Sebbene le membrane in PES siano ampiamente utilizzate per la concentrazione di proteine, i dispositivi medici e il trattamento delle acque e delle acque reflue, la natura intrinsecamente idrofobica del PES, che causa l'incrostazione della membrana, rappresenta il loro principale svantaggio. La letteratura scientifica mostra una quantità significativa di ricerche sulla modifica delle membrane in PES attraverso diversi metodi per ridurre l'incrostazione e migliorarne le prestazioni. Nonostante decenni di ricerca, la disponibilità commerciale di membrane in PES cariche è estremamente limitata.

Tecnicamente, gli approcci principali per sviluppare membrane PES cariche sono la modifica del polimero PES e la modifica della superficie. Nonostante le precedenti presentazioni riguardanti la concentrazione delle proteine ​​del siero del latte con membrane cariche prodotte tramite modifica della superficie, il successo a lungo termine di queste membrane non si è ancora verificato.

Le membrane ZwitterCo utilizzano una nuovissima chimica di copolimeri zwitterionici. Anziché rappresentare un cambiamento radicale rispetto alla chimica delle membrane esistente, le membrane ZwitterCo rappresentano un balzo in avanti grazie a una rivoluzionaria chimica anti-fouling che ha dimostrato, in applicazioni sul campo, di essere permanente e stabile.

Per favore, visita la nostra pagina sull'innovazione sul nostro sito web per saperne di più sulla chimica.

Il grafico conteneva dati forniti dal nostro cliente. In alcuni giorni, i dati erano forniti solo per le membrane ZwitterCo Evolution SF.

Evoluzione SF Gli elementi sanitari sono ideali per le seguenti applicazioni: elevata concentrazione di proteine ​​solide, flussi con elevato contenuto di grassi e concentrazione di proteine ​​in cui viene già utilizzata la NF (e non è richiesto il rifiuto di lattosio e ceneri).

Le membrane Evolution SF sostituiscono le membrane UF più compatte nella parte posteriore di un sistema, come quelle da 3 kDa e 5 kDa. Se le membrane UF da sostituire hanno una resistenza pari o superiore a 10 kDa, è consigliabile prendere in considerazione le membrane Evolution PCM.

Evolution SF può sostituire le membrane NF convenzionali a base di piperazina, spesso classificate da 200 Da a 800 Da MWCO. Una domanda importante da considerare quando si sostituiscono le membrane NF è: "Cos'altro deve trattenere la NF nel mio prodotto, oltre alle proteine?". Evolution SF non è progettato per rifiutare in modo significativo specie più piccole come lattosio o minerali.

Ad esempio, nella produzione di WPI, non è possibile utilizzare un evaporatore per sollevare i solidi prima dell'essiccazione, poiché ciò denaturerebbe le proteine. Un approccio alternativo consiste nell'utilizzare la tecnologia NF per rimuovere l'acqua e sollevare i solidi prima dell'essiccazione. Se in questa applicazione si utilizza Evolution SF, passerà più lattosio e la proteina aumenterà ulteriormente, con conseguente maggiore densità apparente. Inoltre, gli elementi Evolution SF possono essere puliti in modo più semplice e migliore rispetto agli elementi NF convenzionali, anche utilizzando cloro, se necessario.

Lo spessore delle membrane Evolution è in linea con quello delle membrane convenzionali con supporto in poliestere, quindi l'area della membrana delle spirali Evolution è equivalente a quella degli elementi della membrana convenzionali.

I sistemi puliti e sanificati ad alta temperatura e pH elevato sono diffusi soprattutto nell'Europa occidentale. Per questi sistemi vengono vendute specifiche membrane con supporto in polipropilene, spesso denominate pHT o HpHT.

Le specifiche di temperatura per le membrane Evolution sono equivalenti a quelle delle membrane sanitarie prodotte su supporto in poliestere: 55 °C / 131 °F per il funzionamento continuo e 50 °C / 122 °F per la pulizia. Per garantire una sanificazione completa dei sistemi, vengono utilizzati prodotti chimici sanificanti comuni come il cloro (sebbene non per l'osmosi inversa) e l'acido peracetico. ZwitterCo sta collaborando con i clienti per esplorare temperature di sanificazione più elevate e sta conducendo ricerche per ampliare la gamma di membrane Evolution.

Le membrane Evolution SF sostituiscono direttamente le membrane convenzionali e, in sostituzione delle membrane NF, vengono utilizzate le stesse pompe e motori. La nostra esperienza ci dice che le membrane Evolution SF funzionano alla stessa pressione o a una pressione inferiore rispetto alle membrane NF convenzionali.

Gli elementi Evolution SF sono già conformi alla normativa FDA per la lavorazione di siero e latte, e gli elementi Evolution PCM ed Evolution RO conformi alla normativa FDA saranno disponibili entro la fine del 2025. Stiamo ottenendo ulteriori certificazioni, tra cui USDA, 3A Sanitary Standard 45-03, Halal e Kosher per le membrane Evolution. Abbiamo inoltre iniziato a lavorare al Regolamento Europeo (CE) 1935/2004 per il 2026.

Sì, c'è un caso di studio sul nostro sito web che mostrano questi dati provenienti da un'azienda statunitense che lavora il siero di latte e utilizza Evolution RO per concentrare i flussi di effluenti.

ZwitterCo ha iniziato a seguire il Regolamento europeo (CE) 1935/2004, con l'obiettivo di completarlo nel 2026. Per ulteriori informazioni sulle certificazioni normative, vedere la domanda 7 (sopra).

Per ottenere la conformità FDA, è stata condotta una notevole mole di lavoro analitico. Questi dati hanno confermato che i potenziali costituenti del copolimero zwitterionico sono presenti a livelli così bassi, se non addirittura nulli, da essere considerati sicuri con ragionevole certezza.

È stato stabilito che gli elementi della membrana Evolution SF, compresi i loro singoli sottocomponenti, sono pienamente conformi al Federal Food, Drug, and Cosmetic Act e alle normative applicabili sugli additivi alimentari, tra cui, a titolo esemplificativo ma non esaustivo, 21 CFR 174.5 ("Disposizioni generali applicabili agli additivi alimentari indiretti"), se utilizzati in conformità alle linee guida.

Risposta breve: no.

All'inizio del webinar, abbiamo discusso due diversi modi per applicare la tecnologia zwitterionica: la tecnologia ZwitterShield™, che è la chimica zwitterionica legata alle membrane esistenti, e la tecnologia ZwitterCore™, che rappresenta membrane fondamentalmente nuove in cui lo strato zwitterionico esegue l'intera separazione (vedere il nostro pagina dell'innovazione per saperne di più su questo).

Le nostre membrane basate sulla tecnologia ZwitterCore, tra cui Evolution SF e PCM, non sono state contaminate in modo irreversibile da sostanze organiche in nessuna applicazione. Ad esempio, nel settore delle acque reflue, da cui abbiamo iniziato con la nostra tecnologia, possiamo gestire fino al 5% di olio nell'alimentazione e recuperare completamente le prestazioni, il che rappresenta un enorme vantaggio per le nostre membrane.

Nelle applicazioni di trattamento di acque e acque reflue che utilizzano le nostre membrane a osmosi inversa con tecnologia ZwitterShield, abbiamo riscontrato un certo grado di incrostazione irreversibile, il che non sorprende a livello di osmosi inversa. Poiché la nostra tecnologia è in grado di trattare le sostanze organiche, abbiamo riscontrato alcune problematiche relative all'incrostazione inorganica con le nostre membrane a osmosi inversa.

Tuttavia, nei cinque impianti che utilizziamo per trattare le acque reflue dell'industria lattiero-casearia utilizzando Evolution RO, non abbiamo riscontrato alcun incrostamento irreversibile della membrana stessa. Abbiamo riscontrato ostruzioni fisiche in punti in cui la prefiltrazione non era correttamente posizionata, ma questo è un problema a parte.

Le membrane Evolution non sono in circolazione da abbastanza tempo per convalidare pienamente questa tesi; tuttavia, ci aspettiamo che durino almeno due anni e mezzo in queste applicazioni.

Ci aspettiamo che le membrane Evolution abbiano una durata operativa maggiore rispetto alle membrane convenzionali, poiché la chimica di pulizia è la causa principale del degrado superficiale delle membrane. Poiché le membrane ZwitterCo Evolution richiedono una pulizia meno aggressiva, dovrebbero durare più a lungo.

Le membrane Evolution rappresentano un'importante creazione di valore per le aziende di trasformazione alimentare, lattiero-casearia e biotecnologica. Il loro prezzo è commisurato a tale creazione di valore e si tradurrà in un costo totale di proprietà inferiore rispetto alle membrane convenzionali.

ZwitterCo offre sia un modello di abbonamento sia un modello di vendita diretta per consentire ai clienti di provare facilmente le membrane Evolution e sarebbe lieto di dimostrarlo con una prova presso il vostro stabilimento. Vi preghiamo di contattarci per ulteriori chiarimenti.

Evolution SF non è progettato per rifiutare sale o lattosio, quindi, pur trattenendo le proteine, sia il lattosio che il sale passeranno nel permeato. Poiché ciò renderà probabilmente problematico lo smaltimento del permeato, la desalinizzazione del siero di latte salato non è considerata un'applicazione ideale per Evolution SF.

Poiché Evolution RO contiene ancora una componente poliammidica, la tolleranza agli ossidanti è la stessa di quella dell'osmosi inversa convenzionale. Proprio come nell'osmosi inversa convenzionale, il cloro non deve essere utilizzato con le membrane Evolution RO.

Al contrario, le membrane Evolution PCM ed Evolution SF sono tolleranti al cloro e seguono linee guida simili a quelle delle membrane PES UF convenzionali.

Per quanto riguarda la concentrazione di zuccheri e altri solubili, disponiamo di un impianto presso un raffinatore di mais che utilizza un impianto di trattamento a osmosi inversa (SF-RO). L'alimentazione presenta un elevato contenuto di solidi e un'elevata viscosità, e il sistema sta effettuando la concentrazione del prodotto. L'impianto di trattamento che utilizza le nostre membrane ha funzionato molto bene.

In termini di recupero dell'acqua in generale, questa rappresenta un'enorme potenziale applicativo per ZwitterCo, sia nel settore delle proteine ​​vegetali che in molte altre applicazioni. Le nostre membrane possono recuperare l'acqua attualmente destinata alle acque reflue, tra cui l'acqua di diafiltrazione, l'acqua di risciacquo o l'acqua di processo. Utilizzando le nostre membrane in queste applicazioni, gli impianti possono ridurre il fabbisogno di acqua dolce e la quantità di acque reflue trattate. Con l'imminente certificazione di qualità alimentare, intendiamo perseguire il riutilizzo dell'acqua per i processi e saremo lieti di discutere sperimentazioni con qualsiasi impianto interessato.

Grazie alla natura anti-fouling della membrana, crediamo di poter ottenere solidi più elevati con Evolution RO rispetto all'osmosi inversa convenzionale. Sebbene non disponiamo ancora di dati specifici su questa applicazione, saremo lieti di effettuare una prova presso il vostro impianto per dimostrarlo.

La tecnologia ZwitterShield™ delle membrane Evolution RO migliora la resistenza al fouling e la facilità di pulizia; tuttavia, non altera le proprietà di rigetto dello strato barriera in poliammide della membrana. Pertanto, ci aspettiamo che il BOD nel permeato di osmosi inversa sia all'incirca lo stesso di quello riscontrato con le membrane di osmosi inversa convenzionali.

Le membrane Evolution sono progettate per sostituire direttamente le membrane sanitarie convenzionali e per avere gli stessi limiti di pressione. La pressione è principalmente una funzione della struttura dell'elemento a spirale, quindi la chimica delle nostre membrane non influisce su tali limiti.

Pressioni massime di esercizio:

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