شبیه سازی دینامیکی فرآیند اولترافیلتراسیون با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)

تاکنون تحقیقات مختلفی درخصوص آنالیز دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) ، در مقالات مختلف ذکر شده است . اما در زمینه فرآیند اولترافیلتراسیون و شبیه سازی ، مطالب زیادی وجود ندارد . در سالهای اخیر با ورود کامپیوترهای پرسرعت و نیز توسعه نرم افزارهای پیشرفته دینامیک سیالات محاسباتی ، نظیر نرم افزار Fluent این تحقیقات روند رو به افزایشی داشته است . ساختار پیچیده هندسی جریان در دو طرف غشاء و کنترل دشوار آنها سبب شده است که ، به کمک دینامیک سیالات محاسباتی به دنبال توسعه و بهینه سازی در طراحی و کنترل این نمونه از فرآیندها باشیم . در این مقاله در ابتدا انواع فرآیندهای غشایی بالاخص فرآیند اولترافیلتراسیون و چگونگی کاربرد آنها در صنایع غذایی بررسی شده است . سپس ضمن آشنایی با قابلیتهای نرم افزار فلوئنت فرآیند اولترافیلتراسیون آب پنیر مدل سازی شده است . بدین منظور مشخصات فیزیکی و شیمیایی آب پنیر(بعنوان سیال)، شرایط مرزی و شرایط کنترل برای افت فشار فرآیند، انتقال جرم و چگونگی پروسه جداسازی تعریف می شود. نتایج این شبیه سازی بیانگر محدوده عملکردی مناسب )شامل دما ، فشار ، (PHدرفرآیند اولترافیلتراسیون آب پنیر جهت دستیابی به محصول نهایی با کیفیت بالاتر ، در کنار صرفه جویی حدود 20% و حفظ محیط زیست می باشد . برای بالا بردن راندمان توصیه می شود که از دستگاه چرخه ای چند مرحله ای در پشت داکت غشاء جهت بررسی مدل های اغتشاش و استفاده از دستگاه های مدرن تبخیر در ورودی سیال به غشاء نیز استفاده گردد.

Keywords:

اولترافیلتراسیون , CFD , غشاء , پنیر , انتقال جرم , فلوئنت