Improvement of whey fraction quality using chromatographic methods
Nykyri, Jukka (2020)
Diplomityö
2020
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020052739447
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020052739447
Tiivistelmä
The quality of whey can be improved by removing certain fractions from its chemical composition. These extracted components can also be utilized as a product of their own. The aim of this thesis is to study if two of these components could be removed with high selectivity from demineralized whey using ion-exchange chromatography. To simulate process scale scenarios, the whey used was left without pretreatment of any kind.
Four IE resins were used in the experimental part of this thesis, resins A and B were used for protein extraction, while C and D were applied for extraction of a vitamin component. Test started with flowrate experiments to study the effect of feed flow rate, followed by capacity experiments meant to map out the feed amount for which the resin bed retains it binding capacity. Samples were gathered and analyzed for their extracted components from the effluent streams using HPLC analysis equipment. Protein, amino acid, and various other analyses were conducted for select samples to gain a better picture of the phenomena’s taking place.
Resins A and B showed potential in its target removal, with resin B showing remarkable binding capacity and selectivity, reaching up to 20 BV of feed with only minor reduction efficiency. Resins D and C showed no affinity towards the extraction of its target based on these studies, resulting near zero reduction rates.
Heran laatua voidaan parantaa erottamalla siitä tiettyjä osia. Tämän työn aiheena on tutkia kahden aineen käsittelemättömästä herasta erottamisen tuomia hyötyjä, sekä näiden erottamiseen käytettäviä ioninvaihtohartseja. Tarkoituksena on saavuttaa korkean selektiviteetti.
Neljää ioninvaihtohartsia testattiin tämän työn kokeellisessa osassa. Hartseja A ja B käytettiin erään proteiini komponentin erotukseen, lisäksi hartseja C ja D koitettiin erään vitamiinin erottamiseen. Kokeet alkoivat virtausnopeuskokeilla, joiden jälkeen tutkittiin hartsien ajokapasiteettiä. Näytteitä otettiin pitkin ajoa ulostulovirrasta, ja niistä analysoitiin erotettavien komponenttien pitoisuudet käyttäen HPLC menetelmiä. Suorittamalla analyysejä kuten kokonaisproteiini ja aminohappopitoisuudelle pyrittiin selvittämään tuotevirtojen kokonaiskuvaa.
Hartsit A ja B antoivat positiivisia tuloksia proteiinin erotukseen, etenkin hartsin B osalta, joka onnistui saavuttamaan huomattavan lupaavia tuloksia selektiivisyyden ja ajokapasiteetin perusteella. Vitamiinin erotus käyttäen hartseja C ja D ei näyttänyt ollenkaan lupaavaa tulosta.
Four IE resins were used in the experimental part of this thesis, resins A and B were used for protein extraction, while C and D were applied for extraction of a vitamin component. Test started with flowrate experiments to study the effect of feed flow rate, followed by capacity experiments meant to map out the feed amount for which the resin bed retains it binding capacity. Samples were gathered and analyzed for their extracted components from the effluent streams using HPLC analysis equipment. Protein, amino acid, and various other analyses were conducted for select samples to gain a better picture of the phenomena’s taking place.
Resins A and B showed potential in its target removal, with resin B showing remarkable binding capacity and selectivity, reaching up to 20 BV of feed with only minor reduction efficiency. Resins D and C showed no affinity towards the extraction of its target based on these studies, resulting near zero reduction rates.
Neljää ioninvaihtohartsia testattiin tämän työn kokeellisessa osassa. Hartseja A ja B käytettiin erään proteiini komponentin erotukseen, lisäksi hartseja C ja D koitettiin erään vitamiinin erottamiseen. Kokeet alkoivat virtausnopeuskokeilla, joiden jälkeen tutkittiin hartsien ajokapasiteettiä. Näytteitä otettiin pitkin ajoa ulostulovirrasta, ja niistä analysoitiin erotettavien komponenttien pitoisuudet käyttäen HPLC menetelmiä. Suorittamalla analyysejä kuten kokonaisproteiini ja aminohappopitoisuudelle pyrittiin selvittämään tuotevirtojen kokonaiskuvaa.
Hartsit A ja B antoivat positiivisia tuloksia proteiinin erotukseen, etenkin hartsin B osalta, joka onnistui saavuttamaan huomattavan lupaavia tuloksia selektiivisyyden ja ajokapasiteetin perusteella. Vitamiinin erotus käyttäen hartseja C ja D ei näyttänyt ollenkaan lupaavaa tulosta.