжиренное стандартизированное молоко, в том числе и сухое.

Фильтрат иногда подменяет высушенную сыворотку во время изготовления некоторых пищевых продуктов.

Ретентат – это концентрат молочного белка (подсгущенная сыворотка). В веществе содержание казеина, жира и коллоидных солей увеличивается параллельно происходит удаление пермеата.

Другими словами: данный способ – это когда молоко прошло сквозь мембрану; ретентат – элементы, которые не просочились через фильтр (остались бактерии и споры).

Оставшийся концентрат смешивают со сливками и в течение нескольких секунд подвергают термообработке (120–130 °С). Тепло убивает бактерии. Далее ретентат добавляется в пермеат, и сырье попадает в пастеризатор.

Производители сыров повышают качество продукта, благодаря описанным действиям. После пастеризатора полученное вещество передается в специальные сырные ванны.

Концентрат позволяет решить проблемы при производстве творога и сыров:

• отчасти решить вопрос сезонности свойств молока;
• сделать меньше расходы сырья;
• увеличить степень использования мощностей;
• повысить выпуск и вкусовые качества творога или сыра;
• уменьшить расход молокосвертывающих органических веществ.

УФ используется при переработке сыворотки и молока. Установка позволяет отделить лактозу, минералы и сосредоточить белки. Заблаговременная концентрация с помощью УФ делает больше долю сухих веществ, примерно от 12,5% до 16% и может увеличить в два раза производительность следующих стадий.

Функции УФ-обработки

Как уже сообщалось, процесс ультрафильтрации избавляет молоко от микроорганизмов. Из продукта удаляются возбудители, которые приведут к порче. Специальные установки оснащены фильтрами с микроскопическими отверстиями. УФ-стерилизация помогает сохранить вкусовые качества и пищевую ценность итоговых продуктов.

Специалисты сообщают, что важно соблюдать условия для получения хороших концентратов по микробиологическим показателям:

• нельзя использовать плохое сырье;
• на процесс должно тратиться минимально времени;
• температура мембранной обработки не способствует развитию бактерий.

Для уничтожения микроорганизмов подойдет 10°С или более 50°С. В большинстве случаев отдается предпочтение последнему температурному режиму, при нем обеспечивается высокая производительность установок. УФ проводят на молочном сырье, прошедшем тепловую обработку в течение 15-20 минут на 65°С или 74 ± 2°С за 15–20 с.

К функциям фильтрации относят фракционирование (ректификацию). Таким способом жидкость делится с помощью мембран на 2 вида: пермеат и ретентат.

Фракционирование — это многостадийная и последовательная операция, которая проводится для разбора:

• бактерий;
• белков молочного, растительного и животного происхождения;
• части лактозы;
• витаминов и других веществ.

Также вследствие УФ на мембранах сгущается молочный жир. Фильтрацию делают для получения концентрированного молока и сывороточного белка. Содержание последнего в сухом веществе колеблется в пределах от 34 до 85%.

Интересно Этап нормализации по белку очень значим в выпуске сыра из-за нестабильной сезонности. УФ позволяет сконцентрировать молоко с закрепленным уровнем протеина, тем самым увеличив выход продукта.

Во время ультрафильтрации при сгущении жидкости получается концентрат с высоким содержанием белка. Произведенные продукты, с различным содержанием протеинов, высушиваются и реализуются в сухом виде. Такой концентрат становится основой в изготовлении напитков, мороженого и молочных десертов.

После термических процессов, УФ-технологии помогают удалить из жидкости кальций. Фильтрат просушивается на установках обратного осмоса или нанофильтрации. Далее фосфат убирают в ультрафильтрационных приборах.

После этого приборы УФ удаляют часть лактозы. Следующий этап — добавление фермента (лактаза), убирающего остатки указанных углеводов до 0,01%. Сладость полученной жидкости становится меньше.

Безлактозное молоко употребляется людьми, страдающими непереносимостью данного углевода. При этом изготовители стараются придерживаться технологий, обеспечивающих сохранение вкуса.

При описании процессов обратного осмоса/ нанофильтрации обычно используются следующие термины

Выход пермеата — процент получаемой очищенной воды (пермеата) от исходной воды, поступающей на мембранную очистку. Определенное значение выхода достигается регулированием расхода концентрата с помощью вентиля на концентрате. Выход пермеата фиксируется на максимальном уровне, при котором расход по пермеату является максимальным, но при этом исключается осаждение солей на поверхности мембран.

Степень очистки — процент растворённых веществ, удалённых на мембране из исходной воды. При обратном осмосе важно, чтобы степень удаления общего растворённого вещества была высокой, в то время как при нанофильтрации степень очистки от разных веществ может быть различной, например, возможна низкая степень удаления жёсткости и высокая степень удаления органического вещества.

Проскок — термин, противоположный термину «степень задержания», т. е. процентная доля растворенных (загрязняющих) веществ, содержащихся в — исходной воде, пропускаемых мембраной.

Пермеат — очищенная вода, полученная в результате мембранной очистки.

Расход (производительность) — расходом по исходной воде называется скорость потока исходной воды в м³/ч, подаваемой в мембранный элемент или систему мембран. Производительность по концентрату — скорость концентрированного потока в м³/ч на выходе из мембранного элемента или мембранной системы. Производительность по пермеату — скорость потока по фильтрату (пермеату) в м³/ч на выходе из мембранного элемента или мембранной системы.

Удельная производительность — скорость потока пермеата, проходящего через единицу мембранной площади, обычно измеряется в литрах на квадратный метр (л/м²×ч).

Теги