点播网络研讨会

Evolution 防污膜:
食品、乳制品和生物技术加工的下一个发展阶段

Q&A


ZwitterCo 膜与带电聚醚砜 (PES) 膜有何不同?

尽管PES膜广泛用于蛋白质浓缩、医疗设备以及水和废水处理,但其固有的疏水性导致膜污染是其主要缺点。文献显示,大量研究通过多种方法对PES膜进行改性,以减少污染并提高性能。尽管经过数十年的研究,带电PES膜的商业化应用仍然极其有限。

从技术角度来看,开发带电PES膜的主要方法是PES聚合物改性和表面改性。尽管过去曾有利用表面改性制备的带电膜进行乳清蛋白浓缩的报道,但这些膜尚未取得长期成功。

ZwitterCo膜采用全新的两性离子共聚物化学技术。ZwitterCo膜并非是对现有膜化学技术的一次重大改进,而是一次飞跃,它采用了革命性的防污膜化学技术,经现场运行验证,其性能持久稳定。

访问我们的创新页面 在我们的网站上了解有关化学的更多信息。


关于幻灯片 14 上的图表(显示 WPI 过程中的现场操作):您能解释为什么传统 PES 超滤 (UF) 膜的流动不连续吗?

该图表包含客户提供的数据。某些日期仅提供 ZwitterCo Evolution SF 膜的数据。


Evolution SF(超滤)膜将取代“紧密型超滤”和“开放式纳滤 (NF)”的截留分子量 (MWCO) 范围是多少?请进一步说明 Evolution SF 将取代哪些类型的膜。

进化科幻 卫生元件非常适合以下应用:高固体蛋白质浓度、高脂肪含量的流以及已经使用 NF 的蛋白质浓度(并且不需要去除乳糖和灰分)。

Evolution SF 可替换系统后端更紧密的超滤膜,例如 3 kDa 和 5 kDa 的超滤膜。如果需要更换的超滤膜分子量为 10 kDa 或更高,则应考虑使用 Evolution PCM。

Evolution SF 可以替代传统的哌嗪基纳滤膜,其截留分子量通常为 200 Da 至 800 Da。更换纳滤膜时需要考虑的一个重要问题是:“除了我的产品中的蛋白质,纳滤膜还需要保留什么?” Evolution SF 的设计目的并非显著截留乳糖或矿物质等较小的物质。

例如,在乳清蛋白粉 (WPI) 生产中,不能使用蒸发器在干燥前提升固体含量,因为这会使蛋白质变性。相反,一种方法是使用纳滤 (NF) 去除水分,并在干燥前提升固体含量。如果在此应用中使用 Evolution SF 膜元件,更多的乳糖将通过,从而进一步提高蛋白质含量,最终获得更高的容重。此外,与传统的纳滤膜元件相比,Evolution SF 膜元件的清洁更简单、更高效,必要时还可以使用氯气。


Evolution 膜元件的表面积与传统膜元件的表面积相比如何?

Evolution 膜的厚度与传统的聚酯背衬膜的厚度一致,因此 Evolution 螺旋的膜面积与传统的膜元件相当。


你们的膜具有巨大的潜力,但我担心它们对高温和高pH值的耐受性有限,而我们的生产工艺中,高温和高pH值是它们消毒的关键。你们如何确保膜在需要消毒的工艺中得到适当的消毒?

采用高温和高pH值清洗消毒的系统主要分布在西欧。这类系统通常使用特定的聚丙烯背衬膜(通常称为pHT或HpHT)。

Evolution 膜的温度规格与聚酯背衬生产的卫生级膜相同——连续运行温度为 55°C / 131°F,清洁温度为 50°C / 122°F。使用常见的消毒化学品,例如氯(但不适用于反渗透 (RO))和过氧乙酸,以确保系统彻底消毒。ZwitterCo 正在与客户合作探索更高温度的消毒方法,并持续进行研究以扩展 Evolution 膜的适用范围。


用 Evolution SF 替换传统 NF 泵时,典型的工作压力是多少?换用 Evolution SF 泵时,您是否遇到泵尺寸问题?

Evolution SF 膜可直接替代传统膜,且与 NF 膜使用相同的泵和电机。根据我们的经验,Evolution SF 的运行压力与传统 NF 膜相同甚至更低。


您提到 Evolution 膜符合 FDA 标准,但您也会获得 USDA 认证吗?

Evolution SF 膜组件已符合 FDA 乳清和牛奶加工标准,符合 FDA 标准的 Evolution PCM 和 Evolution RO 膜组件将于 2025 年底上市。我们正在为 Evolution 膜组件争取更多认证,包括 USDA、3A 卫生标准 45-03、清真认证和犹太洁食认证。此外,我们还已开始着手制定 2026 年欧洲法规 (EC) 1935/2004 的相关规定。


是否有一份白皮书概述了有关“节省 50% 的成本”和“减少使用 40% 的水”的数据?

是的,有一个 我们网站上的案例研究 显示了来自美国乳清加工商使用 Evolution RO 浓缩废水的数据。


Evolution 膜的欧盟食品级合规情况如何?两性离子是否存在迁移或渗入产品的风险?

ZwitterCo 已开始遵循欧洲法规 (EC) 1935/2004,目标完成时间为 2026 年。有关监管认证的更多信息,请参见上面的问题 7。

在遵循FDA合规性要求的同时,我们进行了大量的分析工作。这些数据证实,两性离子共聚物中的潜在成分含量极低,即使存在,也足以保证其安全性。

Evolution SF 膜元件(包括其各个子组件)已被确定完全符合《联邦食品、药品和化妆品法》和适用的食品添加剂法规,包括但不限于 21 CFR 174.5(“适用于间接食品添加剂的一般规定”),只要按照指南使用即可。


ZwitterCo 是否遇到过 Evolution 膜被有机物(不考虑进料通道堵塞)不可逆污染的情况,也就是说 Evolution 膜无法充分清洁?如果遇到过,是什么类型的污染物造成的?

简短的回答:不。

在网络研讨会的早期,我们讨论了应用两性离子技术的两种不同方法:ZwitterShield™ 技术,即将两性离子化学键合到现有膜上;ZwitterCore™ 技术,代表了一种全新的膜,其中两性离子层执行整个分离过程(请参阅我们的 创新页面 有关更多信息)。

我们采用 ZwitterCore 技术的膜,包括 Evolution SF 和 PCM,在任何应用中都未出现不可逆的有机物污染。例如,在废水处理方面(这也是我们最初采用该技术的领域),我们可以处理进水中高达 5% 的油含量,并完全恢复性能,这正是我们膜的一大优势。

在采用我们采用 ZwitterShield 技术的反渗透膜的水和废水应用中,我们发现了一些不可逆的污垢,这在反渗透层面并不奇怪。由于我们的技术主要针对有机物,因此反渗透膜在无机污垢方面遇到了一些挑战。

然而,在我们运行的五套使用 Evolution RO 处理乳制品行业废水的装置中,我们并未发现任何膜本身不可逆的污染。我们曾发现过由于预过滤装置安装不当而导致的物理堵塞,但这是另一个问题。


Evolution RO 膜的预期寿命是多少,特别是在乳清固体含量为 6-22% 的应用中?在浓缩倍数高达 1.5 倍的应用中,Evolution SF 和 PCM 的预期寿命是多少?

Evolution 膜的出现时间还不够长,不足以完全验证这一点;然而,我们预计它们在这些应用中至少可以持续两年半。

我们预计 Evolution 膜的使用寿命将比传统膜更长,因为清洁化学品是导致膜表面性能下降的主要原因。而 ZwitterCo Evolution 膜所需的清洁力度较小,因此使用寿命更长。


Evolution 膜与传统卫生膜的成本差异是多少?

Evolution 膜为食品、乳制品和生物技术加工企业创造了显著的价值。其定价与价值创造相符,并且相比传统膜,其总拥有成本更低。

ZwitterCo 提供订阅模式和直销模式,让客户可以轻松尝试 Evolution 膜,并很乐意在您的工厂进行试用来证明这一点。 请联系我们进一步讨论。


您对使用 Evolution 膜进行 NF 应用以脱除盐乳清有何信心?

Evolution SF 的设计并非旨在去除盐或乳糖,因此虽然它可以保留蛋白质,但乳糖和盐都会进入渗透液。由于这可能会给渗透液的处理带来麻烦,因此,对于 Evolution SF 来说,含盐乳清的脱盐并非理想的应用。


Evolution RO 膜是否具有与传统 RO 膜相同的氧化剂耐受性?

由于 Evolution RO 仍含有聚酰胺成分,因此 Evolution RO 的氧化剂耐受性与传统 RO 相同。与传统 RO 一样,Evolution RO 膜不应与氯一起使用。

相反,Evolution PCM 和 Evolution SF 膜具有耐氯性,其准则与传统 PES UF 膜类似。


Evolution RO 膜是否已用于植物蛋白生产中的水回收以及糖和可溶物侧流的浓缩?如果是,它们如何处理产品流中残留的不溶性蛋白质造成的污垢?

在糖和其他可溶物的浓缩方面,我们确实在一家玉米精炼厂安装了SF-RO处理系统。进料含固量高、粘度高,他们正在进行产品浓缩。采用我们膜技术的处理系统效果非常好。

就水回收而言,这对 ZwitterCo 来说是一个潜力巨大的应用领域,无论是在植物蛋白领域还是其他许多领域。我们的膜可以回收目前排入废水系统的水,包括渗滤水、冲洗水或工艺用水。通过在这些应用中使用我们的膜,工厂可以减少淡水需求,并减少废水处理量。随着即将获得食品级认证,我们计划将水回用用于工艺流程,并乐意与任何感兴趣的工厂探讨相关试验方案。


Evolution RO 可以处理的浓缩脱脂牛奶中干物质的上限是多少(例如 30%、35%、40% 等)?

得益于膜的抗污染特性,我们相信 Evolution RO 比传统 RO 能实现更高的固体含量。虽然我们目前还没有这方面的具体应用数据,但我们很乐意在您的工厂进行试验,以证明这一点。


如果使用 Evolution RO 来浓缩甜乳清或牛奶,那么 RO 渗透液中的 BOD 大约是多少?

Evolution RO 膜中的 ZwitterShield™ 技术提高了抗污染性和清洁度;然而,它不会改变膜中聚酰胺阻隔层的截留性能。因此,我们预计 RO 渗透液中的 BOD 值将与您使用传统 RO 膜时观察到的 BOD 值大致相同。


Evolution 膜的工作压力极限是多少?

Evolution 膜旨在直接替代传统的卫生级膜,并具有相同的压力极限。压力主要取决于螺旋膜元件的结构,因此我们的膜化学特性不会影响这些极限。

最大工作压力:

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

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