بررسی متغیرهای موثر در جداسازی مواد زیستی توسط فیلتر غشایی تحت خلاء: مطالعه موردی محلول اسیدی پکتین

پکتین یکی از پرکاربردترین ترکیبات در صنایع غذایی است که از محصولاتی چون پوست مرکبات و ضایعات استخراج می شود. از روش های متداول برای تصفیه محلول اسیدی به منظور استخراج پکتین، در مقیاس انبوه، استفاده از ترکیب نیروی خلاء و فیلترهای غشایی است. این پژوهش به بررسی متغیرهای مهم فیلتر غشایی تحت خلاء در جداسازی مواد فیبری از محلول اسیدی پکتین می پردازد. این متغیرها شامل اندازه ذرات کمک-فیلتر (پرلیت)، ضخامت لایه پرلیت و میزان خلاء است که موارد ذکرشده همگی بر کیفیت جداسازی، دبی حجمی تولید و انرژی مصرفی اثرگذارند. بدین منظور یک دستگاه فیلتراسیون تحت خلاء ساخته شد تا مواد فیبری حل شده در محلول را جداسازی نماید. متغیرهای مستقل پژوهش حاضر، در سه سطح مورد بررسی قرار گرفتند و به کمک روش سطح پاسخ (RSM) داده های حاصل از بررسی متغیرهای مذکور تحلیل شد و مقدار بهینه ی هر یک از متغیرها مشخص گردید. نتایج نشان داد که با افزایش سطح خلاء از  ۰/۲ تا ۰/۴ bar میزان دبی ۶/۵ برابر افزایش داشته است. اما با افزایش بیشتر مقدار خلاء، دبی تولید کاهش داشته است که نشان دهنده گرفتگی فیلتر کاغذی و کاهش دبی در سطح خلاء    ۰/۶ bar و پرلیت ۱۰۰ میکرون است. نتایج ارزیابی نشان داد که اندازه ضخامت لایه پرلیت بیشترین  تاثیر را بر  بازده جداسازی دارد و با افزایش ضخامت از ۱ به ۲ سانتی متر، بازده ۲/۵ برابر افزایش داشته است. مقدار بیشینه بازده جداسازی در سطح خلاء ۰/۲ bar، اندازه ذرات ۲۰ میکرون و ضخامت ۲ سانتی متر حاصل شد. مصرف انرژی در پرلیت ۶۰ میکرون برابر با ۰/۷۴ Wh  در حالت بهینه قرار گرفت و در  اندازه های درشت تر و ریز تر پرلیت انرژی مصرفی ۴/۵ برابری داشتند. یافته های حاصل از پژوهش حاضر در ساخت سامانه جداسازی مواد زیستی توسط فیلتر غشایی تحت خلاء در مقیاس صنعتی کاربرد دارد.

Keywords:

Extraction , Yield , Energy Consumption , Orange Peel , Perlite , استخراج , بازده , انرژی مصرفی , پوست پرتقال , پرلیت