Abb. 4: Beurteilung der Fraktionierungsleistung von polymeren MF-Membranen mittels Rührzelle (schwarz: Membran 1, rot: Membran 2) Anzeige 4 2017 | moproweb.de 53 aufgrund der in der Spezifikation angegebenen Porengröße (0,1 μm bzw. 0,3 μm) nicht zu erwarten, können aber mit der mittels CFP gemessenen kleineren und engeren Porengrößenverteilung von Membran 2 erklärt werden. Der vollständige Rückhalt von Casein (Permeation 0 %) bei Membran 2 war anhand der Messung der Porengrößenverteilung ebenfalls nicht zu erwarten. Diese Permeation bzw. der vollständige Rückhalt ist durch die geringere Porengröße der nominell größeren Membran und durch initial stattfindende Deckschichtbildung durch zurückgehaltene Caseinmicellen zu begründen. Die Eigenschaften der Membran werden somit durch die der Deckschicht ergänzt. Ohne geeignete Membran führt das Zusammenspiel von Deckschicht und Membran allerdings zu keinem vollständigen Caseinrückhalt, wie sich bei Membran 1 zeigt. Weiterhin ist aus Abb. 4 ersichtlich, dass sich die Permeation der Proteinkomponenten als Funktion der Zeit verändert. Das ist darauf zurückzuführen, dass der Auf- und Umbau der Deckschicht kein schlagartiger Prozess ist. Vielmehr erstreckt er sich über einen längeren Zeitraum, bevor nahezu keine Abnahme der Permeation mehr erkennbar ist und die Filtration damit den quasistationären Zustand erreicht. Die Permeation zu Beginn der Filtration bildet somit die Trennleistung der noch nicht belegten Membran ab, die Werte nach längerer Filtrationszeit das Zusammenspiel zwischen Deckschicht und Membran im quasistationären Zustand, der dem industrieüblichen Betrieb über längere Zeiträume ähnelt. Die Schlussfolgerung daraus ist, dass für die Beurteilung einer Membran die Permeation der jeweiligen Zielkomponenten im quasistationären Betriebszustand spezifiziert werden sollte, oder noch besser der zeitliche Verlauf, sodass sich Aussagen zur Trenneffizienz treffen lassen. Im zweiten Teil des Artikels wird auf die Übertragbarkeit der Rührzellenergebnisse auf industrieübliche SWM eingegangen und eine verbesserte Methode zur Vorhersage der Trennleistung polymerer MF-Membranen vorgestellt. Danksagung: „Das Forschungsvorhaben (AiF 16836 N) wird im Programm zur Förderung der „Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)” vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (via AiF) über den Forschungskreis der Ernährungsindustrie e.V. (FEI) gefördert. Literatur: Ulbricht, M.; Schuster, O.; Ansorge, W.; Ruetering, M.; Steiger, P. (2007): Influence of the strongly anisotropic cross-section morphology of a novel polyethersulfone microfiltration membrane on filtration performance. Separation and Purification Tech. 57 (1): 63 – 73. Yu Wang, K.; Chung, T.-S.; Gryta, M. (2008): Hydrophobic PVDF hollow fiber membranes with narrow pore size distribution and ultrathin skin for the fresh water production through membrane distillation. Chem. Eng. Sci. 63 (9): 2587 – 2594. Aktuelle News mopro web.de Onlineportal rund um Molkereiprodukte aus der Milchwirtschaft – kostenlos
molkerei-industrie_04_2017
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