مطالعه پدیده گرفتگی در شفاف سازی غشایی آب سیب به کمک سامانه غشایی سطح تراش

شفاف سازی آب میوه جهت بهبود خواص فیزیکوشیمیایی و بازارپسندی مهم است. به دلیل مصرف بالای انرژی، زمان بر بودن، تخریب ترکیبات حساس به حرارت و کاهش ارزش تغذیه­ای در روش های سنتی، امروزه برای شفاف سازی آب میوه فرآیند های غشایی به کار گرفته شده است. یکی از مشکلات مهم فرآیندهای غشایی، کاهش شار تراوه ناشی از قطبش غلظتی و گرفتگی غشا می­باشد. در این مطالعه، یک روش مکانیکی جدید برای ایجاد تلاطم در جریان به منظور کاهش اثرات نامطلوب قطبش غلظتی و گرفتگی غشا ایجاد شد. بدین منظور، از غشا اولترافیلتر با جنس پلی اتر سولفون (PES[۱]) و حد وزن مولکولی (MWCO[۲]) ۴ کیلو دالتون درون سامانه غشایی با تیغه های تراشنده سطح جهت شفاف سازی آب سیب استفاده شد. اثر پارامترهای عملیاتی شامل سرعت دوران تیغه­ها (۰، ۶۰۰، ۱۴۰۰ و ۲۲۰۰ دور بر دقیقه)، فشار (TMP[۳]) (۵/۰، ۱ و ۵/۱ بار)، سرعت جریان[۴](FFR) (۱۰، ۱۵ و ۲۰ میلی­لیتر بر ثانیه) و فاصله تیغه از سطح غشاء (۲ و ۵ میلی­متر) بر فاکتور غلظت حجمی (VCF[۵])، مقاومت گرفتگی، زمان وقوع هر کدام از مکانیسم های گرفتگی و مورفولوژی لایه کیک بررسی شد. طبق نتایج انجام فرایند در فشار ۵/۰، سرعت جریان ۱۰ میلی لیتر بر ثانیه، سرعت دوران تیغه ها ۶۰۰ دور بر دقیقه و فاصله ۲ میلی متری تیغه ها از سطح غشا بهترین تاثیر را بر VCF و کاهش گرفتگی داشت. مکانسیم اصلی گرفتگی در فرآیند، تشکیل لایه کیک بود. چرخش تیغه ها شدت تشکیل لایه کیک و ضخامت آن بر سطح غشا را کاهش داده و منجر به افزایش سهم گرفتگی استاندارد شد.   [۱]- Polyether sulfone [۲]- Molecular weight cut off [۳]- Trans membrane pressure [۴]- Feed flow rate [۵]- Volumetric concentration factor

Keywords:

آب سیب , شفاف سازی غشایی , سامانه سطح تراش , قطبش غلظتی , گرفتگی , فاکتور غلظت حجمی