Structure and formation of casein micelle deposits on porous surfaces during micro filtration

• Applicant: Professor Dr. Ronald Gebhardt
• Subject Area: Mechanical Process Engineering
• Term: from 2012 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 213556574

Ein wichtiger Aspekt zur Weiterentwicklung von Membrantrennverfahren ist die molekulare Struktur der sich bildenden Deckschichten auf der Membran. Bei der Mikrofiltration von Milch konnte bisher nur auf Erfahrungswerte und Voraussagen von Modellen, die strukturelle Details der Kasein-Mizell-Deckschichten annehmen, zurückgegriffen werden. Um diese Wissenslücke zu schließen, werden wir die Struktur von Kasein-Deckschichten während eines Mikrofiltrationsprozesses in einer cross-flow-Flüssigkeitszelle mithilfe der Röntgenkleinwinkelstreuung unter streifendem Einfall (Englisch: Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering, GISAXS) untersuchen. Unsere bisherigen strukturellen Untersuchungen an, durch frontale Filtration erzeugten, trockenen Deckschichten haben gezeigt, dass sich Kasein-Mizellen im Strömungsfeld zu Sphäroiden verformen und Deckschichtstrukturen ausbilden, die besonders dicht gepackt sind. Diese beiden strukturellen Neuerkenntnisse wollen wir in Abhängigkeit von Überstromgeschwindigkeit und Transmembrandruck bzw. unterschiedlicher Milieubedingungen für Deckschichtstrukturen untersuchen, die durch die verfahrenstechnisch relevante cross-flow-Filtration erzeugt wurden. Von den gewonnenen Strukturdaten erwarten wir neue, grundlegende Erkenntnisse zur Struktur von Proteinen in komprimierten Haufwerken, die zu einer Erweiterung bestehender Filtrationsmodelle beitragen können.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr.-Ing. Ulrich Kulozik