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Einsatz von polymeren Spiralwickelmembranen zur Milchprotein-fraktionierung

Projekt

Ernährung und Verbraucherschutz

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Ernährung und Verbraucherschutz


Förderkennzeichen: AiF 18553 N
Laufzeit: 01.01.2015 - 31.12.2017
Fördersumme: 292.680 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung

Die vollständige Fraktionierung der Milchproteine in seine Hauptfraktionen Casein und Molkenproteine (MP) in nativem Zustand mittels Mikrofiltration (MF) ist industriell z.T. bereits etabliert. Das entstehende MF-Retentat (die native micellare Caseinfraktion) und das MF-Filtrat mit den darin enthaltenen Molkenproteine eignen sich für die Weiterverarbeitung in vielfältiger Weise und weisen erhebliche fertigungstechnische Vorteile im Vergleich zur Nutzbarkeit von Stoffteilströmen der Molkerei auf. Isolierte Milchproteinfraktionen haben gezielt nutzbare ernährungsphysiologische und technologische Eigenschaften. Dadurch wird eine signifikante Wertsteigerung im Vergleich zu konventionellen Produkten wie Milch- bzw. Molkenpulver erzielt. Das Marktsegment zur Nutzung von Caseinproteinkonzentraten (CPC), Molkenproteinkonzentraten (WPC) und Molkenproteinisolaten (WPI), Milchsalzen und Milchzucker hat sich in den letzten Jahren erheblich entwickelt und ist zu einem bedeutenden Wirtschaftszweig der Milchindustrie geworden. Bisher sprechen alle Erfahrungen dafür, dass die Milchproteinfraktionierung am effizientesten mit röhrenförmigen Keramikmembranen erfolgen kann. Diese zeichnen sich durch eine hohe Flussleistung und eine hohe Transmission der Molkenproteine aus. Dennoch besteht wegen der hohen Anlagen- und Membrankosten das Bestreben, für die Milchproteinfraktionierung die in der Milchindustrie bei weitem häufiger installierten Spiralwickelmembranen (SWM) einzusetzen, die aus polymeren Kunststofffolien hergestellt werden. Ziel des Forschungsvorhabens ist es zu untersuchen, ob und unter welchen Randbedingungen polymere Spiralwickelmembranen zur Milchproteinfraktionierng wirtschaftlich eingesetzt werden können. Es soll eine Einschätzung zur prozesstechnischen Optimierbarkeit der Trenneffizienz von SWM für das Fraktionieren von Milchproteinen vorgenommen werden. Darüber hinaus werden Konzepte zur Gestaltung von SWM mit längenunabhängigem Flux und besserer Eignung für die Milchproteinfraktionierung als handelsübliche SWM erarbeitet. Als Ergebnis soll ein modifiziertes SWM als Funktionsmuster entstehen, das eine erhöhte Trenneffizienz aufweist als konventionelle SWM.

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