بررسی تأثیر پارامترهای عملیاتی بر فرایند فراتصفیه آب پنیر و مقاومت غشا با استفاده از غشا الیاف توخالی نانوساختار پلی‌اترسولفون

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

آزمایشگاه تحقیقاتی فناوری‌های نوین غشایی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران

چکیده

آب پنیر یک آلاینده قوی است که پس از تهیه پنیر و یا حذف کازئین و چربی شیر باقی می­ ماند و در حدود 50% مواد ارزشمند شیر را دارا است. فرایندهای غشایی برای تصفیه و تغلیظ پروتئین­ های آب پنیر در صنایع لبنی از توجه ویژه ­ای برخوردارند. استفاده از این فرایندها سبب می­ شود افزون بر بازیابی محتوای ارزشمند آب پنیر، از آلودگی محیط زیست و خطرهای احتمالی آن برای گیاهان و جانوران در صورت دفع شدن به محیط زیست، جلوگیری شود. در این پژوهش سه غشا الیاف توخالی نانوساختار پلی­اتر سولفون با اندازه حفره ­ها و ویژگی­ های گوناگون به منظور بررسی مقاومت ذاتی غشاها و تأثیر پارامترهای دما و فشار بر مقاومت گرفتگی غشا، تأثیر پارامتر دما بر روی شار جریان عبوری، پس زنی پروتئین و عبوردهی لاکتوز مورد بررسی قرار گرفتند. نتیجه­ ها نشان داد با افزایش دما شار افزایش می ­یابد. مقاومت ذاتی غشا و مقاومت گرفتگی با کاهش اندازه حفره­ها افزایش می­ یابند. مقاومت گرفتگی با افزایش فشار افزایش یافته ولی مقاومت ذاتی تغییر محسوسی نمی­ کند

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Wit D.J., “Lecturer's Handbook on Whey and Whey Product,”. European Whey Products Association (2001).

[2] Cheryan M., “Ultrafiltration and microfiltration handbook”. CRC Press (1998).

[3] فلاح نژاد، ز؛ باکری, غ؛ رحیم نژاد، م؛  تصفیه پساب­های نفتی با استفاده از غشای نانوساختار الیاف توخالی پلی اترسولفون، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (2) 34: 73 تا 85 (1394).

[4] Lin, Su-Hsia, Hung, Chia-Lin, & Juang, Ruey-Shin., Effect of Operating Parameters on the Separation of Proteins in Aqueous Solutions by Dead-End Ultrafiltration, Desalination, 234(1–3): 116-125 (2008).

[5] Chen Z., Luo J., Wang Y., Cao W., Qi B., Wan Y., A Novel Membrane-Based Integrated Process for Fractionation and Reclamation of Dairy Wastewater, Chemical Engineering Journal, 313: 1061-1070 (2017).

[6] Goulas G., Grandison A., “Applications of Membrane Separation. In Advanced Dairy Science and Technology,” (pp. 35-75). BlackwellPublishing(2008).

[7] Rektor A., Vatai G., Membrane Filtration of Mozzarella Whey, Desalination, 162: 279-286 (2004).

[8] Sarkar P., Ghosh S., Dutta S., Sen D., Bhattacharjee C., Effect of Different Operating Parameters on the Recovery of Proteins from Casein Whey Using a Rotating Disc Membrane Ultrafiltration Cell, Desalination, 249(1): 5-11 (2009).

[9] Chiang B.H., Cheryan M., Ultrafiltration of Skim Milk in Hollow Fibers, Journal of Food Science, 51(2): 340-344 (1986).

[10] Breslau B.R., Kilcullen B.M., Hollow Fiber Ultrafiltration of Cottage Cheese Whey: Performance Study, Journal of Dairy Science, 60(9): 1379-1386 (1977).

[11] Chollangi A., Hossain M.M., Separation of Proteins and Lactose from Dairy Wastewater, Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 46(5): 398-404 (2007).

[14] Atra R., Vatai G., Bekassy-Molnar E., Balint A., Investigation of Ultra-and Nanofiltration for Utilization of Whey Protein and Lactose, Journal of Food Engineering, 67(3): 325-332 (2005).

[16] Sangita Bhattacharjee C.B., Studies on the Fractionation of B-Lactoglobulin from Casein Whey Using Ultrafiltration and Ion-Exchange Membrane Chromatography, Journal of Membrane Science, 275: 141–150 (2006).

[17] Carić M.D., Milanović S.D., Krstić D.M., Tekić M.N., Fouling of Inorganic Membranes by Adsorption of Whey Proteins, Journal of Membrane Science, 165(1): 83-88 (2000).

[18] She Q., Tang C.Y., Wang Y.N., Zhang Z., The role of Hydrodynamic Conditions and Solution Chemistry on Protein Fouling During Ultrafiltration, Desalination, 249(3): 1079-1087 (2009).

[19] Yeh H.M., Tsai J.W., Membrane Ultrafiltration in Multipass Hollow-Fiber Modules, Journal of Membrane Science, 142(1): 61-73 (1998).

[20] Yuliwati E., Ismail A.F., Matsuura T., Kassim M.A., Abdullah M.S., Effect of Modified PVDF Hollow Fiber Submerged Ultrafiltration Membrane for Refinery Wastewater Treatment, Desalination, 283: 214-220 (2011).

[22] Dubois M., Gilles K.A., Hamilton J.K., Rebers P., Smith F., Colorimetric Method for Determination of Sugars and Related Substances, Analytical chemistry, 28(3): 350-356 (1956).

[23] Tamime A.Y. (Ed.), “Cleaning-in-Place: Dairy, Food and Beverage Operations”, (Vol. 13). (3rd ed., pp. 195-222). John Wiley & Sons (2009).

[24] Castro B.N., Gerla P.E., Hollow Fiber and Spiral Cheese Whey Ultrafiltration: Minimizing Controlling Resistances, Journal of Food Engineering,69(4): 495-502 (2005).