Obwohl PES-Membranen häufig zur Proteinkonzentration, für medizinische Geräte sowie zur Wasser- und Abwasseraufbereitung eingesetzt werden, ist ihre inhärente Hydrophobie, die Membranfouling verursacht, ihr Hauptnachteil. Die Literatur zeigt umfangreiche Forschungsarbeiten zur Modifizierung von PES-Membranen mit verschiedenen Methoden zur Reduzierung von Fouling und Leistungssteigerung. Trotz jahrzehntelanger Forschung ist die kommerzielle Verfügbarkeit geladener PES-Membranen äußerst begrenzt.

Technisch gesehen sind die primären Ansätze zur Entwicklung geladener PES-Membranen die Modifizierung des PES-Polymers und die Oberflächenmodifizierung. Trotz früherer Präsentationen zur Molkenproteinkonzentration mit geladenen Membranen, die durch Oberflächenmodifizierung hergestellt wurden, konnte der langfristige Erfolg dieser Membranen nicht erzielt werden.

ZwitterCo-Membranen nutzen eine brandneue zwitterionische Copolymerchemie. ZwitterCo-Membranen stellen keinen grundlegenden Wandel der bestehenden Membranchemie dar, sondern einen großen Fortschritt mit einer revolutionären Antifouling-Membranchemie, die sich im Praxiseinsatz als dauerhaft und stabil erwiesen hat.

Bitte kontaktieren Sie uns, wenn Sie Probleme im Zusammenhang mit dieser Website haben oder Besuchen Sie unsere Innovationsseite auf unserer Website, um mehr über die Chemie zu erfahren.

Das Diagramm enthielt Daten, die von unserem Kunden bereitgestellt wurden. An manchen Tagen wurden nur Daten für die ZwitterCo Evolution SF-Membranen bereitgestellt.

Evolution SF Sanitärelemente sind ideal für die folgenden Anwendungen: Proteinkonzentration mit hohem Feststoffgehalt, Ströme mit hohem Fettgehalt und Proteinkonzentration, bei der bereits NF verwendet wird (und die Ablehnung von Laktose und Asche nicht erforderlich ist).

Evolution SF ersetzt dichtere UF-Membranen am hinteren Ende eines Systems, beispielsweise solche mit 3 kDa und 5 kDa. Wenn die zu ersetzenden UF-Membranen 10 kDa oder mehr betragen, sollte Evolution PCM in Betracht gezogen werden.

Evolution SF kann herkömmliche Piperazin-basierte NF-Membranen ersetzen, die oft einen MWCO von 200 Da bis 800 Da aufweisen. Eine wichtige Frage beim Austausch von NF-Membranen lautet: „Was muss die NF außer Proteinen in meinem Produkt noch zurückhalten?“ Evolution SF ist nicht dafür ausgelegt, kleinere Spezies wie Laktose oder Mineralien signifikant zurückzuhalten.

Bei der WPI-Produktion beispielsweise kann ein Verdampfer nicht verwendet werden, um die Feststoffe vor dem Trocknen zu verdampfen, da dies das Protein denaturieren würde. Stattdessen wird NF verwendet, um Wasser zu entfernen und die Feststoffe vor dem Trocknen zu verdampfen. Bei Verwendung von Evolution SF wird in dieser Anwendung mehr Laktose durchgelassen, wodurch der Proteingehalt weiter ansteigt, was zu einer höheren Schüttdichte führt. Darüber hinaus lassen sich Evolution SF-Elemente einfacher und besser reinigen als herkömmliche NF-Elemente, bei Bedarf auch mit Chlor.

Die Dicke der Evolution-Membranen entspricht der von herkömmlichen Membranen mit Polyesterrücken, sodass die Membranfläche der Evolution-Spiralen mit der von herkömmlichen Membranelementen identisch ist.

Systeme, die mit hohen Temperaturen und hohem pH-Wert gereinigt und desinfiziert werden, sind vor allem in Westeuropa zu finden. Für diese Systeme werden spezielle Membranen mit Polypropylenrücken verkauft, die oft als pHT oder HpHT bezeichnet werden.

Die Temperaturspezifikationen für Evolution-Membranen entsprechen denen von Hygienemembranen auf Polyesterträger – 55 °C / 131 °F für den Dauerbetrieb und 50 °C / 122 °F für die Reinigung. Gängige Desinfektionsmittel wie Chlor (jedoch nicht für RO) und Peressigsäure werden verwendet, um eine gründliche Desinfektion der Systeme zu gewährleisten. ZwitterCo arbeitet mit Kunden zusammen, um Desinfektionsmöglichkeiten bei höheren Temperaturen zu erforschen, und forscht kontinuierlich an der Erweiterung des Evolution-Membransortiments.

Evolution SF-Membranen sind ein direkter Ersatz für herkömmliche Membranen. Beim Austausch von NF-Membranen werden dieselben Pumpen und Motoren verwendet. Erfahrungsgemäß läuft Evolution SF bei gleichem oder niedrigerem Druck als herkömmliche NF-Membranen.

Evolution SF-Elemente sind bereits FDA-konform für die Molke- und Milchverarbeitung. FDA-konforme Evolution PCM- und Evolution RO-Elemente werden bis Ende 2025 verfügbar sein. Wir streben weitere Zertifizierungen an, darunter USDA, 3A Sanitary Standard 45-03, Halal und Koscher für Evolution-Membranen. Wir haben außerdem mit der Arbeit an der Europäischen Verordnung (EG) 1935/2004 für 2026 begonnen.

Ja, es gibt eine Fallstudie auf unserer Website zeigt diese Daten eines in den USA ansässigen Molkeverarbeiters, der Evolution RO zur Konzentration von Abwasserströmen verwendet.

ZwitterCo hat mit der Umsetzung der europäischen Verordnung (EG) 1935/2004 begonnen und strebt eine Fertigstellung im Jahr 2026 an. Weitere Informationen zu behördlichen Zertifizierungen finden Sie in Frage 7 (oben).

Im Rahmen der FDA-Konformität wurden umfangreiche analytische Arbeiten durchgeführt. Diese Daten bestätigten, dass die potenziellen Bestandteile des zwitterionischen Copolymers, wenn überhaupt, nur in so geringen Konzentrationen vorhanden sind, dass sie mit hinreichender Sicherheit als unbedenklich gelten.

Es wurde festgestellt, dass Evolution SF-Membranelemente, einschließlich ihrer einzelnen Unterkomponenten, bei richtlinienkonformer Verwendung vollständig dem Federal Food, Drug, and Cosmetic Act und den geltenden Vorschriften für Lebensmittelzusatzstoffe entsprechen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf 21 CFR 174.5 („Allgemeine Bestimmungen für indirekte Lebensmittelzusatzstoffe“).

Kurze Antwort: Nein.

Zu Beginn des Webinars diskutierten wir zwei verschiedene Möglichkeiten zur Anwendung der Zwitterionentechnologie: die ZwitterShield™-Technologie, bei der zwitterionische Chemie an bestehende Membranen gebunden wird, und die ZwitterCore™-Technologie, bei der es sich um grundlegend neue Membranen handelt, bei denen die zwitterionische Schicht die gesamte Trennung durchführt (siehe unsere Innovationsseite mehr dazu).

Unsere Membranen mit ZwitterCore-Technologie, einschließlich Evolution SF und PCM, wurden in keiner Anwendung irreversibel durch organische Stoffe verunreinigt. Im Abwasserbereich, wo wir mit unserer Technologie begonnen haben, können wir beispielsweise bis zu 5 % Öl im Zulauf verarbeiten und die Leistung vollständig wiederherstellen, was ein großes Unterscheidungsmerkmal unserer Membranen darstellt.

Bei Wasser- und Abwasseranwendungen mit unseren RO-Membranen mit ZwitterShield-Technologie haben wir irreversible Verschmutzungen beobachtet, was auf RO-Ebene nicht überraschend ist. Da unsere Technologie organische Stoffe verarbeitet, hatten wir mit anorganischen Verschmutzungen unserer RO-Membranen zu kämpfen.

In den fünf Anlagen, die wir mit Evolution RO für Abwasser aus der Milchindustrie betreiben, konnten wir jedoch keine irreversible Verschmutzung der Membran selbst feststellen. Wir haben zwar eine physische Verstopfung dort festgestellt, wo die Vorfiltration nicht richtig durchgeführt wurde, aber das ist ein anderes Thema.

Evolution-Membranen gibt es noch nicht lange genug, um dies vollständig zu bestätigen. Wir gehen jedoch davon aus, dass sie in diesen Anwendungen mindestens zweieinhalb Jahre halten.

Wir erwarten, dass Evolution-Membranen eine längere Lebensdauer als herkömmliche Membranen haben, da die Reinigungschemie die Hauptursache für die Oberflächenzersetzung von Membranen ist. Da bei ZwitterCo Evolution-Membranen eine weniger aggressive Reinigung erforderlich ist, sollten sie länger halten.

Evolution-Membranen stellen für Lebensmittel-, Milch- und Biotechnologieunternehmen eine erhebliche Wertschöpfung dar. Ihr Preis entspricht dieser Wertschöpfung und führt zu niedrigeren Gesamtbetriebskosten als bei herkömmlichen Membranen.

ZwitterCo bietet sowohl ein Abonnementmodell als auch ein Direktverkaufsmodell an, um Kunden das Ausprobieren von Evolution-Membranen zu erleichtern, und würde dies gerne mit einem Test in Ihrem Werk demonstrieren. Bitte kontaktieren Sie uns, um weitere Einzelheiten zu besprechen.

Evolution SF ist nicht dafür ausgelegt, Salz oder Laktose zurückzuhalten. Es hält zwar Protein zurück, aber sowohl Laktose als auch Salz gelangen in das Permeat. Da dies die Entsorgung des Permeats wahrscheinlich erschwert, gilt die Entsalzung von Salzmolke nicht als ideale Anwendung für Evolution SF.

Da Evolution RO immer noch eine Polyamidkomponente enthält, ist die Oxidationsmitteltoleranz für Evolution RO dieselbe wie für herkömmliche RO. Genau wie bei herkömmlicher RO sollte bei Evolution RO-Membranen kein Chlor verwendet werden.

Im Gegensatz dazu sind Evolution PCM- und Evolution SF-Membranen chlortolerant und unterliegen ähnlichen Richtlinien wie herkömmliche PES UF-Membranen.

Zur Konzentration von Zucker und anderen löslichen Stoffen verfügen wir über eine Anlage in einer Maisraffinerie mit einer SF-RO-Behandlungsanlage. Das Futtermittel weist einen hohen Feststoffanteil und eine hohe Viskosität auf, und die Anlage konzentriert das Produkt. Die Behandlungsanlage mit unseren Membranen hat sich bewährt.

Im Hinblick auf die Wasserrückgewinnung im Allgemeinen bietet dies ein enormes Anwendungspotenzial für ZwitterCo, sowohl im Pflanzenproteinbereich als auch in vielen anderen Bereichen. Unsere Membranen können Wasser zurückgewinnen, das derzeit ins Abwasser gelangt, darunter Diafiltrationswasser, Spülwasser oder Prozesswasser. Durch den Einsatz unserer Membranen in diesen Anwendungen können Anlagen ihren Frischwasserbedarf senken und die Menge des zu behandelnden Abwassers verringern. Mit der bevorstehenden Lebensmittelzertifizierung planen wir, die Wiederverwendung von Wasser für Prozesse voranzutreiben und würden gerne mit interessierten Anlagen über entsprechende Versuche sprechen.

Dank der Antifouling-Eigenschaften der Membran sind wir überzeugt, dass wir mit Evolution RO einen höheren Feststoffgehalt als mit herkömmlicher RO erreichen können. Obwohl uns noch keine spezifischen Daten zu dieser Anwendung vorliegen, führen wir gerne einen Versuch mit Ihnen in Ihrer Anlage durch, um dies zu demonstrieren.

Die ZwitterShield™-Technologie in Evolution RO-Membranen verbessert die Fouling-Resistenz und die Reinigungsfähigkeit, verändert jedoch nicht die Rückhalteeigenschaften der Polyamid-Barriereschicht in der Membran. Daher erwarten wir, dass der BSB im RO-Permeat in etwa dem Wert herkömmlicher RO-Membranen entspricht.

Evolution-Membranen sind als direkter Ersatz für herkömmliche Sanitärmembranen konzipiert und weisen die gleichen Druckgrenzen auf. Der Druck hängt hauptsächlich von der Konstruktion des Spiralelements ab, sodass unsere Membranchemie diese Grenzen nicht beeinflusst.

Maximale Betriebsdrücke:

• Evolution PCM: 300 psi (20 bar)
• Evolution SF: 580 psi (40 bar)
• Evolution RO: 800 psi (55 bar)