1. IntroductionFouling is the major

1. Introduction
Fouling is the major drawback in membrane (micro-) filtration of milk and other protein/particle
containing solutions. The buildup of a deposit layer not only reduces the permeate throughput due to an
additional filtration resistance, but also alters the separation characteristics of the system. Often the
deposit layer can be considered as a secondary membrane, which dominates the fractionation process.
Therefore, an understanding of the deposit layer structure - filtration performance relationship is a key
factor in the optimization of membrane fractionation processes. The decisive properties of the deposit
layer concerning filtration resistance and particle retention are layer thickness, porosity and
compressibility. Apart from the hydrodynamic conditions in the membrane channel, colloidal substratemembrane
and protein-protein interactions determine the formation and the properties of a deposit layer.
For filtrations of model colloids such as latex spheres mathematical models were developed. The
models describe deposit layer thickness and porosity as a function of the drag force of the filtrate flow
compressing the filter cake and particle interaction forces. These forces can either be attractive or
repulsive depending on the nature of the particles and the environmental conditions [1]. For complex
protein solutions, such as milk, the modelling of the deposit layer properties is limited by an incomplete
understanding of the colloidal interactions between the deposited proteins.
Milk consists of various protein fractions: casein micelles (d50,3 = 180 nm, isoelectric point: pH 4.6)
and several whey proteins with different molecular weights (d = 2-6 nm, isoelectric point: pH ~ 5). In an
earlier work regarding the pH dependency of milk microfiltration flux during cross-flow filtration [2] we
showed that casein micelle interaction in the pH range, where constant micelle sizes are observed
(pH 5.9 - 6.8), can be described by a model which incorporates Van der Waals and electrostatic
interactions as well as hydrophilic and hydrophobic Lewis Acid Base interactions. In addition to
decreased electrostatic repulsion an acidification of milk from pH 6.8 to 5.9 leads to a strong reduction of
hydrophilic repulsion between casein micelles while the micelle size remains the same [2]. Less repulsion
between casein micelles in turn results in a flux drop. A basic problem in cross-flow filtration is that
changes in colloidal interaction e.g. by varying the pH inevitably lead to simultaneous changes in the
deposit layer porosity and the deposition probability and, thus, to a different layer composition. Therefore,
from cross-flow experiments direct conclusions towards the impact of colloidal interactions on deposit
layer porosity and compressibility cannot be drawn.
The aim of this study, therefore, was to investigate the impact of colloidal interactions between casein
micelles on the deposit layer compressibility, porosity and specific resistance under dead-end filtration
conditions were the layer composition is kept constant. The findings from these dead-end filtrations under
experimental conditions were then applied to cross-flow microfiltrations of skim milk. Thus, an overall
insight into the deposit layer structure during cross-flow microfiltrations can be derived and used to better
understand the process for the fractionation of milk proteins.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

1. บทนำFouling เป็นข้อเสียเปรียบสำคัญในกรองเมมเบรน (ไมโคร-) และอื่น ๆ ที่โปรตีนอนุภาคประกอบด้วยโซลูชั่น โลหิตของฝากชั้นไม่เพียงลด throughput permeate เนื่องการต้านทานการกรองเพิ่มเติม แต่ยัง เปลี่ยนแปลงลักษณะการแยกของระบบ บ่อยครั้งชั้นฝากถือได้ว่าเป็นเป็นรองเมมเบรน ที่กุมอำนาจกระบวนการแยกส่วนดังนั้น ความเข้าใจเกี่ยวกับโครงสร้างชั้นฝาก - กรองประสิทธิภาพสัมพันธ์เป็นคีย์ปัจจัยในการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการแยกส่วนของเยื่อ คุณสมบัติของการฝากเงินเด็ดขาดเกี่ยวกับการรักษาความต้านทานและอนุภาคกรองชั้นเป็นชั้นหนา porosity และcompressibility จากเงื่อนไขในช่องเมมเบรน colloidal substratemembrane hydrodynamicและโต้ตอบโปรตีนโปรตีนกำหนดการก่อตัวและคุณสมบัติของชั้นฝากมีพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับ filtrations ของคอลลอยด์แบบจำลองเช่นยางทรงกลม ที่รูปแบบอธิบายความหนาชั้นฝากและ porosity เป็นฟังก์ชันของแรงลากไหลสารกรองบีบอัดกรองเค้กและอนุภาคโต้ตอบกองกำลัง กองกำลังเหล่านี้อาจจะน่าสนใจ หรือrepulsive ขึ้นอยู่กับลักษณะของอนุภาคและสภาพแวดล้อม [1] สำหรับจำนวนเชิงซ้อนโซลูชั่นโปรตีน เช่นนม การสร้างแบบจำลองของฝากชั้นคุณสมบัติถูกจำกัด ด้วยที่ยังไม่สมบูรณ์ความเข้าใจของการโต้ตอบ colloidal ระหว่างโปรตีนที่นำฝากน้ำนมประกอบด้วยโปรตีนต่าง ๆ เศษ: micelles เคซีน (d50, 3 = 180 nm จุด isoelectric: pH 4.6)และโปรตีนจากนมหลาย มีน้ำหนักโมเลกุลที่แตกต่าง (d = 2-6 nm จุด isoelectric: pH ~ 5) ในการก่อนหน้านี้ทำงานเกี่ยวกับการพึ่งพาค่า pH ของนม microfiltration ไหลระหว่างการข้ามขั้นตอนการกรอง [2] เราพบว่าเคซีน micelle โต้ในช่วง pH ที่พบขนาด micelle ที่คง(pH 5.9-6.8), สามารถอธิบาย โดยแบบจำลองความ Van der Waals และไฟฟ้าสถิตโต้ตอบตลอดจนโต้ตอบฐานกรดลูอิส hydrophilic และ hydrophobic นอกลด repulsion สถิตการยูนมจาก pH 6.8-5.9 เป้าหมายเพื่อลดความแข็งแรงของrepulsion hydrophilic ระหว่างเคซีน micelles ในขณะที่ขนาด micelle ยังคง เดียวกัน [2] Repulsion น้อยระหว่างเคซีน micelles ในผลลัพธ์ในหยดไหล ปัญหาในระหว่างขั้นตอนการกรองพื้นฐานคือเปลี่ยนแปลงโต้ตอบ colloidal เช่นโดยแตกต่างกันย่อมนำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงใน pHฝาก porosity ชั้นและความน่าเป็นสะสม และ จึง องค์ประกอบของชั้นต่าง ๆ ดังนั้นจากบทสรุปการทดลองข้ามกระแสโดยตรงต่อผลกระทบของโต้ colloidal เงินฝากไม่ออกชั้น porosity และ compressibilityจุดมุ่งหมายของการศึกษานี้ ดังนั้น มีการ ตรวจสอบผลกระทบของการโต้ตอบระหว่างเคซีน colloidalmicelles compressibility ชั้นฝาก porosity และความต้านทานจำเพาะภายใต้กรอง dead-endเงื่อนไขมีองค์ประกอบชั้นอยู่คง ผลการวิจัยจาก filtrations dead-end เหล่านี้ภายใต้เงื่อนไขการทดลองถูกนำไปใช้แล้วให้ข้ามขั้นตอน microfiltrations นม skim ดังนั้น โดยรวมลึกเข้าไปในโครงสร้างชั้นฝากในระหว่างข้ามขั้นตอน microfiltrations สามารถสืบทอดมา และใช้ดีกว่าเข้าใจกระบวนการในการแยกส่วนของโปรตีนนม

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

1.
บทนำเหม็นเป็นอุปสรรคสำคัญในเมมเบรน(ไมโคร) การกรองของนมและโปรตีนอื่น ๆ /
อนุภาคที่มีการแก้ปัญหา การสะสมของชั้นฝากเงินไม่เพียง
แต่ช่วยลดการส่งผ่านเพเนื่องจากการต้านทานการกรองเพิ่มเติมแต่ยังเปลี่ยนแปลงลักษณะการแยกของระบบ บ่อยครั้งที่ชั้นฝากถือได้ว่าเป็นเมมเบรนที่สองซึ่งครอบงำกระบวนการการแยก. ดังนั้นความเข้าใจในโครงสร้างชั้นฝาก - ความสัมพันธ์ของประสิทธิภาพการกรองเป็นสำคัญปัจจัยในการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการแยกเมมเบรน คุณสมบัติแตกหักของฝากชั้นเกี่ยวกับการต้านทานการกรองอนุภาคและการเก็บรักษาความหนาของชั้นที่มีความพรุนและการอัด นอกเหนือจากสภาพอุทกพลศาสตร์ในช่องเยื่อหุ้มเซลล์, substratemembrane คอลลอยด์และการมีปฏิสัมพันธ์โปรตีนกำหนดรูปแบบและคุณสมบัติของชั้นฝากเงินที่. สำหรับ filtrations ของคอลลอยด์รูปแบบเช่นน้ำยางทรงกลมแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ได้รับการพัฒนา รุ่นอธิบายความหนาของชั้นเงินฝากและความพรุนเป็นหน้าที่ของแรงลากของการไหลกรองบีบอัดเค้กกรองและกองกำลังปฏิสัมพันธ์อนุภาค กองกำลังเหล่านี้สามารถเป็นได้ทั้งที่น่าสนใจหรือน่ารังเกียจขึ้นอยู่กับลักษณะของอนุภาคและสภาพแวดล้อม [1] สำหรับซับซ้อนโซลูชั่นโปรตีนเช่นนมการสร้างแบบจำลองของคุณสมบัติชั้นเงินฝากที่ถูก จำกัด โดยที่ไม่สมบูรณ์เข้าใจของการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างคอลลอยด์โปรตีนฝาก. นมประกอบด้วยเศษโปรตีนต่างๆ: micelles เคซีน (d50,3 = 180 นาโนเมตรจุด Isoelectric : pH 4.6) และโปรตีนเวย์หลายกับน้ำหนักโมเลกุลที่แตกต่างกัน (d = 2-6 นาโนเมตรจุด Isoelectric: ~ พีเอช 5) ในก่อนหน้านี้ทำงานเกี่ยวกับการพึ่งพาค่า pH ของนมฟลักซ์ไมโครในระหว่างการกรองไหลข้าม [2] ที่เราแสดงให้เห็นว่าการทำงานร่วมกันเคซีนไมเซลล์อยู่ในช่วงพีเอชที่มีขนาดไมเซลล์คงมีการสังเกต(pH 5.9-6.8) สามารถอธิบายได้ด้วยรูปแบบ ซึ่งประกอบด้วย Van der Waals และไฟฟ้าสถิตปฏิสัมพันธ์เช่นเดียวกับน้ำและไม่ชอบน้ำปฏิสัมพันธ์ลูอิสฐานกรด นอกเหนือจากการลดลงเขม่นไฟฟ้าสถิตเป็นกรดของนมจากพีเอช 6.8-5.9 นำไปสู่การลดความแข็งแกร่งของการขับไล่น้ำระหว่างmicelles เคซีนในขณะที่ขนาดไมเซลล์ยังคงเหมือนเดิม [2] เขม่นหักระหว่าง micelles เคซีนในผลการเปิดในการลดลงของฟลักซ์ ปัญหาพื้นฐานในการกรองไหลข้ามก็คือการเปลี่ยนแปลงในการทำงานร่วมกันคอลลอยด์เช่นโดยการเปลี่ยนแปลงค่า pH ย่อมนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงพร้อมกันในพรุนชั้นน่าจะเป็นเงินฝากและการสะสมและทำให้องค์ประกอบชั้นที่แตกต่างกัน ดังนั้นจากการทดลองการไหลข้ามข้อสรุปโดยตรงต่อผลกระทบของการมีปฏิสัมพันธ์คอลลอยด์ในเงินฝากพรุนชั้นและอัดไม่สามารถวาด. จุดมุ่งหมายของการศึกษาครั้งนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลกระทบของการมีปฏิสัมพันธ์คอลลอยด์ระหว่างเคซีนไมเซลล์ในการอัดชั้นฝากเงินความพรุนและความต้านทานที่เฉพาะเจาะจงภายใต้ตายสิ้นกรองสภาพถูกองค์ประกอบชั้นจะถูกเก็บไว้อย่างต่อเนื่อง ผลการวิจัยจากนี้ filtrations สิ้นตายภายใต้เงื่อนไขการทดลองถูกนำไปใช้แล้วmicrofiltrations ข้ามไหลของนมพร่องมันเนย ดังนั้นโดยรวมข้อมูลเชิงลึกในชั้นโครงสร้างเงินฝากในช่วง microfiltrations ไหลข้ามจะได้รับและใช้ให้ดีขึ้นเข้าใจกระบวนการในการแยกโปรตีนนม

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

1 . บทนำ
เปรอะเปื้อนเป็นข้อเสียเปรียบหลักในเมมเบรน ( ไมโคร ) กรองนมและโปรตีนอนุภาค /
ที่มีโซลูชั่น buildup ของการฝากเงินชั้นไม่เพียง แต่ช่วยลดซึมเร็วเนื่องจากมี
ต้านทานการกรองเพิ่มเติม แต่ยังทำลายการแยกคุณลักษณะของระบบ มักจะ
ฝากชั้นสามารถเป็นแผ่นรองซึ่งครอบงำกระบวนการ ( .
ดังนั้น ความเข้าใจในโครงสร้างความสัมพันธ์ประสิทธิภาพการกรองฝากชั้นเป็นปัจจัยสําคัญ
ในการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการเยื่อแผ่น การชี้ขาดคุณสมบัติของเงินฝาก
ชั้นเกี่ยวกับความต้านทานการกรองและการเก็บอนุภาคที่มีความหนาชั้น ความพรุน
ตัว .นอกจากภาวะอุทกพลศาสตร์ในช่องเยื่อ
substratemembrane คอลลอยด์และโปรตีนโปรตีน - สื่อสารศึกษารูปแบบและคุณสมบัติของการฝากเงินชั้น .
สำหรับ filtrations รูปแบบคอลลอยด์ เช่น ทรงกลม น้ำยางแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ถูกพัฒนาขึ้น
รุ่นอธิบายความหนาชั้นฝากและมีรูพรุนเป็นฟังก์ชันของแรงฉุดของกรองไหล
อัดตะกอนกรองและแรงระหว่างอนุภาค พลังเหล่านี้สามารถเป็นได้ทั้งมีเสน่ห์หรือ
น่ารังเกียจ ขึ้นอยู่กับลักษณะของอนุภาคและสภาพสิ่งแวดล้อม [ 1 ] สำหรับโซลูชั่นโปรตีนคอมเพล็กซ์
เช่นนม , แบบจำลองของเงินฝากชั้นคุณสมบัติจะถูก จำกัด โดยมี ความเข้าใจที่ไม่สมบูรณ์ของปฏิสัมพันธ์ระหว่างคอลลอยด์

ฝากโปรตีนนมประกอบด้วยโปรตีนเคซีนไมเซลล์ ( เศษส่วนต่างๆ d50,3 = 180 นาโนเมตรจุดไอโซอิเล็กทริก : pH 4.6 ) และโปรตีนเวย์หลาย
กับน้ำหนักโมเลกุลที่แตกต่างกัน ( D = 2 นาโนเมตรจุดไอโซอิเล็กทริก : pH ~ 5 ) ใน
ก่อนหน้านี้งานเกี่ยวกับการไหลในช่วง pH ควงนมไหลตามขวางกรอง [ 2 ] เราพบว่าเคซีนไมเซล
ปฏิสัมพันธ์ในช่วงพีเอชที่ขนาดไมเซลล์คงที่จะสังเกต
( pH 5.9 - 6.8 ) สามารถอธิบายได้ด้วยแบบจำลองซึ่งประกอบด้วยแวนเดอวาลส์และปฏิสัมพันธ์ไฟฟ้าสถิต
เช่นเดียวกับน้ำและ hydrophobic ลูอิสกรด เบส การโต้ตอบ นอกจาก
ลดลงอนุกรรมการการสร้างกรดนมจากพีเอช 6.8 ถึง 5.9 นำไปสู่การเข้มแข็งของ
น้ำแรงผลักระหว่างเคซีนไมเซลขนาดมัในขณะที่ยังคงเหมือนเดิม [ 2 ] น้อยกว่าเขม่น
ระหว่างเคซีนมัในการเปิดผลในการปล่อย ปัญหาพื้นฐานในการกรองไหลข้ามคือการปฏิสัมพันธ์ คอลลอยด์ เช่น
โดยการแปร pH ย่อมนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงฉับพลันใน
ฝากชั้นรูพรุนและสะสม ความน่าจะเป็น และ จึงการประกอบชั้นต่าง ๆ ดังนั้น จากการทดลองการไหลโดยตรงข้าม
สรุปถึงผลกระทบของการโต้ตอบคอลลอยด์ในรูพรุนชั้นฝาก

ตัวไม่สามารถที่จะวาด จุดมุ่งหมายของการศึกษานี้จึงเพื่อศึกษาผลกระทบของการปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์แบคทีเรีย
มัในการฝากตัวชั้น ,ความพรุนและเฉพาะต้านทานภายใต้ภาวะทางตันการกรอง
ชั้นองค์ประกอบคงที่ ผลการวิจัยจาก filtrations ทางตันเหล่านี้ภายใต้เงื่อนไขทดลอง
จากนั้นได้ใช้อัตราการไหลของ microfiltrations หางนม . ดังนั้นโดยรวม
ลึกลงไปชั้นโครงสร้างเงินฝากในช่วง microfiltrations ไหลข้ามได้มาและใช้ไปดีกว่า
เข้าใจกระบวนการสำหรับการแยกโปรตีนนม