试析用于初乳除菌的陶瓷膜过程研究

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1、南京工业大学硕士学位论文用于初乳除菌的陶瓷膜过程研究姓名：王志高申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：徐南平;邢卫红2002.6.1摘要本文从应用开发的角度就国内外无机膜在乳品中的应用研究进展以及微滤膜的制备工艺现状进行了综述。针对传统的牛乳除菌工艺所存在的缺点，结合初乳所具有的物理化学特性，提出用无机膜进行初乳除菌课题。以成熟的陶瓷膜制备技术为依托，以开发陶瓷膜用于初乳的除菌工艺为目标，考察了膜孔径、材质、乳液体系、膜的预处理及操作参数等对除菌效果和渗透通量的影响，并结合除菌过程的需要制备出合适孔径的陶瓷微滤膜。同时在保持除菌效果的前提下，提

2、出了采用湍流促进器强化膜过程，提高通量的方法，为陶瓷膜用于牛乳险菌过程奠定基础。一I采用悬浮粒子烧结法制备出平均孔径为1．62uIll的初乳除菌专用膜。并通过对粉体粒径和烧结制度的考察摸索出该种孔径膜的制备工艺。实验考察了陶瓷膜孔径对初乳除菌过程的影响，通过膜过滤阻力分析，认为膜过滤主要阻力分布的不同导致了膜渗透通量和蛋白截留率的不同。并从水化粒径和污染膜孔径的关系，对初乳中总蛋白、酪蛋白及乳清蛋白的截留率作了预测，预测结果与实测值较为一致。在此基础上，面向初乳的除菌过程，考察了膜材质、乳液体系和操作条件等因素对膜过程的影响，探索出该过程合适的工艺

3、条件。在综合考察渗透通量和蛋白截留率效果的基础上，选择出适用于除菌过程的孔径膜(1．62um)。在对1．62um膜进行操作条件的影响研究时，发现尽管操作条件的改变一定程度上降低了浓差极化程度，提高了通量，降低了蛋白截留率，但过程中浓差极化阻力仍然较高，有待于进一步降低。实验还得到了适合于该过程的清洗消毒工艺。基于以上对1．62um膜除菌过程的阻力分析，实验引入湍流促进器强化过程传质，在保证过程除菌效果的前提下，使得膜渗透通量得到较大幅度的提高，达到329．57L．m-2．h-’：蛋白截留率相应下降，低于10％；而浓差极化阻力也得到明显地降低，表明1

4、．62um膜适合初乳的除菌过程。此外，本文还从涡旋场的角度浅析了湍流促进器的作用机理，从理论上更好地证明了湍流促进器的作用效果。最后对比了本实验结果和文献报道的数据，指出本文探索的除菌工艺操作简单、经济，可与双回路恒压操作法相竞争：YJ摘要关键词陶瓷膜初乳A、J除菌操作条件谊杠湍流促进器、JIII南京工业大学硕士学位论文ABSTRACTGlobaltechnologicaladvancesrelatedtothepreparationofinorganicmembranesandthemembraneapplicationinthemilkindu

5、strywerereviewed．AccordingtotheinherentchemicaIandph)7sicalfeaturesofbovinecolostrums．andtothequestionoftheshortcomingsexistingintheconventionaltechnologyforthebacteriaremoval，theresearchsubjectofbacteriaremovalfrombovinecolostrumsusinginorganicmembranewasproposed．Basedonthema

6、turepreparationtechnologyforceramicmembrane，andaimingtodevelopthetechnologyofbacteriaremoval，effectsofoperatingparameters，membraneporesize，membranematerials，milksystemandpretreatmenttomembranesurfaceonthefluxandeffectofbacteriaremovalwereinvestigatedsystematically．Thesuitablem

7、acro．Dorousmembranewaspreparedforthebacteriaremoval．Meantime，ontheconditionthat也eeffectofbacteriaremovewasguaranteed．thetechniqueforenhancingmembraneprocesstoimprovethefiltratefluxwithhelicalinsertwaspreliminarilyexploited．whichwasthesolidfoundationforthefutureindustrializatio

8、nofthistechnology．Aluminamembranewithanaverageporediameterof1