دانلود مقاله فرایند های غشایی و کاربرد آن ها در صنایع لبنی UF اولترافیلتراسیون

Word 543 KB 11732 21
مشخص نشده مشخص نشده صنایع غذایی
قیمت قدیم:۱۶,۰۰۰ تومان
قیمت: ۱۲,۸۰۰ تومان
دانلود فایل
  • بخشی از محتوا
  • وضعیت فهرست و منابع
  • تاریخچه :

    تاریخچه جدا سازی مواد کلوئیدی از محلولها توسط صافیهای غشایی به قرن گذشته بر می گردد . جداسازی آنزیمهای پروتئینها در مقیاس آزمایشگاهی بوسیله غشاء نیمه تراوا با دیالیز انجام میپذیرفت . به دلیل کسل کننده بودن و نیاز به مدت طولانی در این روش تلاشی جهت بکارگیری آن در مقیاس صنعتی برای جداسازی مواد کلوئیدی و تغلیظ صورت نمی پذیرفت .                                                                                             

    تکامل و توسعه فراپالایش در مقیاس صنعتی پس از اکتشاف غشاهای نامتقارن اسمیتریک به وسیله لئو و سوری- جان در سال 1962 پدید آمد . هر چند اهداف این دو نفر تولید غشاهایی برای نمک زدایی آب دریا به طریقه اسمز معکوس بود . مدت کوتاهی پس از آن غشاهای فراپالایش نامتقارن با شدت نفوذ بالا خواص مناسب و مقاومت مکانیکی خوب ابداع و کشف گردید .                                                                                                 

    تحقیقات برای دستیابی به یک ساختمان مناسب برای فراپالایش موجب ابداع شکل لوله ای صافیها گردید . در سال 1969 طرح صفحه و قاب برای سیستم فراپالایش ابداع شد و در همان زمان اشکال مختلف فراپالایش بطور تجاری در اختیار عموم قرار گرفت . از آن پس توسعه بسیار سریعی در تجهیزات و ساختار غشاهای فراپالایش پدید آمد .                                                                                                                                    

     

     

     

    مقدمه

    Mombnrane  sepratio

    فاز حالتی از ماده که کاملا یکنواخت وهمگن است

    انواع فازها

    گاز – گاز

    گاز – مایع

    گاز –جامد

    مایع – مایع

    مایع – جامد

    جامد – جامد

    هدف ما از فرزایند های غشائی جدا ازی مواد فازها در اثر کنترل راه عبور آنها ست

    غشاها

    غشاء : لایه ای نازک که می تواند اجزاء یک سال را به طور انتخابی از آن جدا کند یا فاز سومی است که انتقال جرم بین فاز را کنترل می کند

    خواص غشا: فیزیکی :اندازهحفره ْشکل حفره تعداد حفره.

    شیمیایی : بار سطحی ْتوانایی جذب ْ آبگریزی یا آبروستی غشا

    غشاهایی که در صنعت شیر به کار می رود باید دارای وبژگی های زیر باشند

    قابلیت عبور مقادیر زیاد تداویده را داشته باشند.

    دارای قدرت انتخابی زیاد باشند.

    دارای مقاومت باکتریولوژی خوب باشند.

    نسبت به مواد پاک کننده و ضد عفونی کننده مقاوم باشد.

    هزینه تهیه آنها ارزان و مقرون به صرفه باشد.

      دسته بندی غشاها

    غشاء های غیر متقارن »:

    ازشکل دهی یک محلول پلیمری در حلالها وغیر حلالها تولید می شود (التیرافیلتراسیون ) در برابر عوامل اکسید کننده و تمیز شدن اسید نیتریک و سود کاستیک مقاوم ولای نسبت به برذخی مقادیر کلز عکس العمل نشان می دهند .

    غشاء های اساتدلاروزی:

    که در هیپر فیلتراسیون به کاربرده می شود به دماهای بیش از سی تا 40 درجه وشرایط قلیایی حساس می باشند .

     

     غشاهای مرکب ورغهخ نازک :

    غشاهایی هستند که از شکل گیری لایه بسیار نازکی از یک پلیمر بر روی یک غشای اولترا فیلدراسیونی به وجود می آیند ودر هیپر فیلدراسیون محصولات لبنی کاربرد وسیعی دارند مثل غشاهای DDS  HD گرچه حساسیت بیشتری به کلر از خود نشان می دهند اما از قابلیت های شیمیایی وحرارتی بالاترینسبتا به غشاهای استید سللوزی برخوردارند

    غشاهای غیر عالی هیدرواکسید زیرکونتیوم :

    در داخل لوله های کربن شکل می یابد وگاهی در صنایع لبنیات استفاده می شود

    تقسیم بندی غشاخهابراساس مواد سازنده

    غشاهعای پلیمری :

    الف : پلی پروپیلن                      MF

    ب : پلی ونیلیدن فلوریدن (pvdf)                  MF وUF

    ج سلولز نیترات                MF وUF

    د: سلولز استات              MF وUFو RO 

    ه : پلی اتیل اترکتون             MF وUF

    و : پلی نترا فلورا اتیلن  ( PTFE)                     MFوUF

     غشاهای سرامیکی : کاربردهای آن در غنی سازی اورانیوم است.

    غشاهای فلزی: جنس این نوع غشاها از فلزها وآلیاژهای فلزی می باشد.

    غشاهای مایع : که در عملیات جداسازی بین دوفاز از یک مایع که در فاز مذکور حل نمی شود استفاده کرد .

    حفره ها از نظر اندازه

    الف : حفره بزرگ               marco  pores       بیش از   50 nm

    ب : حفره متوسط :          marco  pores       بیش از   50 nm - 2

    ج : حفره کوچک :               marco  pores       بیش از   20 nm

    اندازه حفرات غشاهای مختلف

    Nf          nm            2

    Uf                   nm     50-2

    Mf               nm     5-0.05

    Ro                   بدون حفره میباشد.

    زنجیره های پلیمریتشکیل دهنده غشائ می تواند بلند یا کوتاه ،بلوری crystalline         بیشکل     amorphous        یا متقاطعcross-linked       باشند .

     

    ساختمان غشاء : لایه فوقانی تا حد امکان نازک باشد که باعث افزایش شدت جریان عبوری از آن می شود.

    اندازه قطر منافذ و پراکنندگی آنها در سطح غشاء نیز یکسان و یکنواخت باشد.

    مقاومت در برابر فشار : غشاهای فرا پالایش دار محدوده فشار 5/1 تا 8 بار بکار برده می شوند. پس باید در مقابل شدن مکانیکی مقاوم باشند در غیر این صورت ساختمان آنها تغییر شکل یافته و عملکردشان تغییر می یابد.

    مقاومت در برابر دما: درجه حرارت عامل تأثیر گذار بر روی مواد سازنده غشاء است. فرا پالایش شیر در دمای حدود c‌50 انجام می شود تا علاوه بر کنترل رشد باکتریها از افزایش ویسکوزیته شیر تغلیظ شده (در دمای پایین) جلوگیری شود، بنابراین غشاها بایستی در برابر حداکثر دمای کاربردی در طی فرآیند و عملیات شستشو مقاوم باشند.

    مقاومت در برابر تغییرات PH : خواص و ترکیب شیمیایی ماده فراینده شوینده اثر مهمی بر روی عمر غشاها دارد. غشاهای استات سلولز در مقابل محلولهای قلیایی آسیب پذیرند.

    سازگاری شیمیایی : قابلیت تحمل غشاء در برابر مواد شیمیایی موجود در محلولهای شستشو مانند اسیدها، قلیاها، شوینده ها ، عوامل اکسید کننده و مواد ضد عفونی کننده می باشد.

    مقاومت در مقابل تجزیه میکروارگانیزم ها : سیالهای بیولوژیک دارای مقادیر زیادی میکروفلور است که ممکن است بر روی مواد سازنده غشاء اثر سوء بر جای گذارند. بنابراین بایستی مواد مصرفی در ساخت غشاء در مقابل آلودگی mic و تجزیه بیولو‍ژیکی (تأثیر پذیری در برابر آنزیمها) مقاوم باشند.

    مدلهای غشائی

    برای بکارگیری غشاها لازم است از تجهیزاتی استفاده کنیم تا در مقابل فشارهای عملیاتی مقاوم باشند. برای این منظور غشاها بر مدولهائی سوار می شوند که به آسانی در درون سیستمهای مکانیکی در کنار یکدیگر بصورت مرتب قرار می گیرند، یکی از اهداف اصلی طراحی مدولها، جا دادن قسمتهای بزرگ غشاء در یک حجم کوچک برای مقاومت در برابر سرعت جریانهای خوراک می باشد.

    از انواع پیکربندیهای رایج در سیستمهای غشائی میتوان به صفحه سطح، لوله ای، فیبر تو خالی ظریف و مارپیچی – حلزونی اشاره کرد.

    مدولهای صفحه مسطح ، یا سیستمهای غشائی صفحه و قاب از تعدادی غشای مسطح که لابلای آنها صفحات فاصله دهنده (فضا ساز spacer ) بکار رفته است. تشکیل شده اند. صفحات نگهدارنده از کانالهائی تشکیل شده که اجازه عبور خوراک و جریان نفوذی را میدهد این غشاها و صفحات نگهدارنده با قرار گرفتن در کنار یکدیگر باعث مقاومت در مقابل فشار اعمالی می شود. ضخامت غشاها در حدود 50تا 500 mm میباشد. این غشاها مستعد جرم گرفتن از طریق ذرات معلق می باشند.

    مدولهای لوله ای ، اولین طرح سیستم اسمز معکوس بود که در مقیاس تجاری و صنعتی بکار گرفته شد. این مدولها شامل غشاهائی که در درون لوله ها قرار گرفته اند هستند که دارای قطری از 6 تا mm 25 می باشند. مدولهای لوله ای ثابت شامل چند تا از لوله های غشائی (1 و 7 یا 19) می باشند. که یکدیگر را مانند یک ترکیب فشرده، نگه میدارند و بسوی لوله های رابط خوراک و مخازن جریان نفوذی هدایت می شوند. چنانکه خوراک از یک انتهای لوله بداخل آن پمپ شده و در راستای شعاعی با فشار از لوله متخلخل و غشا عبور می کند. در نتیجه آب از سطح خارجی غشاء چکه کرده و محلول نفوذی از انتهای دیگر لوله خارج می شود.

    مدولهای غشائی لوله ای از حایل خارجی تشکیل شده اند، که از غشاهای لوله ای که در درون لوله های تکی قرار گرفته اند محافظت می کنند. باعث می شود در برابر فشار زیاد مقاومت کنند که بیشتر همچنانکه گفته شد این سیستم مناسب اسمز معکوس می باشد ولی چون سطح غشائی در این نوع سیستم اسمز معکوس کوچک است استفاده از آن برای مواردی که سرعت حجمی جریان بالاست، بسیار پرهزینه خواهد بود.

    مدولهای مارپیچی ، با هدف افزایش سطح غشائی در واحد حجم، با طرح اولیه مدولهای لوله ای طراحی شده اند. در این سیستم دو لایه غشاء توسط یک صفحه مشبک پلاستیکی از یکدیگر جدا شده اند و در سمت دیگر غشاء نیز یک صفحه متخلخل وجود دارد که این پنج لایه به دور یک لوله متخلخل که جریان خوراک در آن وارد می شد پیچیده می شوند برای اختلاط جریان خوراک و جریان نفوذی، لبه های لوله را مسدود می کنند. خوراک بعد از پمپ شدن به داخل لوله متخلخل به درون شبکه پلاستیکی وارد می شود، که محلول نفوذی در راستای شعاع از غشاء عبور کرده و وارد لایه متخلخل می شود و خارج می شود محلول تغلیظ شده نیز از انتهای دیگر لوله مارپیچی خارج می شود. برای جمع آوری محلول نفوذ و ایجاد مقاومت در برابر فشار، کل غشاء در درون یک لوله فلزی مقاوم قرار می گیرد.

    با توجه به اینکه شبکه لاستیکی به ایجاد اغتشاش و به حداقل رساندن تشکیل جرم و رسوب کمک می کند باز این سیستم مستعد جرم گرفتگی از طریق مواد معلق می باشد. لوله های مارپیچی معمولاً دارای 11 سانتی متر قطر و 84 سانتی متر طول می باشند. فاصله بین دو غشاء 7/0 میلی متر و مساحت آن 5 متر مربع است.

    مدولهای فیبر توخالی ، شامل دسته هائی از فیبرها می باشند که دارای قطری برابر 5/0 تا mm 3 در درون لوله های رابط پلاستیکی محکم شده اند و در درون لوله های محافظ نفوذی در کنار هم قرار می گیرند خوراک به داخل لوله رانده شده و بعد از تغلیظ از سر دیگر خارج می شد و محلول نفوذی از لوله محافظ بیرونی عبور می کند. فیبرهای تو خالی ثابت برای استفاده در فشارهای عملیاتی که مناسب بوده و برای جداسازی آرام و یکنواخت، برای اجزای معلق بکار می روند.

    مدولهای فیبر تو خالی ظریف، حاوی رشته هائی با قطری در حدود 50 تا mm‌100 می باشند. در این سیستم الیافی از فیبرها در درون قابل U شکل قرار می گیرند. مایع خوراک به فضای بیرونی فیبرها وارد می شود و جریان نفوذی با عبور از غشاء از درون فیبرها خارج می شود که این‌ آرایش قادر خواهد بود در برابر فشارهای عملیاتی بالا مقاومت کند.

    گرفتگی غشاء و روش مقابله با آن:

    هرگاه تراوایی محلول از یک غشاء با تراوای همان حلال به صورت خالص کمتر باشد این پدیده را گرفتگی غشاء می نامند.

    گرفتگی غشاء یک مسأله در فرآیندهای فرا پالایش بوده و عوارش حاصل از آن متعدد

  • فهرست:

    ندارد.


    منبع:

    ندارد.

چکیده در این مقاله ، پیشرفت های جدید در زمینه ریز پالایش با جریان عرضی cross flow mtro filtra tion (CFMF) بوجود آمده ، مورد بررسی قرار می گیرد . اکثر این پیشرفت ها اختصاص به صنعت لبنی دارد . استفاده از فرضیه فشار هیدرولیک ترانس ممبران uniform transmembrane hy drolic pressur (UTP) با روشهای مختلف ریسکوله کردن میکروفیلترت آن و درجه تخلخل طولی و غشاهای سرامیکی جدید اجازه داد که ...

چالشهای تحقیقات کشور در زمینه فناوری جداسازی غشایی گازها فرآیندهای جداسازی غشایی از دهه 1960 کاربردهای صنعتی یافتند و برخی از آنها مانند جداسازی گازها توسط غشاء، عمری کمتر و در حدود 25 سال دارند. در خلال این دوره زمانی، این فرآیندها کاربردهای متنوعی در صنایع یافته و رشد چشمگیری در بازار فروش بدست آورده اند. به عنوان مثال، متوسط رشد سالیانه بازار فروش فرآیندهای غشایی در فاصله ...

نانو، دلالت بر یک واحد بسیار کوچک در علم اندازه گیری دارد. یک نانومتر معادل 9-10 متر یا به عبارتی یک میلیاردم متر است. اخیراً با ورود فناوری های نوین از قبیل زیست فناوری و نانو فناوری، مواد و راهکارهای جدیدی برای تصفیه آب و نیز آب و فاضلاب های صنعتی و کشاورزی معرفی شده و یا می شوند. کاربردهای فناوری نانو در این خصوص عبارتند از : نانو فیلترها، نانو فتوکاتالیست ها، مواد نانو حفره ...

برای برطرف کردن ذرات ریز و نمکهای حل شده، سیستم جداسازی با استفاده از غشاء تعبیه شده است که متفاوت با روش های قدیمی فیلتراسیون ذرات می باشد که آنرا فیلتراسیون غشایی با استفاده از جریان متقاطع نامیده اند. در این روش جریان پر فشار موازی با سطح غشاء وارد سیستم می شود. قسمتی از این جریان از میان غشاء عبور کرده در حالیکه ذرات موجود در آن در پشت غشاء بنام Concentrate باقی می ماند. از ...

برای برطرف کردن ذرات ریز و نمکهای حل شده، سیستم جداسازی با استفاده از غشاء تعبیه شده است که متفاوت با روش های قدیمی فیلتراسیون ذرات می باشد که آنرا فیلتراسیون غشایی با استفاده از جریان متقاطع نامیده اند. در این روش جریان پر فشار موازی با سطح غشاء وارد سیستم می شود. قسمتی از این جریان از میان غشاء عبور کرده در حالیکه ذرات موجود در آن در پشت غشاء بنام Concentrate باقی می ماند. از ...

چالشهای تحقیقات کشور در زمینه فناوری جداسازی غشایی گاز ها فرآیندهای جداسازی غشایی از دهه 1960 کاربردهای صنعتی یافتند و برخی از آنها مانند جداسازی گازها توسط غشاء، عمری کمتر و در حدود 25 سال دارند. در خلال این دوره زمانی، این فرآیندها کاربردهای متنوعی در صنایع یافته و رشد چشمگیری در بازار فروش بدست آورده اند. به عنوان مثال، متوسط رشد سالیانه بازار فروش فرآیند های غشایی در فاصله ...

تخم مرغ وفرآوري آن 1 مقدمه : تخم مرغ به عنوان يک ماده غذايي سالم ومقوي ومنبع خوبي از پروتئين، ويتامين ها واملاح ضروري هموار مورد توجه بوده است وامروزه نيز چه به تنهايي وچه درکنار ومواد غذايي ديگر کاربرد گسترده اي در تهيه موارد خوراکي ، انوا

چيکده: بيوراکتورهاي غشايي (MBRs) طي سال‌هاي اخير به عنوان سيستم‌هاي پيشرفته تصفيه پساب کاربرد گسترده‌اي داشته‌اند. البته مشکل رسوب‌گيري در اين سيستم‌ها باعث کاهش توان رقابتي آنها گرديده است. به طور کلي، رسوب‌گيري در غشاهاي آبگريز بيشتر از غشاها

روشی موثر و سریع برای نمک زدایی یا تغییر بافر نمونه های بیولوژیکی دیافیلتریشن روشی است که غشاهای فراپالایش (پالایش از لا به لای صافی ای که قادر به گذراندن ذرات بسیار و ریز میکروسکوپی باشد) را برای تغییر، جابجایی یا کم کردن غلظت نمک یا مواد حل شده در محلول که شامل پروتئین ها، پپتیدها، نوکلئیک اسید و مولکولهای دیگر می باشد، مورد استفاده قرار می دهد. که در این حال با انتخاب ...

تعریف خشک کردن، یکی از روش های نگهداری طولانی مدت از غذاهاست. این فرایند با گرفتن آب موجود در ماده غذایی صورت می گیرد. آب خود سبب فساد ماده غذایی شده و به رشد موجودات ریز زنده کمک می کند. معمولاً آب موجود در ماده غذایی ضمن تبخیر از دست می رود (خشک کردن در جریان هوا، خشک کردن زیر نور آفتاب، دودی کردن یا خشک کردن به وسیله باد). اما در خصوص خشک کردن ماده غذایی به وسیله منجمد کردن ...

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول