Optimering av separation av vassleprotein

Transkript

1 Optiering av eparation av vaeprotein Projektaboration i enhetoperationer Proceteknik för bioteknik och ivedeindutrin Projektgrupp A: Handedare: Arvidon Bodi Oon Karoina Peterzon Anna Toic Aexander Nion Mattia

2 I Saanfattning Utrafitrering är en tryckdriven ebranproce o utnyttjar crofow-fitrering, dv. att födet går äng ed ebranet, ti kinad ot traditione fitrering, där födet är vinkerätt ot ebranet. Utrafitrering använd ti exepe för att ta tivara näringänen och proteiner från vae, en retprodukt från ottiverkning, å att dea kan använda o ivedetiat. Projektuppgiften betod av att effektiviera en utrafitreringanäggning för fratäning av vaeproteinkoncentrat WPC ed en proteinhat på repektive 7 % av torrubtaninnehået. För att genoföra detta tuderade recirkuationhatigheten och tranebrantrycket inverkan på pereatfuxet at kakottåndet i ebranet. Experient utförde vid 0, och, bar och vaeproteinhaten varierade, å att fuxet vid recirkuationhatigheterna 0,7 och, betäde för WPC8, %, at fuxet vid, för WPC %. De experientea reutaten viade att recirkuationhatigheten inte hade ika tor inverkan på fuxet o ett ökat. Detta tärk även i den ekonoika anayen o gjorde, där det var tora kinader i kotnad beroende på vika betingeer o har att. Sutaten bir att proceen kan förbättra ekonoikt o höj, eftero ebranytan och däred ebrankotnaden kan inka. En ökning av recirkuationhatigheten kue däreot ge ökade energikotnader för recirkuationpuparna.

3 II Innehå. Inedning.... Bakgrund.... Syfte.... Teori.... Vae.... Utrafitrering.... Inverkande paraetrar vid ebranfitrering Tranebrantryck Kritikt fux Teperaturen inverkan Koncentrationpoariation..... Fouing....4 Antaganden och ekvationer.... Saband för kotnadberäkningar på indutrie ebranproce Materia och etoder Förökupptäning Tiredning av vaeöning envattenfux....4 eynod ta.... Utförande och ätningar på vaeöning.... engöring eutat Experient Beräkningar av åriga kotnader Dikuion.... Experient.... Ekonoik anay.... Sutat eferener... 7 Biaga. Förökreutat... i Biaga. Beräkningar... iv. Beredning av vaeöning... iv. Beräkning av kontanter... v. Beräkning av ebranottåndet ed renvattenfux... vi.4 Beräkning av kakottåndet c...vii. Beräkning av av åriga kotnaderna i Matab...viii Biaga. engöringintruktioner... ix

4 . Inedning. Bakgrund Företaget AB Sep UPP tiverkar vaeprotein o äj för att använda i ivedeindutrin ed hjäp av en utrafitreringanäggning. Då priet på vaeprotein har junkit vi företaget ha hjäp ed att förbättra de inkade arginaerna för tiverkningen, geno att effektiviera den befintiga anäggningen. Företaget fratäer WPC och 7, det vi äga vaeproteinkoncentrat där repektive 7 % av torrubtanen utgör av protein. Saa proce har behandat även i tidigare årkurer och inför året projekt äte förra året rapporter igeno. Detta för att veta vika paraetrar o behöver optiera och underöka hur dea inverkar på procebetingeerna. Grupp A 004 gjorde en tudie o viade hur tranportottåndet i anäggningen varierade o funktion av tiden vid i övrigt kontanta betingeer. De gav förag på betingeer e avnitt., vika igger ti grund för året projektuppgift.. Syfte Den givna projektuppgiften gick ut på att förbättra procebetingeerna för utrafitrering ed en piotanäggning. Mået är att hitta ett bra ätt att optiera driftparaetrarna för att en å biig proce o öjigt ka erhåa atidigt o den ger en bra produkt. Proceen påverka av fera faktorer, ti exepe tranebrantryck, födehatighet, tranportottånd över ebranet och teperatur. Den här rapporten koer att fokuera på hur tranportottåndet och däred pereatfuxet varierar vid oika recirkuationhatigheten, tranebrantryck och vaekoncentrationer. För att kunna dra utater o hur de nända paraetrarna kan påverka procebetingeerna panerade en erie av experient, var reutat fungerade o underag för en dikuion o bättre procebetingeer. För att tärka teorin gjorde en ekonoik anay ed hjäp av Matab Teori. Vae Vae bida o biprodukt vid ottiverkning och innehåer upp ti 0 % av näringänena från jöken o använt ti oten. För att ta tivara på dea är det äpigt att utrafitrera vaen å att ärkit vaeproteinet kan använda för vidare foruering i ti exepe produkter ed åg fetthat. För detta ändaå tiverka vaeproteinkoncentrat whey protein concentrate, WPC i hater ean % och 8 % protein i förhåande ti den totaa ängden torrubtan. Vaen åte förbehanda innan den utrafitrera, ti exepe ed ikrofitrering för att avägna ikroorganier och fett. Geno att utrafitrera vae avägna inte bara vätka utan ockå at och akto.. Utrafitrering Utrafitrering utgör tiaan ed ikrofitrering, nanofitrering och ovänd oo en av de viktigate indutriet använda tryckdrivna ebranproceerna. Utrafitrering är en kona etod att koncentrera akrooekyer, då proceen går att genoföra vid reativt åg teperatur. De tryckdrivna ebranproceerna kijer ig från traditione fitrering där födet o ka fitrera är vinkerätt ot fitret, edan födet i ett ebranfiter fyter uted ebranet å kaad crofow-fitrering. Se figur... Detta reducerar uppbyggnaden av

5 4 en kaka på ebranet, viket är ett tort probe vid traditione fitrering, eftero fitret då täpp igen. Efter hand o feedtröen fyter uted ebranet paerar de oekyer o är tiräckigt å geno ebranet och utgör pereatet. De oekyer o hå tibaka på grund av in torek kaa retentat. En viktig egenkap ho ett ebranfiter är de fux, viket definiera o voyfödet per areaenhet ebran och tidenhet, exepevi *, eer *h. Ett högt fux innebär att ebranytan för en ebranproce kan inka, och ed den även kotnaden. Figur... Principen för crofow-fitrering. Inverkande paraetrar vid ebranfitrering.. Tranebrantryck Tranebrantrycket är den drivande kraften vid utrafitrering. betä av det tryck o råder över ebranet, en differen ean det tryck o finn inuti fibern P och P och det o finn utanför P. Se figur... Den drivande kraften er ti att pereat, at uto protein, tryck ut geno porerna. På grund av rörtröning ker atid ett tryckfa över fibern, ju ägre tryck deto indre pereat driv ut. Ett högre föde ger en högre hatighet geno fibern viket ökar tryckfaet. Figur... beror av P, P at P och är den tryckkinad o upptår över ebranet väggar... Kritikt fux Den grän för då fuxet inte ängre höj trot att trycket öka kaa för kritikt fux och är en viktig paraeter att beakta. För en effektiv proce bör an igga trax under det kritika fuxet, viket regera ed hjäp av föde och tryck. Trägårdh Gun, Baic principe and ebrane yte,: Nion Mattia M.Sc.,Che.Eng. Div. of Food Engineering, Lund Univerity

6 .. Teperaturen inverkan Utrafitrering kan köra vid en åg eer hög teperatur där det finn fördear och nackdear ed båda nivåer. Vid 0 C kräv det uppvärning av vaeöningen, viket är extra tidkrävande edan vid 0 C kan öningen ta ut från kyen och fitreringen tarta direkt. En förde ed 0 C är att vikoiteten inkar och vätketröningen i fibrerna får ett inkat ottånd...4 Koncentrationpoariation Vid upptart aa partikar och proteiner vid ebranet yta och bygger ucceivt upp en beäggning, den å kaade kakan. Ett ägre inkar kakbidning edan ett för högt bidrar ti bockering av porerna. Födet i ebranfibrerna påverkar ockå tjockeken på den kaka o bygg upp på ebranet yta, ett högre föde ger en högre kjuvkraft ot kakan yta och partikar från kakan tranportera bort. 4 Se figur... Figur... Scheatik bid över hur kakbidning ker. Tjockeken av kakan beror av WPC-hat proteinkoncentration. Deuto ker en bakdiffuion av proteinöning ti buken. Denna preiera av högre diffuivitet o få vid en högre teperatur... Fouing Mebranfitrering är känigt för fouing, det vi äga avagringar o förorenar fitret. Fouing påverkar ebranfuxet negativt geno att avagringar på ebranytan och eventuet ockå i porerna eder ti ett inkat genoföde. Även ebranet eparationegenkaper förändra ti det äre. Fouing oraka av ineraer o kaciu, at av proteiner och fett. För att undvika fouing från kaciufofat bör vae o ka utrafitrera vära ti ca C i en havtie för att fäa ut kaciufofat o annar fä ut på ebranet. Graden av fouing beror på den fitrerade öningen koncentration, en hög proteinkoncentration i det ingående födet är en tor käa ti fouing då porerna i ebranet täpp igen och eparationen förära från början. Även ph har en negativ inverkan, ett änkt ph orakar fouing geno att vaeproteinerna denaturerar. 7 Nion Mattia M.Sc.,Che.Eng. Div. of Food Engineering, Lund Univerity 4 Keer, H.G. Food and Bioproce Engineering, Dairy Technoogy : N.M. D Souza och D.E.Wiey, Whey utrafitration: Effect of operating paraeter on fux and rejection Trägårdh Gun, Baic principe and ebrane yte :, 4 7 Keer, H.G. Food and Bioproce Engineering, Dairy Technoogy : 7

7 .4 Antaganden och ekvationer För att förenka beräkningarna anta pereatet egenkaper vara ikvärdiga ed vatten och åede att feed-tröen endat betår av vatten och protein. A eventue fouing koer därför anta vara ett verk av proteiner och ingen förbehanding av öningen kräv. För att beräkna kakottåndet enigt kakodeen ekvation betäde vikoiteten för vatten vid oika teperaturer och tabeerade värden 8 anpaade ti en andragradekvation. Anpaningen kan e i nedantående figur..8 x 0- Kurvanpaning av vikoitet ot teperatur..4 vikoitet Pa* teperatur ºC Figur.4 Kurvanpaning av vikoitet ot teperatur. Kurvan har ekvationen Y,8498*0^-7x^-4,77*0^-x+0, O eynod ta undertiger 000, enigt ekvation, är tröningen ainär. Beräkningar på recirkuationhatigheterna tyrker att tröningen i aa förök är ainär, e tabe.. För beräkningar e biaga. V D fiber e υ där υ är den kineatika vikotiteten kvoten ean den dynaika vikoiteten och deniteten, v hatigheten i fibrerna och D fiber är fiberdiaetern. Fitreringen anta föja kakodeen enigt ekvation. c + [tonår* ] där är den dynaika vikoiteten, c är ottåndet orakat av kakan och ottåndet orakat av ebranet. Beräkningar återfinn i biaga. och.4. beräkna enigt ekvation. är tranebrantrycket, den drivande kraften, och få ur ekvation 4. 8 Foreaing Tranportproceer, Keik apparatteknik

8 7 Vid betäning av renvattenfuxet kan ebranottåndet betäa då kakottåndet c ätt ti no. beräkna enigt ekvation 4. P + P P 4 Där P och P är trycken in repektive ut ur oduen och P är trycket utanför fibrerna, atofärtryck.. Saband för kotnadberäkningar på indutrie ebranproce För en ekonoik anay av ebranproceen använde en fiktiv tretegproce enigt figur.. Figur... Scheatik bid över fiktiv tretegproce. Vid anayen beräknade den åriga ebrankotnaden och pupkotnaden enigt ekvationer - i Matab Se även biaga Hur tort fux o erhå beror på, födet vikoitet och tranportottåndet. Tranportottåndet koer att variera äng ed proceen då de värde ökar ed ökad WPC-hat. Hur tranportottåndet varierar ed WPC-haten varierar ean oika recirkuationhatigheter. Geno experientet arbete bör därför kurvor kunna anpaa o viar tranportottåndet o funktion av WPC-haten vid oika recirkuationhatigheter. I detta projekt använde experientea reutat. Fuxet för WPC 8. och vid hatigheten. anpaade injärt i Matab och gav injen: Fux -0,007 %+,. Se figur..

9 8. Fux o funktion av -haten. Fux hat % Figur..: Linjär regreion i Matab. Funktionen använde ti att få ut fux för de godtyckigt vada WPC-haterna, och. De erhåna fuxen.*0 -,.4*0 - repektive.*0 - använde därefter för att betäa ebranarean för varje teg ed ekvation. teg A teg fux teg Hur ånga oduer o kräv för att erhåa rätt ebranarea beror på hur tor antearea varje enkid odu bidrar ed. Antaet beräkna ed ekvation 7. teg Ateg 7 A od u I en torkaig proce finn två typer av pupar o bidrar ti energikotnader. De finn en å kaad booter pup i börjar av proceen o betäer trycket. Effekten av denna pup betä ed ekvation 8, där är tryckkinaden o pupen bidrar ti och η är pupen effektivitet. F in är det totaföde per år i kg o går in i proceen. Fin * E0 [W] 8 η Den andra typen av pup är recirkuationpupar var uppgift är att recirkuera retentatet i varje teg. Varje recirkuationpup ger ett vit pereatföde o beror av WPC-hat x, proteinhaten i infödet C prot, torrubtanhat i infödet C t at koncentrationen av

10 9 torrubtan ut i pereatet C. Satiga ange i enheten [%]. Pereatfödet för varje pup beräkna ed ekvationerna 9- Fin * C t C prot 9 * C Fin * Ct C prot * C 0 Fin * Ct C prot + * C Kraften o dea pupar åte övervinna är tryckfaet över oduen at de engångottånd o upptår vid in- och utgång ti och från oduen på grund av kinader i rördiaeter. Effekten av recirkuationpuparna beräkna enigt ekvationer -4 där tryckfaet är ett uppätt värde vid hatigheten. och anta vara kontant över aa oduer. I detta tryckfa ingår då engångottånd och tryckfa på grund av rörtröning. fiber tår för recirkuationfödet i i varje fiber och anta vara kontant. fiber * * P E η fiber * * P E η fiber * * P E 4 η Geno att utipicera varje effekt ed antaet tiar per år o proceen kör och dividera ed 000 å få de i enheten kwh, där det har antagit att proceen kör 0 dagar o året och 0 tiar per dygn. Den totaa pupkotnaden beräkna edan enigt ekvation och där kotnaden per kwh är 0,90 kr. E tot E + E + E + [kwh] 0 E E * 0.90 [kr] kotnad E tot

11 0. Materia och etoder. Förökupptäning Den använda oduen är en håfiberodu ed paraea fibrer.. Feed tank. Väreväxare. Pup 4. Tryckätare, P. Mebranodu. Tryckätare, P 7. Pereatbehåare 8. Venti 9. Födeätare Figur.. Förökupptäning. Tiredning av vaeöning De tre experienten utförde på iter öning. Vid de två förta experienten tiredde öningen ti en vaekoncentration på 8.%, viket otvarar koncentrationen på äkta vae, och vid det tredje ti %, för att kunna jäföra hur en högre koncentration påverkar tranportottåndet. Denna öning bandade ti av vatten och ett vaeproteinkoncentrat betående av 9% vaeprotein. En WPC-hat på 8. otvarar en proteinhat på 0.%. 9 För att få en hoogen öning tiredde bandningen dagen innan aborationen och förvarade i kykåp över natten. För beräkning e biaga.. Tabe.. Tiredning av öning ed WPC-hat 8. % och % WPC-hat % Maa torrubtan g Maa vatten kg Tota voy 8, 89 4,9 4,48 9 Göta Byund, Dairy Proceing Handbook, Tetra Pak Proceing Syte AB, Lund, 99

12 . envattenfux Innan varje fitrering av vaeöning utförde ett tet på renvattenfux för att kontroera att ottåndet o ebranet utgör hö ig någorunda kontant och däred att rengörningen hade yckat..4 eynod ta För att bekräfta ainär tröning i fibrerna beräknade eynod ta enigt ekvation Tabe.. eynod ta vid de oika födena Hatighet eynod ta 0,7 8,. Utförande och ätningar på vaeöning Laborationen utförde enigt den fraarbetade experientea panen. Grupp A 004 utförde ina experient vid 0 C och en hatighet på 0,7 ed tota recirkuation. WPChaterna åg på 8., 0 och % där den förta och ita var intreant att jäföra ed. vid dea två WPC-hater åg på 0,4 bar. För att utvecka dera proce tuderade hur tranportottåndet och däred pereatfuxet påverkade vid två oika recirkuationhatigheter, 0,7 och,, två oika, 0, bar repektive, bar at två oika WPC-hater, WPC 8, och WPC. Teperaturen atte ti 0 C, för att undvika utfäning av kaciufofat på ebranet. Lägre hatighet ed högre anta eda ti den biigate proceen. Kakottåndet vid repektive hatighet tuderade för att kunna verifiera antagandet att ett högre föde inkar koncentrationpoariationen. WPC 8. fitrerade vid båda recirkuationhatigheterna edan WPC endat fitrerade vid,. Experienten tartade vid ågt, då teady-tate vid tart- anåg vara uppnått höjde. Tiden 0 atte ti tidpunkten efter att pupen tartat och hea oduen bivit vattenfyd. Med jäna tidinterva äte atiga paraetrar av intree av, enigt nedantående tabe, och noterade. Föröket avbröt då teady-tate vid ut- uppnått. För förökreutat e biaga. Tabe.. Aväta paraetrar Paraeter Anay Tid Mätte ed tidtagarur Teperatur Mätte ed digita teroeter på retentattröen. Tryck Aväte på tryckätarna beägna på båda idor o ebranoduen P och P. etentatföde Aväte på födeätare Peretaföde Under inuter aade pereat upp i en eparat behåare och ätte vouetrikt.

13 . engöring engöring av oduen gjorde efter varje avutat förök. Vid rengöring använde rengöringedet Divo 08, ett kuande, baik äne o använd vid rengöring av utrafitreringebran. Medet innehåer kaiuhydroxid, fofater och anjonika tenider o effektivt öer upp proteiner och fetter o anaat på ebranet at förebygger bidandet av kakavagringar 0. För rengöringintruktioner e biaga. 4. eutat 4. Experient eutaten från aborationen redovia i nedantående grafer och tabeer. De noterade fuxen i tabeerna är de fux då teady-tate antog vara uppnått envattenfuxet varierade reativt ycket ean föröken viket tyder på att ebranet har utgjort oika tora ottånd vid atiga experient. Detta kan bero på att vikoiteten varierade ean renvattenfuxätningarna eftero den är teperaturberoende. Fibrerna i oduen kan ockå vidga ig ti föjd av rengöring, och på å ätt öka ebranarean viket tiåter ett törre fux att paera. Tabe 4.. eutat från betäning av ebranottånd ed renvattenfux Exp. Hatighet WPChat *0 - Pa Fux h Fux*0 * *0 - *0 -, edevärde 0,7 8, , 8, , I figur 4. redovia pereatfuxet variation ed tiden. De röda injerna repreenterar edevärdet på de fux o använd vid beräkning av teady-tate-fuxet. Vid tidpunkt.9h genoför en ökning av från 0.*0 Pa ti.0*0 Pa. Övriga betingeer är WPC8., en hatighet på 0,7 och en edeteperatur på.9 C innan tryckhöjningen och en edeteperatur på. C efter tryckhöjningen. 0 Produktbad: Divereyever Divo 08

14 Pereatfuxet variation ed tiden 4 Pereatfux h tid h Figur 4.. Pereatfuxet o funktion av tiden, experient. I figur 4. redovia pereatfuxet variation ed tiden. De röda injerna repreenterar edevärdet på de fux o använd vid beräkning av teady-tate-fuxet. Vid tidpunkt.h genoför en ökning av från 0.*0 Pa ti.0*0 Pa. Övriga betingeer är WPC8., en hatighet på, och en edeteperatur på. C innan tryckhöjningen och en edeteperatur på.9 C efter tryckhöjningen. Pereatfuxet variation ed tiden 0 Pereatfux h tid h Figur 4.. Pereatfuxet o funktion av tiden, experient. I figur 4. redovia pereatfuxet variation ed tiden. De röda injerna repreenterar edevärdet på de fux o använd vid beräkning av teady-tate-fuxet. Vid tidpunkt.h genoför en ökning av från 0.*0 Pa ti.*0 Pa. Övriga betingeer är WPC, en hatighet på, och en edeteperatur på. C innan tryckhöjningen och en edeteperatur på.7 C efter tryckhöjningen.

15 4 Pereatfuxet variation ed tiden 0 9 Pereatfux h tid h Figur 4.. Pereatfuxet o funktion av tiden, experient. Tabe 4.. eutat från betäning av kakottånd vid de oika hatigheterna Exp. Hatighet WPChat *0 - Fux Fux*0 c *0 - Pa *h * 0,7 8, ,7 8, , 8, 0...., 8, , , Beräkningar av åriga kotnader Värdena i tabe 4. beräknade ed ekvation e ektion.. och för att få en tota ebranarea uerade areorna för de enkida tegen. Den dagiga ebrankotnaden per 000 anta vara denaa från år 00 och bir däred 49krdygn. Eftero den totaa ebranarean i detta projektet proce är 4.*0. Detta ger en kotnad på kr per dygn och en årig kotnad på 94 krår. Mebrankotnad Tabe 4.. Årig ebrankotnad Steg Mebranarea Tota ebranarea kr.*0.4*0 4.*0. *0 4.0 När det koer ti beräkningar för pupkotnader har experient viat att födehatigheten inte har någon törre inverkan på fuxet, därför anta det i beräkningarna att fuxet är detaa vid 0.7 o vid.. Däreot har födet en tor inverkan på pupkotnaderna och det är därför intreant att jäföra dea två födehatigheter i tabe 4.4 och 4..

16 Tabe 4.4. Årig pupkotnad ed hatighet 0.7 Pup Årig energiåtgång per pup kwh Årig tota energiåtgång kwh booter 4.7*0.0*0 4.8*0.*0 Pupkotnader kr 8.*0 7.7*0 Tabe 4.. Årig pupkotnad ed hatighet. Pup Årig energiåtgång per pup kwh Årig tota energiåtgång kwh booter 4.*0.0*0 8.*0.4*0. Dikuion Pupkotnader kr.7*0.4*0. Experient En jäföree ean recirkuationhatigheten 0,7 och, vid WPC 8, % e biaga för förökreutat viar på ett högre fux vid den ägre recirkuationhatigheten, edan det förväntade förhåandet är det ovända. Detta tro bero på att ebranet tatu varierade från dag ti dag och att ebranottåndet var ägre den dagen experientet ed ägre recirkuationhatighet utförde. Vid aa tre experienten dubbade efter att fuxet vid det ägre tabiierat ig. Däred ökade fuxet, het i överentäee ed teorin. Vid WPC % bev fuxet ägre än vid WPC8, % o utförde ed aa recirkuationhatighet, och, detta på grund av den högre vaeproteinkoncentrationen, o gjorde att det fann indre vatten att avkija från öningen. En tjockare kaka på ebranet ti föjd av den högre WPC-haten bidrog ockå. Vid det ägre trycket ökade fuxet ed tiden, trot att det enigt teorin kue ha junkit. En förkaring kan vara att proteinpuvret inte öt ig het i vattnet innan fitrering påbörjade och att det öte upp under fitreringen. Steady-tate infann ig endat vid 0,, vid recirkuationhatigheterna 0,7 och,, WPC8,. I övriga fa fann inte tid nog att vänta ti teady-tate inträtt. Ur tabe 4. kan utäa att kakottåndet ökar ed ökat föde vid WPC 8, %, viket är tvärteot vår hypote. Vid WPC8, %, recirkuationhatighet 0,7 och vid WPC %, recirkuationhatighet, inkade kakottåndet ed ökat. Även detta var oväntat, då ett högre anta ge törre igenättning av porer i ebranet och däred ett törre kakottånd. Satiga experient uppviade ett egendoigt uppförande efter höjning av, näigen att fuxet ökade ed tiden, itäet för att junka. Det tyck finna ett aband ed att teperaturen på vaeproteinöningen generet ökade en eer ett par grader ed ökat, ed inkad vikoitet o reutat. En ägre vikoitet eder ti ett ökat fux geno en ökad aöverföring ti ebranet.

17 . Ekonoik anay Pupkotnaden utgör en tor kotnad och uppkatta ti ungefär 0 % av ett företag driftkotnad. Därför är det önkvärt att föröka änka pupkotnaden utan att produktiviteten påverka negativt i at för tor utträckning. äfört ed ex-tegproceen år 00 i grupp A: rapport har priet per kwh höjt från 0.8 krkwh ti 0.90 krkwh en o vi räknar ed dera pri å har vår tre-teg proce haverat kotnaderna för puparna från dera kr ti 4 00 kr. Då vi jäför kotnaderna ti föjd av oika recirkuationhatigheterna 0.7 och. ger en dubbing av recirkuationhatigheten även en dubbing av pupkotnaderna från 7.7*0 kr ti.4*0 kr. Den andra tora kotnaden i en UF-anäggning, o nände ovan, utgör av ebrankotnader. Då ebranen endat har en begränad ivängd åte dea byta ut ed jäna eanru. Anedningen ti detta beror på att avagringar och utfäningar bida på ebranytan, och då dea avägna ed hjäp av keika ubtaner förkorta ivängden. Användandet av keikaier är dock nödvändigt för att bibehåa ebranet effektivitet. Även ett högt, o ger ett högre fux, förkortar ivängden och här får en avvägning göra ean fuxet torek och ebranet ivängd. O antagandet gör att fuxet dubbera ed ett dubbet. bar, å havera ebranytan från 49 vid 0. bar ti 4 vid. bar. Däred havera även kotnaderna vid denna tryckhöjning. eutaten viar att det är er ekonoikt att höja än att öka recirkuationhatigheten därför att en höjning av recirkuationhatigheten eder ti höjda pupkotnader utan törre inverkan på fuxet. Med ett ökat kan däreot kotnaden för ebranytan inka, edan pupkotnaden inte tiger å ycket o vid ökad recirkuationhatighet.. Sutat I atiga experient edförde en dubbering av tranebrantrycket att fuxet ökade ed ca 00 %, viket ger en produkt ed bättre kvaitet. Deuto inkar ebranytan ti häften viket ger inkad kotnad. eutaten indikerar även att en ökning av recirkuationhatigheten endat har en iten påverkan på pereatfuxet. Denna obervation tyder på att recirkuationhatigheten bör håa åg i proceen då detta reducerar pupkotnaderna o annar utgör en tor de av de totaa driftkotnaderna. Sutaten av dea iakttageer viar att procebetingeerna kan förbättra geno att åta ebranproceen äga ru under betingeer ed högt tranebrantryck och åg recirkuationhatighet. Detta förfarande inkar driftkotnaderna och ökar arginaerna.

18 7 7. eferener Byund Göta, Dairy Proceing Handbook, Tetra Pak Proceing Syte AB, Lund, 99 D'Souza, N.M and Wiey, D.E Whey Utrafitration: Effect of operating paraeter on fux and rejection. Proceeding of the th Internationa Mebrane Science and Technoogy Conference, Sydney, Autraia, 00 Keer, H.G, Food and Bioproce Engineering, Dairy Technoogy, Verag A. Keer, München, 00 Trägårdh Gun, Baic principe and ebrane yte. Proceeding of FAO Expert Conutation on Appication of Mebrane Fitration Technoogy to Food Proceing in Deveopent Countrie, oe, Itay, 997 Produktbad: Divereyever Divo 08 Projektuppgift: Optiering av eparation av vaeprotein, biaga Foreaing Tranportproceer, Keik apparatteknik

19 i Biaga. Förökreutat Experient envattenfux Tep C Pin bar Pbakbar Föde in Fux in Fux h 9 0,8 0, 0,0 47, 9 0,8 0, 0,0 0 48,0 0,8 0, 0,0 0 4,7 Proteinöning Inföde: 0 in Teperatur: 0 C Baktryck: e tabe WPC: 8, Tid in Tep C Pinbar Pbakbar Föde in Fux in Tid h 0 0,8 0, 9, ,8 0, 9,8 0 0, 0 0,8 0, 9,8 4 0, 0 0,8 0, 9,8 4 0, 40 0,8 0, 9,8 40 0,7 0 0,8 0, 9, 40 0,8 0 0,8 0, 9,8 40,0 70 0,8 0, 9,8 40, 80 0,8 0, 9,8 40, 90, 0,8 9,8 70, 00, 0,8 9,8 7,7 0, 0,8 9,8 7,8 0, 0,8 0,0 7,0 0, 0,8 9,8 7, 40, 0,8 9,8 7, 0, 0,9 9, 80, 0, 0,9 9, 80,7 Experient envattenfux Tep C Föde Pin bar Pbakbar in Fux in Fux h 4 0,8 0, 0,0 49,7 0,7 0,8 0, 0,0 40, 0,8 0, 9,8 40 0,0,7 0,8 0, 9, 40 0,0, 0,8 0, 9, 40 0,0

20 ii Proteinöning Inföde: 0 in Teperatur: 0 C Baktryck: e tabe WPC: 8, Tid in Tep C Pinbar Pbakbar Föde in Fux in Fux h Tid h 0 0,7 0,4 0,0 4, 8, 0 0 0,7 0,4 0,0 8, 7,9 0, 0 0,7 0,4 0,0,8 7,4 0, 0,7 0,4 0,0 4,0 7, 0, 4 0,7 0,4 0,0,0 7, 0,8 0,7 0,4 0,0, 7, 0,9 0,7 0,4 0,0, 7,, 7 0,7 0,4 0,0 4, 7,, 8 0,7 0,4 0,0 4, 7,,4 9 0,7 0,4 0,0,7 7,, 0 0,7 0,4 0,0 4, 7,,8, 0,9 0,0 0,,,9, 0,9 0,0 0,,8,, 0,9 0,0 04,0,9, 4, 0,9 0,0 04,4,9,4, 0,9 0,0 0, 4,, 0 4, 0,9 0,0 07,9 4,,4 4, 0,9 0,0 07,9 4,, 4, 0,9 0,0 09,0 4,,8 4, 0,9 0,0 0, 4,7,9 4 4, 0,9 0,0 0, 4,8 4, 4, 0,9 0,0,4 4,9 4, Experient envattenfux Pin Föde Fux Tep C bar Pbakbar in in Fux h 9 0,8 0, 8,4 40,0 0,0 0 0,7 0, 8,4 47, 8, 0 0,7 0, 8, 4,, 0 0,7 0, 8, 44,, 0 0,8 0, 8, 48,,8 Proteinöning Inföde: 0 in Teperatur: 0 C

21 iii Baktryck: e tabe WPC: Tid Fux Fux in Tep C Pinbar Pbakbar Föde in in h Tid h 0 0,9 0, 0,0 0,0 4, ,9 0, 9,8 8,,8 0, 0 0,9 0, 9,8 9,,9 0, 0 0,9 0, 9,8 9,7 4,0 0, ,9 0, 9,8 9,9 4,0 0,7 0 0,9 0, 9,8 0, 4,0 0, ,9 0, 9, 0,9 4,, ,9 0, 9,,0 4,, 80 0,9 0, 9,8, 4,, ,9 0, 9,8, 4,, ,9 0, 9,8, 4,, ,9 0, 9,,8 4,4, ,9 0, 9,8, 4,, ,9 0, 9,8, 4,4, ,9 0, 9,8, 4,, 0 0 0,9 0, 9,8,4 4,, 0 0 0,9 0, 9,8,7 4,, ,9 0, 9, 4,4 4,, ,9 0, 9,, 4,4,0 00,4 0,8 9,8 74, 9,9, 0,4 0,8 9, 74,4 9,9, 0,4 0,8 9, 7, 9,,7 0,4 0,8 9, 7, 9,,8 40,4 0,8 9, 7,8 9,8 4,0 0,4 0,8 9, 7, 0, 4, 0,4 0,8 9, 7,4 0, 4, 70,4 0,8 9, 7, 0, 4, 80, 0,8 9, 77,8 0,4 4,7 90,4 0,8 9, 74, 9,9 4,8

22 iv Biaga. Beräkningar. Beredning av vaeöning Ande vaeprotein i vae: 0, % I 000 g vae finn åede, g vaeprotein. Tota ande torrubtan i vae: 0,4 %, dv. av 000 g vae utgör 4 g av torrubtan., Av torrubtanen utgör vaeprotein en ande av 0, 08 atå 8, % av torrubtanen, 4 den å kaade vaeproteinkoncentrationen, WPC. eten av torrubtanen, o inte utgör av vaeprotein, väger åede: 4 g,g 8, g, viket innebär,8 % av vaen Ande vaeprotein i vaeproteinpuver koncentrerat vaeprotein: 9 % 000 g vaeproteinöning vaeproteinpuver pu vatten ka innehåa, g vaeprotein för att otvara vae ed WPC 8, %.,g För att kapa 000 g vaeproteinöning behöv,9g vaeproteinpuver och 0,9 994,09 g vatten. Detta kan foruera o föjer: protein protein protein protein + 0,08 + 0,08 + t ickeprotein protein totat protein vatten vaepuver + protein Beräkningarna utförde på aa ätt för båda WPC-haterna ρ 000kg V öning öning protein protein + vatten 0,00 protein + vatten kg, protein 0,00 0,08kg torrub tan 0,08 0,0887kg 0,9 Byund Göta, Dairy Proceing Handbook, tabe. :

23 v. Beräkning av kontanter Experientet utförde på två recirkuationföden geno oduen. Nedan via beräkningar för födet 0 in. Motvarande beräkningar gjorde för 0 in. recirk in 0,7 0 4 A tvärnitt π r fiber n antafiber 0,00 π,0 4 V fiber A recirk tvärnitt,7 0, ,744 V D e 0 in υ fiber 0,744 0,00 7,7,08 0 e in 94,4 e 0 in,

24 vi. Beräkning av ebranottåndet ed renvattenfux.7 *0.*0.*0.*0.*0 *8*0. *0 0.*0 0., in, 0.*0 * *0.*0 0.* , in, 0.*0 *7 *0.7 *0 0.* , in, *0 0., in, 0.* , in, 0.7 * , in, vatten vatten vatten vatten vatten vatten ede bar bar bar Pa Pa Pa bar bar bar

25 vii.4 Beräkning av kakottåndet c *0.*0 *9*0.8*0.0 *0 *, in, 0. *0.*0 *7*0.*0 0.0*0 *, in, 0.7 *0.*0 **0.8*0.0*0 * 8., in, 0.*0.*0 *78*0.*0 0.*0 * 8., in, 0.8*0.*0 *9 *0 4.*0.0*0 * 8., in, 0.9 *0.*0 *8*0.0*0 0.*0 * 8., in, *0.0, in, 0.*0 0.0, in, 0.8*0.0 8., in, 0.* , in, 0 4.*0.0 8., in, 0.0 * , in, 0 + öning c öning c öning c öning c öning c öning c c öning öning öning öning öning öning Pa Pa Pa Pa Pa Pa bar bar bar bar bar bar

26 viii. Beräkning av åriga kotnaderna i Matab. %ppereatföde h %totaföde in i kg o an jobbar 0h per dygn i 0 dygn %Ctande torrubtan i inföde i procent %Cprot proteinhat in i procent %Cp koncentration av torrubtan ut i pereatet i procent, anta %kontant %fuxpereatfuxet i h %Ategtotaa arean i ett teg i %anta oduer i ett teg %pffriktiontryckfaet i Pa %nypupeffektiviteten 0.*0^ ny0.7; 7.94;%i kg per ek Cprot0.00; Ct0.0;% i procent Cp0.078; 0.; 0.; 0.; fux.*0^-; %från inj anpaning ti exp reutat.i SIenhet fux.4*0^-; fux.*0^-; fiber.*0^-4; %^ otvarar 0in anta vara aa i aa fiber detaptot0.*0^;%uppätt värde vid 0 in, vi antar aa tryckfa över aa tre oduer p**ct-*cprot*cp p**ct-*cprot*cp-p p**ct-*cprot*cp-p+p Apfux Apfux Apfux AtotA+A+A A0.4 %anta oduer A0.4 A0.4 E0*ny000*0*0000 % i kwh Efiber**detaptotny*0*0000 % i kwh Efiber**detaptotny*0*0000 Efiber**detaptotny*0*0000 EffektotE0+E+E+E %effekt i kwh kotnadeffektot*0.9 %0.9 är kotnaden per kwh

27 ix Biaga. engöringintruktioner engöring ker vid 0 C för att erhåa bäta öjiga effektivitet. OBS! Vid rengöring använd inget baktryck.. Tö oduen ucceivt geno att tiätta ett varvattenföde ti oduen.. ecirkuera varvatten i in vid 0 in.. Tö tanken het från vatten. Vid ny upptart dupa det förta retentatet och pereatet tag ut bottenventien. ecirkuera edan vatten i 0 inuter vid ca 0 C och in. 4. Tö köjvatten och ätt i bottenventi. Vär upp vatten ti 0 C och tiätt nu rengöringedet Divo 08 ucceivt ti en utig koncentration av 0.9% vv. recirkuera vid 0 C, 0 in i 40 inuter. Upprepa teg -. OBS! Tiätt ej vatten varare än 0 C. Sköj ytterigare o ebranet inte ane fritt från rengöringede. Kontroera att rengöringen fungerat tifredtäande geno att äta vattenfux. O oduen ej ka använda ino 4h. ka ebranet förvara i 0,0% natriuvätefofitöning för att förhindra bakterietiväxt.