مرجع دانلود مقاله , تحقیق و جزوه های دانشگاهی
دسته بندی محصولات

مقاله علوم تغذیه پيشرفت هاي اخير ميكروفيلتراسيون در صنعت شير و مقايسه با باكتوفوكاسيون

مقاله علوم تغذیه پيشرفت هاي اخير ميكروفيلتراسيون در صنعت شير و مقايسه با باكتوفوكاسيون

 

 

 

 

 

 

 

مقاله علوم تغذیه پيشرفت هاي اخير ميكروفيلتراسيون در صنعت شير و مقايسه با باكتوفوكاسيون

 

چكيده:

در اين مقاله ، پيشرفت هاي جديد در زمينه ريز پالايش با جريان عرضي cross flow mtro filtra tion   (CFMF) بوجود آمده ، مورد بررسي قرار مي گيرد . اكثر اين پيشرفت ها اختصاص به صنعت لبني دارد .

استفاده از فرضيه فشار هيدروليك ترانس ممبران uniform transmembrane hy drolic pressur  (UTP)  با روشهاي مختلف ريسكوله كردن ميكروفيلترت آن و درجه تخلخل طولي و غشاهاي سراميكي جديد اجازه داد كه جداسازي ديفرانسيلي از هر گروه از تركيبات شير انجام بگيرد . وقتي كه از MF براي توليد شير مايع استفاده مي شود بدليل استفاده از حرارت كم . شير مايع حاصل طعم مشابه شير خام دارد و عمر مفيد آن 5-3 ساعت نسبت به توليدات قبلي طولاني تر است . نتايج نشان داد كه كاربرد غشا  MF در حذف باكتري هاي پاتوژن باعث شد كه سلامت بهداشتي پنيرهاي درست شده از شيرخام MF اقلا برابر يا بيشتر از پنيرهاي توليد شده از شير خام باكتونرگاسيون و پاستوريزاسيون باشد. ميروفيلتراسيون علاوه بر حذف چربي ، باكتري ها و تغليظ ميسلهاي كازئيني كاربردهاي ديگري چون حذف چربي رسوب كوره آب پنير . شفاف سازي آب پنير ، حذف باكتري ها از شوراب پنير . استفاده از CFMF براي جداسازي انتخابي ميسلهاي كازئيني و گلبولهاي كوچك شير امكانپذير شود . با توليداتي كه در 2 سوي غشا حاصل مي شود تكنولوژي لبنياتي اين امكان را خواهد داشت كه تنها بازده فراورده اي لبني بهبود يابد بلكه محصولات گوناگون با بافت هاي متنوع توليد شود كه با توجه به مزاياي روش ميكروفيلتراسيون استفاده از آن در آينده رو به گسترش خواهد بود.

مقدمه

ميكروفيلتراسيون تكنيكي از فرايندهاي غشايي است كه طي آن مولكولهاي سنگين مواد محلول در يك حلال سبك يا سوسپانسيون ذرات كلوييدي به 2 جريان با غلظت هاي متفاوت تفكيك مي شود . جداسازي با غشا متخلخل با قابليت نفوذ پذيري انتخابي با قطر منفذ     و اعمال فشار هيدروليكي (1-2bar) بعنوان نيروي رانشي انجام مي‌گيرد. هر غشا بسته به اندازه منافذ داراي حداقل جداسازي است كه ذرات بزرگتر از اين حداقل به وسيله غشا قابل جداسازي نيست . مايعي كه در غشا مانده ، رتنتيت ناميده مي شود كه شامل تركيباتي بزرگتر از ميانگين قطر منافذ غشا است مايعي كه از خلال غشا عبور مي كند ميكروفيلترت نام دارد كه تركيبات موجود در آن كوچكتر از ميانگين قطر منافذ غشا است جدول (1) اندازه تعدادي از تركيبات شير را نشان مي دهد كه مي تواند با فرايند MF جدا شود كه اين فرايند در شكل (1) هم نشان داده شده است . تكنيك MF مي تواند براي جداسازي ديفرانسيلي مخصوص اجزاء معلق شير به كار رود . چربيها . ميسلهاي درشت كازئين ، باكتريها بازداشته ني شوند و الباقي تركيبات شير از غشا رد مي شوند .

تكنولوژي MF در دهه 1980 م . با توسعه غشاهاي سراميكي جديد وارد صنعت لبني شد . اين غشا شكل هندسي چند كاناله و يك محافظ شديد اتراوا هستند كه امكان صنعتي شدن فرضيه فشار هيدروليك پيشنهاد شده توسط سندبلوم (Sandblom) را ميسر ساخت . با اين كار قسمت اعظم مشكل گرفتگي غشا مرتفع گرديد .

ساختار مهندسي غشاء

در اوايل دهه هشتاد تلاش هايي انجام شد تا از MF براي سانترينوگاسيون جهت شفاف سازي و ميكرب زدايي از آب پنير استفاده شود اما غشاهاي آلي چون پلي كربنات و پلي سلوفان از نظر فلاكس عبوري و جداسازي دقيق مورد قبول نبودند ولي استحكام گرمايي و ثبات شيميايي آنها رضايتبخش بود . با اينحال نتوانست در صنعت لبني مورد توجه قرار بگيرد . لذا فرصت جديدي بوجود آمد يعني غشاهاي سراميكي بودجود آمدند كه با وجود استحكام گرمايي و شيميايي ولي كاهش فلاكس عبوري و تغييرات سلكيتويتي در برابر زمان زياد بود در نتيجه استفاده از فرضيه فشار هيدروليك ترانس ممبران يكپارچه پيشنهاد شده توسط سندبلوم كه از سرعت هاي جريان عرضي بالا استفاده مي شود بر پديده Fouling غلبه شد.

در بررسي ممبرانها از 2 قسمت تشكيل مي شوند :1- ساپورت (Support) با منافذ بزرگ 2- لايه غشا با منافذ ريزتر كه بر روي ساپورت قرار مي گيرد . غشاهاي بسيار پايداري تشكيل مي شود . جنس ساپورت بيشتر از آلومين ، كربن ، استيل استنلس يا Sic ( پايداري كسي به PH بالا دارد در سنعت غذا توسعه نيافته است ) . لايه غشا از آلومين ، اكسيدتيتانيوم يا مخلوطي از هر دو تشكيل مي شود به اين روش كه پودر يك سوسپانسيون كلوييدي روي ساپورت ريخته شده و با حرارت رسوب داده مي شود . اندازه منافذ غشا با كنترل دقيق اجزاء كلوييدي بدست مي آيد كه اغلب اوقات 2 يا 3 لايه بر روي هم جوش داده مي شود.

غشاها به فرم هاي مونوتيوب ( تك لوله ) با قطر داخلي 8-3 ميلي متر و ارتفاع 5/8 سانتي متر ساخته مي شوند و يا چند كاناله هستند كانالهاي استوانه اي يا كانالهايي با مقاطع عرضي به اشكال مختلف ساخته مي شوند . اشكال تك لوله و چند لوله به صورت يكپارچه هستند و طول آنها بيشتر از يك متر است كه در مجموعه هاي منسجم قرار گرفته كه در خانه هايي از جنس استيل استنلس گذاشته مي شوند كه مدول ناميده مي شود . در يك مدول مقدار سطح توسعه يافته حاوي منافذ 2 m 10-2/0 است . در طراحي مدولها بايد توجه داشت كه قابل تميز كردن باشند تعويض مدولهاي فرسوده مقرون به صرفه باشد و نسبت بين سطح تعبيه شده و حجم محفظه فشار متناسب باشد .

مقدار فشار مورد استفاده در فيلتراسيون غشايي بستگي به اندازه منافذ غشا دارد و هر قدر اندازه منافذ ريزتر باشد فشار لازم براي عبور مايع نيز بيشتر خواهد بود . از سوي ديگر با عبور مايع از غشار فشار افت كرده كه اين ميزان افت فشار را اصطلاحات افت فشار هيدروليكي مي نامند بنابراين افت فشار هيدروليكي برابر است با فشار ورودي ( فشار در ورودي محصول ) منهاي فشار خروجي ( فشار در انتهاي ممبران ) .PH=P1-P2  فشار هيدروليكي باعث حركت مداوم مايع بر روي سطح ممبران مي شود . عبور مواد از داخل غشا تحت تاثير اختلاف غشاء ديگري قرار مي گيرد كه به فشار ترانس ممبران معروف است . (PTM) فشاري است كه در هر نقطه از ممبران از طرف محصول به طرف پرميات در بيرون از غشا وارد مي شود و باعث خروج پرميات از صافي مي گردد.

مقدار اين فشار در سرتاسر غشا متغير بوده در ابتداي صافي مقدار آن ماكزيمم و در انتهاي صافي مقدار مي نيمم مي باشد . بنابراين ميزان متوسط آن در نظر گرفته مي شود كه مطابق فرمول ذيل تغيين مي گردد.

عوامل موثر بر ظرفيت فيلتراسيون مي توان به مقاومت غشا كه خود بستگي به ضخامت غشاء سطح قاس و قطر منافذ و جنس غشا دارد از طرفي به گرفتگي فشا يا پلاريزاسيون غلظت كه با عبور مواد از غشا ، مواد معلق سوراخهاي غشا را مسدود كرده و باعث كور شدن صافي مي گردند اين حالت ابتدا در بخش اول صافي بوجود مي آيد بعد به تدريج در تمامي سطح غشا گسترش مي يابد كه باعث مقاومت فيلتر شده پيامد آن كاهش فلاكس عبوري و پايين آمدن استاندارد باكتريولوژيكي است . تا سرانجام شرايطي در سيستم بوجود مي آيد كه بايد براي تميز كردن آن را متوقف ساخت .

براي كاهش اثر پلاريزاسيون غلظت از سرعت هاي جريان عرضي بالاي رتنتيت استفاده مي كنند با با وارد آمدن تنش برشي در سطح غشا از انباشته شدن مواد ممانعت بعمل آيد . البته براي برطرف كردن اثر پلاريزاسيون غشا در فواصل زماني معين از جريان معكوس آب ( از بيرون صافي به طرف داخل آن ) در خلاف جهت پرميت استفاده مي كنند تا رسوبات برطرف گردد.

MF در صنعت لبني بر اساس فرضيه (Uni form trans membrane pressur)UTP بكار مي رود براي حل مشكل Fouling  ناشي از پلاريزاسيون غشا از سرعت هاي جريان بالا بيشتر از m/s 7 بكار رفت سندبلوم پيشنهاد  داد كه تحت شرايط فشار ترانس ممبران پايين و يكپارچه در تمامي غشا پرميت ديسكوله شود . شكل ( ) . از اين رو قسمت پرميت با توپ هاي پلاستيكي پر شد تا فشار را با پمپاژ پرميت در يك حلقه موازي براي هدايت جريان و تنتيت تنظيم كند . اين پيشنهاد در واحد تجاري توسط كمپاني آلفالاوال بكار گرفته شد .

غشاهاي سراميكي تك لوله ممبرالوكس با منفد 4/1 كه نشان داد ميزان گرفتگي كاهش يافته ودبي  جريان خيلي بالاست .شكل (  ) . براي پريودهاي 6 ساعته فشار كمتر شده حدود Psl 6-3 است . اگر نياز باشد UTP مي تواند به مقدار ناچيزي در طول جريان افزايش يابد . چون فشارهاي خيلي بالا غير قابل تحمل هستند چون فشارهاي خيلي بالا بدليل فشردگي لايه Fouling نفوذپذيري كاهش مي يابد شكل (  ) . يك نكته جالب اينكه شير با مقداري چربي (1%) در مقايسه با شير چربي گرفته جريان بيشتري عبور مي دهد چون شير چربي گرفته استعداد بيشتري براي كف كردن طي پمپاژ دارد كه باعث گرفتگي غشا مي شود .

سيستم MF شامل يك تانك تغذيه كننده و يك پمپ تغذيه كننده و 2 حلقه ريسكولاسيون است يكي براي رتنتيت و ديگري براي  پرميت . در هر 2 حلقه دريچه هايي وجود دارد كه با سنسورهايي براي توليد مداوم 2 جريان با غلظت هاي متفاوت تنظيم مي شوند البته با پيشرفت هاي اخير در زمينه تكنولوژي غشاهاي سراميكي باعث شد كه از كاربرد يك حلقه ريسكولايسون پرميتMF  صرفنظر كرد كه از هزينه سرمايه گذاري تجهيزات نصب شده كم متعاقب أن در مصرف انرژي صرفه جويي مي شود .

 

 

 

تعداد صفحات:29

متن کامل را می توانید دانلود نمائید چون فقط تکه هایی از متن در این صفحه درج شده (به طور نمونه) و ممکن است به دلیل انتقال به صفحه وب بعضی کلمات و جداول و اشکال پراکنده شده یا در صفحه قرار نگرفته باشد که در فایل دانلودی متن کامل و بدون پراکندگی با فرمت ورد wordکه قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است.


اشتراک بگذارید:


پرداخت اینترنتی - دانلود سریع - اطمینان از خرید

پرداخت هزینه و دریافت فایل

مبلغ قابل پرداخت 4,900 تومان

درصورتیکه برای خرید اینترنتی نیاز به راهنمایی دارید اینجا کلیک کنید


فایل هایی که پس از پرداخت می توانید دانلود کنید

نام فایلحجم فایل
file3_1745505_3275.zip28.2k