ﯽﯾاﺬﻏ داﻮﻣ يروآﺮﻓ و يراﺪﻬﮕﻧ رد ﯽﯾﺎﺸﻏ...

1

مواد غذایی شایی در نگهداري و فرآوريتکنولوژي غ 2، سید علی مرتضوي*1محمود نجف زاده

عضو گروه پژوهشی افزودنیهاي غذایی جهاد دانشگاهی مشهد -1 عضو هیئت علمی گروه مهندسی علوم و صنایع غذایی دانشگاه فردوسی مشهد -2

چکیده

. وغذایی بدست آورده است و در کاربرد هاي وسیعی مورد استفاده قرار می گیرد غشاء یک جایگاه مهمی در تکنولوژي هاي شیمیایی

غشاء هاي . ویژگی کلیدي که مورد بهره برداري قرار گرفته است توانایی یک غشاء در کنترل نرخ نفوذ یک ماده شیمیایی توسط غشاء است

.تقسیم بندي کرد Anisotropic Membranesو Isotropic Membranesمورد استفاده در صنعت را می توان به دو گروه ،

تکنولوژي غشایی، مواد غذایی، میکروفیلتراسیون :کلمات کلیدي

Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/)

http://www.novapdf.com/


2

:مقدمه

. غشاء یک جایگاه مهمی در تکنولوژي هاي شیمیایی وغذایی بدست آورده است و در کاربرد هاي وسیعی مورد استفاده قرار می گیرد در . بهره برداري قرار گرفته است توانایی یک غشاء در کنترل نرخ نفوذ یک ماده شیمیایی توسط غشاء است ویژگی کلیدي که مورد

.کاربردهاي جداسازي ، هدف اجاز ه عبور آزادانه یک جزء از یک مخلوط از غشاء وممانعت از عبور جزء دیگري می باشد

:تاریخچه استفاده از غشاء درصنایع غذایی

Osmosisکلمه Abbe Noletبراي مثال . میالدي بر می گردد 18اتیک بر روي غشاء ها توسط دانشمندان به قرن مطالعات سیستمغشاءها در صنایع استفاده 20و اوایل قرن 19تا اواسط قرن . ابداع کرد 1748را براي توصیف نفوذ آب از طریق یک دیافراگم در سال

در یک بازه زمانی . اهی براي توسعه تئوري هاي فیزیکی و شیمیایی مورد استفاده قرار می گرفتند نمی شدند بلکه در ایزار آالت آزمایشگ

در اوایل . و دیگران در توسعه تئوري سینتیک گازها استفاده شده بود Maxwellبرابر ، یک غشاء نیمه نفوذ پذیر کامالٌ انتخابی توسط

نه خوك ها ، گاو یا ماهی و پوشش ساخته شده از روده حیوانات را مورد آزمایش قرار می محققان هر نوع دیافراگم قابل دسترس مانند مثا 1907در سال . ترجیح داده شدند چون آن ها ها قابلیت تولید داشتند ) ( Colldion nitrocelluloseبعدها غشاء هاي . دادند

Bechhold سال بعد این تکنولوژي 20در طول . سوراخ هاي ریز ابداع کرد یک تکنیکی را براي تولید غشاهاي نیترو سلولز با درجه

عناصري از علم غشایی 1960از سال . میکروفیلتراسیون غشایی در دیگر پلی مرها و به طور قابل مالحظه در استات سلولز توسعه یافت مانع عمده بر سر توسعه غشاها 4. برد داشتند مدرن گسترش یافت اما غشاها فقط در یک تعداد کمی از آزمایشگاه ها و صنایع ویژه کار

:وجود داشتند

، خیلی غیر قابل اعتماد

، خیلی کند

، خیلی غیر انتخاب کننده

خیلی گران بودند.

شکل گیري پروسس هاي غشایی دیگر شامل ، پلی . یک تغییرات مهمی در وضعیت تکنولوژي غشایی بوجود آمد 1980تا 1960در دوره

به بعد 1980از سال . ن سطح داخلی پوشش هاي چند الیه ، پیشرفت هایی براي ساخت غشاهایی با کارایی باال بودند مریزاسیومیکروفیلتراسیون ، الترافیلتراسیون ، اسمز معکوس و الکترودیالیز پروسس هایی بودند که در سرتاسر جهان توسط دستگاه هاي گوناگون به

. کار گرفته می شدند

:ندي غشاءها تقسیم ب




3

Anisotropic Membranesو Isotropic Membranesغشاء هاي مورد استفاده در صنعت را می توان به دو گروه ،

.تقسیم بندي کرد

1 .Isotropic Membranes :

: Microporous Membranes. الف . 1

ساختار سفت و بسیار تو خالی با توزیع تصادفی و خلل و فرج آن یک. این غشاء در ساختار و عملکرد خیلی شبیه به یک فیلتر مرسوم است هرچند که این غشاء به خاطر داشتن سوراخ هاي بسیار ریز با فیلترهاي مرسوم تفاوت هایی دارند که قطر این . بهم پیوسته می باشد

دازه مولکول ها و توزیع اندازه خلل و فرج در این غشاءها جداسازي ذزات براساس ان. میکرومتر می باشد 0.01 -10سوراخ ها در حدود

به طور معمول ، فقط مولکول هایی که اختالف قابل توجهی در اندازه دارند می توانند به طور موثري توسط این غشاءها . صورت می گیرد .جداسازي می شوند براي مثال در الترافیلتراسیون و میکروفیلتراسیون

: Nonporous , Dense Membranes. ب . 1

این نوع غشاءها شامل یک الیه متراکم سرتاسري بوده که انتقال مواد در آن ثابت و به وسیله دیفوزیون تحت یک نیروي موثر ناشی از

جداسازي ترکیبات گوناگون از یک مخلوط مستقیماٌ مربوط به نرخ انتقال . فشار ، غلظت یا گرادیان پتانسیل الکتریکی صورت می گیرد بنابراین این نوع غشاءها می توانند اجزایی . ن ها در غشاء است که به وسیله انتشار و قابلیت حل آن ها در غشاء مشخص می شود نسبی آ

عمدتاٌ براي جداسازي . را که از لحاظ اندازه با هم شبیه بوده ولی از لحاظ غلظت در مواد غشاء با هم تفاوت چشمگیر دارند جداسازي نمایند anisotropicمعموالٌ این نوع غشاء یک ساختار . و اسمز معکوس از این نوع غشاءها استفاده می کنند Pervaporationگازها ،

.دارند تا جریان را بهبود ببخشد

: Electrically Charged Membranes. ج . 1

با دیواره هاي متخلخل حامل یون خیلی نرم Microporousباشد اما عمدتاٌ Microporousیا Denseاین نوع غشاء می تواند

این نوع . در این نوع غشاءها جداسازي بستگی به غلظت و بار یون ها در محلول دارد . هاي باردار مثبت یا منفی تثبیت شده می باشد .غشاءها براي پروسس محلول هاي الکترولیت در الکترودیالیز مورد استفاده قرار می گیرند

2 .Anisotropic Membranes :

نرخ انتقال باال در پروسس هاي جداسازي مطلوب است براي . نرخ انتقال یک گونه از طریق یک غشاء با ضخامت غشاء رابطه عکس دارد این نوع غشاءها شامل یک الیه خیلی نازك که در یک الیه ضخیم تر . دالیل اقتصادي ، بنابراین غشاء باید به همان اندازه نازك باشد




4

از آن جایی . در ترکیب این نوع غشاءها معموالٌ الیه ها از پلی مرهاي متفاوتی ساخته شده اند . متخلخل است زیر ساخت و حمایت شده

.که این غشاءها یک جریان بسیار زیادي را فراهم می کنند بنابراین در اکثر پروسس هاي اقتصادي از این نوع غشاء ها بهره می برند

Ceramic , Metal & Liquid Membranes :

می باشند که در میکروفیلتراسیون و الترافیلتراسیون براي Microporous Membranesغشاءهاي سرامیک یک دسته ویژه اي از

غشاءهاي فلزي متراکم خصوصاٌ غشاءهاي پاالدیوم براي جداسازي هیدروژن . حالل هاي مقاوم و پایدار در برابر حرارت استفاده می شوند

مورد استفاده قرار carrier – facilitated الیه هاي مایع هم براي پروسس هاي انتقال. از یک مخلوط گازي به کار گرفته می شوند

. می گیرند

:پروسس هاي غشایی

:میکروفیلتراسیون . 1

قطر . میکروفیلتراسیون و الترافیلتراسیون در اساس شبیه هم می باشندکه بر مبناي جداسازي مولکول ها توسط خلل و فرج بسیار ریز است ) مثل پالپ شربت ( در این روش جداسازي فقط ذرات بزرگ . میکرون می باشد 0.02 – 4د خلل و فرج غشاء در میکرو فیلتراسیون حدو

فشار عملیاتی . از غشاء عبور می کنند ) مانند نمک ها ، قندها ، آب ، پروتئین و چربی ( قادر به عبور از غشاء نیستند و ذرات کوچکتر

. این روش استفاده می شوند عمدتاٌ شامل استنلیس استیل یا سرامیک می باشند غشاهایی که در . می باشد Psi 50 -10در حدود

تصویري شماتیک از انواع اصلی غشاءها. 1 شکل




5

: الترافیلتراسیون . 2

قادر به عبور از غشاء نیستند اما ذراتی با اندازه و ) پروتئین ، چربی و پلی ساکارید (دالتون 1000در این روش ذراتی با وزن مولکولی بیش از 0.02 – 0.2قطر خلل و فرج غشاء در الترا فیلتراسیون در حدود . از غشاء عبور می کنند) ) الکتوز( ک و قند آب ، نم( وزن مولکولی کمتر

غشاهایی که در این روش مورد استفاده قرار می گیرد عمدتاٌ . می باشد Psi 200- 20فشار عملیاتی در حدود . میکرون می باشد

.تهی می باشند حلزونی ، لوله اي ، سرامیکی و فیبر میان

:نانو فیلتراسیون . 3

SO-2( در این روش یون هاي منفی باردار دو یا چند ظرفیتی ، مونو و دي و الیگو ساکارید ها قادر به عبور از غشاء نیستند اما آب و ) 4

قطر خلل و . از غشاء عبور می کنند ) دالتون 250کمتر از ( یون هاي تک ظرفیتی و به همان اندازه ترکیبات آلی با وزن مولوکولی پایین ) مارپیچی ( ه در این روش مورد استفاده قرار می گیرد عمدتاٌ حلزونی غشاهایی ک. میکرون می باشد 0.002فرج این گونه غشاءها کمتر از

. می باشد Psi 500 – 100فشار عملیاتی هم در حدود . یا لوله اي می باشند

:اسمز معکوس . 4

Ǻ 5در اسمز معکوس ، خلل و فرج غشاء خیلی کوچک است ، قطري در حدود . مکانیسم جداسازي در اسمز معکوس کامالٌ متفاوت است

براساس این مـدل ، . معروف است Solution – Diffusionمکانیسم پذیرفته شده از انتقال از طریق این مکانیسم به مدل . 3 –

جداسازي به دلیل اختالف در حاللیت و تحرك . نفوذ از غشاء به واسطه حل شدن در غشاء و انتشار توسط گرادیان غلظت صورت می گیرد ه استثناء بعضی ب( در غشاءهاي اسمز معکوس اساساٌ فقط به آب اجازه عبور داده می شود . ناشی از اختالف حل شدن در غشاء رخ می دهد

فشار عملیاتی مورد . دالتون بدون استثناء از آن عبور نمی کنند 50نمک ها و مواد آلی حل شده با یک وزن مولکولی بیش از ) . از مواد آلی شور کاربرد مهم اسمز معکوس در نمک زدایی از مزه. می باشد bar 80و در بعضی موارد بیش از bar 60 – 20اسنفاده هم در حدود

. آب دریا می باشد

اندازه نسبی ترکیباتی که توسط روش هاي فیلتراسیون غشایی قابل انتقال هستند .2 شکل




6

:الکترودیالیز . 5

. الکترودیالیز براي جداسازي یون ها از محلول هاي آبکی تحت نیروي موثر ناشی از یک اختالف پتانسیل الکتریکی استفاده می شود یک جفت از غشاء مبدل الکترودیالیز متشکل از یک فیلتر پرس اصلی است و شامل چند صد سلول منفرد می باشد و هر کدام متشکل از

از جمله کاربردهاي دیگر . کاربرد اصلی الکترودیالیز نمک زدایی از آب هاي زیر زمینی شور مزه است . کاتیون و آنیون می باشد ژیمی یا الکترودیالیز عبارتند از یون زدایی از آب پنیر می باشد و به طور کلی جهت دیونیزه کردن محلول ها و به ویژه در تهیه غذاهاي ر

. غذاي کودك به کار برده می شوند

:تقطیر غشایی . 6

تقطیر غشایی یک پروس جداسازي محلول هاي آبکی با درجه حرارت و ترکیبات مختلف توسط غشاء هیدروفوبیک و خلل و فرج ریز می

بنابراین مولکول هاي بخار از جداره با فشار . اختالف درجه حرارت موجود در سراسر غشاء منجر به یک اختالف فشار بخار می شود . باشد ویژگی هاي غشایی که براي تقطیر غشایی مورد استفاده . بخار باال به سمت فشار بخار پایین از طریق خلل و فرج غشاء منتقل می شوند

:ح زیر است قرار می گیرد به شر

غشاء باید متخلخل باشد

تصویري از یک پروسس الکترودیالیز .3 شکل




7

غشاء نباید به وسیله مایعات پروسس مرطوب شود

نباید انقباض موئینگی در غشاء رخ دهد

فقط بخار باید از طریق خلل و فرج منتقل شود

غشاء نباید ترکیب بخار را تغییر دهد

:این پروسس داراي مراحل زیر می باشد

گرم کردن فصل مشترك غشاء و خوراكتبخیر ترکیبات فرار خوراك با

انتقال بخار از طریق خلل و فرج غشاء

کندانس شدن بخار یر روي سطح سرد

:برخی از کاربرد هاي پروسس هاي غشایی در صنایع غذایی

:کاربرد در صنایع لبنی . 1

:جداسازي ترکیبات شیر . الف . 1

استاندارد می کنند یعنی مقدار این ... ف از قبیل پروتئین ، چربی ، الکتوز ، امالح و در این روش یک شیر کامل را از لحاظ ترکیبات مختل

چنین پروسسی در تصاویر زیر نشان داده شده است. قبیل مواد را به اندازه دلخواه می رسانند




8

.

:در تولید پنیر UFکاربرد . ب . 1

Maubios پیشنهاد کرده است که با بهره گیري از اولترافیلراسیون می توان شیري با همان مشخصات پنیر نهایی از نظر درصد پروتئین

براي تبدیل چنین شیري به پنیر ، سایر مراحل شامل اسیدي کردن ، مایه زنی و شکل دهی به صورت متداول دنبال . و چربی تولید کرد .می شود

لین آزمایش ها در خصوص کاممبرت و دیگر پنیرهاي مشابه انجام گرفت ، ولی اولین تولید انبوه پنیر با استفاده از روشی با وجود آنکه او . تن پنیر فتا به روش اولترافیلتراسیون تولید می شود 100000مشابه در مورد پنیر فتا در دانمارك صورت گرفت به طوري که در حال حاضر

درصد ماده خشک اولترافیلتر شده و سپس مایه کشت و پنیر مایه بدان افزوده 40است که ابتدا شیر کامل تا حدود روش تولید از این قرار

روز بعد درب ظروف مربوطه پس از اضافه کردن نمک بسته می . حال مخلوط فوق را مستقیماٌ به داخل تینهاي حلبی می ریزند . می شود درصد 2تا 1و 25تا 20یسه با روش هاي متداول تولید پنیر ، راندمان پروتئین و چربی را به ترتیب استفاده از این فرایند در مقا. شود

. افزایش می دهد

درصد پروتئین 30به این ترتیب که ابتدا شیر پس چرخ تا حدود . امروزه روش مشابهی براي تولید پنیر موزارال به کار گرفته می شود

پس از اسیدي کردن به آن پنیر مایه اضافه می شود و براي مدت کوتاهی به همان حال . نگین مخلوط می گردد اولترافیلتر شده با خامه س .سپس ادامه عملیات مانند سایر روش هاي رایج دنبال می شود . باقی می ماند

, MF , UF , NFجداسازي ترکیبات مختلف شیر بوسیله .5 شکلRO

مثالی از موازنه جرم در فیلتراسیون شیر .4 شکل




9

شده را با استفاده از اواپراتور زاینده سطحی در این روش شیر اولترافیلتر. اخیراٌ روش دیگري ابداع شده که براي پنیر بارل استفاده می شود

.تبخیر می کنند

توسعه چنین پنیرهایی به روش اولترافیلتراسیون روند رو به رشدي دارد گرچه تاکنون مشکالتی از جمله مزه تلخ فراورده رسیده الینحل . هاي سرمی در آن می توان افزایش داد در این روش راندمان تولید پنیر را با نگاه داشتن پروتتئین . باقی مانده است

:تغلیظ پروتئین هاي سرمی . ج . 1

WPC. درصد پروتئین در ماده خشک تولید می کنند 80تا 35با ) WPC ( کارخانجات مختلف پروتئین هاي سرمی تغلظ شده اي

درصد پروتئین 35با بیش از WPC. بیشتربه روش پاششی خشک می شود که قبل از آن ممکن است از فرایند تبخیر نیز استفاده گردد کم چربی را می توان در مورد WPC. دارد کاربردهاییی در غذاي رژیمی ، غذاي کودك و به عنوان یک افزودنی در فراورده هاي گوشتی

.مختلفی مورد استفاده قرار داد به عنوان مثال جایگزینی براي سفیده تخم مرغ

اساساٌ توسط اولترافیلتراسیون دیا WPC. ، عمل آوري اولیه و میزان چربی متغیر است PHبسته به نوع آب پنیر ، WPCخواص

درجه سانتیگراد 10درجه سانتیگراد تولید می شود حال آنکه برخی از محصوالت خاص به کمک اولترافیلتراسیون در 50فیلتراسیون در

. حاصل می آیند

پروسس تولید پنیر فتا با استفاده از الترافیلتراسیون. 6 شکل




10

:بازیافت محلول قلیا با استفاده از تکنولوژي غشایی . 2

ایع غذایی شفاف سازي یا پاك کردن کثافات دستگاه هاي پروسس مواد غذایی ونوشیدنی بوسیله تمیز یکی از فرایندهاي کاربردي در صنبه طور وسیعی در روش ) مانند سدیم هیدروکسید یا پتاسیم هیدروکسید ( محلول هاي قلیایی . می باشد ) CIP( کردن با محلول قلیا

درصد است 1 – 2معموالٌ غلظت قلیا بین . استفاده می شوند ... هاي ذخیره و هاي تمیز کردن براي تجهیزات پروسس ، لوله ها ، تانکو ) baffer( محلول قلیا ممکن است شامل مود افزودنی مثل سورفاکتانت ها ، عوامل پلیت کننده ، بافر . درصد متغیر است 1 – 5اما بین

سانتریفوژ ، تجهیزات شربت گیري ، : یایی استفاده می کنند عبارتند از تجهیزاتی که براي تمیز کردن آن ها از محلول هاي قل. غیره باشد

:مزایاي بازیافت محلول قلیا عبارتند از . می باشد ... اواپراتورها ، تجهیزات خشک کردن ، تانک هاي ذخیره و

کاهش در هزینه خرید محلول قلیا تازه

کاهش در هزینه هاي مربوط به فرایند مربوط به فاضالب

رفه جویی در انرژي ص

کاهش در میزان آب مصرفی دستگاه ها

:مراحل این فرایند به شرح زیر است

جریان محلول قلیا همراه با مواد معلق داخل آن به تانک ذخیره فرستاده می شود.

400جدا شده در حدود اندازه ذرات. در داخل یا مخرج این تانک ذخیره مواد معلق از محلول قلیا به میزان زیادي جدا می شوند .میکرون می باشد

اگر محلول قلیا . محلول حاوي مواد معلق به یک سیستم میکروفیلتراسیون منتقل می شود و مواد معلق آن جداسازي می گردد .صاف شده از کیفیت مناسبی برخوردار باشد مراحل بعدي پروسس صورت نمی گیرد

میکروفیلتراسیون داراي مواد معلق باشد به یک سیستم نانوفیلتراسیون منتقل می شود تا اگر محلول قلیا صاف شده در مرحله .ادامه فرایند جداسازي صورت گیرد

اگر محلول قلیا بعد از تانک ذخیره حاوي مواد معلق نباشد به جاي میکروفیلتراسیون مستقیماٌ به سیستم نانوفیلتراسیون فرستاده

عملیات عمومی پروسس بازیافت محلول قلیا .7 شکل




11

.می شود اما این روش چندان متداول نیست

قلیا براي شفاف سازي )reuse ( به تانک ذخیره فرستاده می شود.

:کاربرد فیلتراسیون غشایی در صنایع قند . 3

فرایند کربناسیون . شفاف سازي عصاره چغندر قند با استفاده از کربناسیون در کارخانجات سراسر دنیا با اندك تغییراتی صورت می گیرد

براي تولید شکر از چغندر خام کارا می باشد ولی مشکالت عدیده اي را از نظر مصرف انرژي ، مصرف مواد خام و آب عالوه بر مشکل بنابراین چندین فرایند با استفاده از میکروفیلتراسیون یا الترافیلتراسیون جریان متقاطع به وسیله . سیون ایجاد می کند تولید گل کربناتا

و " واکساري ". محققین مختلف به عنوان روش هاي بالقوه براي کاهش یا حذف آهک در کارخانجات چغندرقند پیشنهاد شده است

این فرایند شامل . یم شکر سفید تجاري بدون استفاده از فرایند شفاف سازي سنتی پیشنهاد کردند همکارانش ، روشی براي تولید مستقسپس عصاره به بخش . است تا اینورسیون ساکارز در مراحل بعدي محدود گردد 7تا PHافزودن سدیم هیدروکسید جهت تنظیم

یک رزین کاتیونی متشکل از سدیم می گذرد تا یون منیزیم آن حذف شود بعد از آن ، عصاره میکروفیلتر شده از. میکروفیلتراسیون می رود

نتایج نشان می دهند که شکر سفید . در نهایت عصاره رقیق در دماهاي پایین تغلیظ شده و در سه مرحله سرد و کریستالیزه می شود . این روش از نظر مصرف انرژي بسیار مقرون . به دست آید تجاري می تواند مستقیماٌ بدون نیاز به تصفیه در اولین مرحله کریستالیزاسیون

مدسن تست هاي آزمایشگاهی درباره نانوفیلتراسیون . در تغلیظ عصاره هم می توان از فیلتراسیون غشایی استفاده کرد . به صرفه است درصد با جریان میانگین تقریباٌ 17 – 19درصد ساکارز به 14تست ها نشان دادند که تغلیظ عصاره رقیق از تقریباٌ . عصاره انجام داد

ܮm2. hൗ 30 و در فشار فیلتراسیونbar 40 درطی . درجه سانتیگراد است 70بهترین دماي عملیات حدود . امري امکان پذیر است

عصاره قبل از . روز است 50درجه سانتیگراد قرار گرفت ، عمر غشاء تحت چنین شرایطی حدود 80یک عملیات دستگاه در دماي بیش از .فیلتراسیون غشایی باید به وسیله تبادل یون نرم شود و گرنه رسوب غشایی به سرعت اتفاق می افتد

:در روش غشایی فاز تراویده داراي خلوص بیشتر ،گرانروي و رنگ کمتر است و در نتیجه می توان به

بازده باالتر کریستالیزاسیون

مصرف بخار در اواپراتور صرفه جویی در انرژي به خاطر کاهش

افزایش ظرفیت سانتریفوژها و کریستالیزاتورها

کاهش در میزان رسوبات اواپراتور به خاطر کاهش سختی شربت رقیق حاصل از فرآیند غشایی را نیز می توان به این مزیت .افزود




12

:شاخصهاي تصفیه شربت خام

به منظور ارزیابی کارایی فرآیند میکرو فیلتراسیون و اولترا فیلتراسیون در تصفیه شربت خام چغندر قند می بایست شاخص هاي تصفیه در

و شربت تصفیه شده به روش )شربت خام(نسبت به خوراك وروديMF/UFو تلفیق MFصنعت قند براي شربت تصفیه شده به روش .مورد مقایسه و بحث قرار گیرد) نکربناتاسیو - آهک زنی (مرسوم

: میکرو فیلتراسیون

فرآیند میکرو فیلتراسیون شربت ) فاز باقیمانده در پشت غشاء(در دو جریان تراوه و ناتراوه ) کوسیان(با مالحظه روند تغییرات درجه خلوص

:خام چغندر قند میتوان دریافت که

در حقیقت . شت غشاء کاهش یافته و ساکارز بیشتري از درون غشاء عبور می نمود با گذشت زمان عملیات میزان ساکارز باقیمانده در پ

با حذف مواد کلوئیدي و ماکرومولکولهاي نا محلول از قبیل پروتیینها ، پلی ساکاریدها ، مومها و صمغها از شربت خام موجب MFغشاء

.می گردید و مواد جامد محلول آن را کاهش می داد افزایش غلظت ساکارز در برابر ناخالصیهاي فاز عبوري از درون غشاء

به دنبال این پدیده مسلماً با حذف ناخالصی از جریان تراوه و افزوده شدن غلظت ساکارز در برابر ناخالصی هاي موجود در جریان تراوه به .خلوص شربت تصفیه شده افزوده می گردید

نشان داد که با گذشت زمان فرآیند ، کدورت شربت تصفیه شده نسبت به خوراك نتایج بدست آمده در عملیات میکرو فیلتراسیون نیز .به خدود صفر رسید و رنگ نیز روند کاهشی قابل مالحظه اي داشت) شربت خام(

: اولترا فیلتراسیون

زتر است ، را ندارد و با اولترا غشاي میکرو فیلتر توانایی حذف ناخالصیها و مواد کلوییدي که اندازه شان از منافذ غشاء میکرو فیلتر ری

فیلتراسیون جریان تراوه میکرو فیلتراسیون ، مقادیر بیشتري از این ناخالصیها را میتوان حذف کرد

:دقیقه اولیه فرآیند ، مقدار خلوص جریان ناتراوه از تراوه باالتر است 15در طی فرآیند اولترا فیلتراسیون در

فیلتر از غشاء میکرو فیلتر بسیار ریزتر است ، مقداري از ساکارز را نیز همواره با مواد ناخالصی دفع میکند ولی با چون اندازه منافذ غشاء اولترا درصد دفع ساکارز در غشاء . گذشت زمان و سیرکوالسیون مجدد به مرور ساکارز بیشتري وارد جریان تراوه شده و خلوص زیاد میشود

.راسیون بیشتر استاولترافیلتراسیون از میکرو فیلت

در حقیقت مقدار این کاهش گواه این .در طی عملیات اولترافیلتراسیون کاهش رنگ نسبت به خوراك بسیار چشمگیر و قابل مالحظه بود

. مدعا است که فرآیند اولترا فیلتراسیون در رنگبري بسیار موفق تر از میکرو فیلتراسیون بود




13

خصوصیات شربت خام در روش میکرو فیلتراسیون و اولترا فیلتراسیون نسبت به شربت خام تصفیه نشده به مقدار قابل مالحظه و

:چشمگیري بهبود می یابد ، به طوري که

: در روش میکرو فیلتراسیون

کاهش % 43.47و رنگ % 99.40کدورت ، % 20.64، سختی % 4.9افزایش و بریکس به میزان % 26و خلوص تقریباً % 19.34پل حدود

. یافته است

:و اولترا فیلتراسیون

کاهش پیدا % 78.26و رنگ % 99.70، کدورت % 26.29، سختی % 17.7افزایش و بریکس % 25.36و خلوص تقریباً % 3.6پل حدود .کرد

ی تایید می کند که میزان کاهش رنگ و سختی در فرآیند مقایسه نتایج تصفیه با روش میکرو فیلتراسیون و روش تصفیه مرسوم به خوب میکرو فیلتراسیون و فرآیند مرسوم مشابه یکدیگر است

حتی نسبت به شربت رقیـق روش تصـفیه مرسـوم نیـز MF/UFبعضی از شاخصهاي تصفیه براي شربت رقیق حاصل از روش تلفیقی

:برتري داشته است ، به گونه اي که

کاهش % 6.65و % 84.33، % 49.21نسبت به روش مرسوم به ترتیب MF/UFرنگ ، کدورت و سختی شربت تصفیه شده به روش

.نشان داده است

نسبت به روش مرسوم به میزان MF/UFو MFاگرچه این نتایج اهمیت زیادي از دیدگاه کیفی و تکنولوژي دارند ، اما خلوص در روش

.این موضوع افت بیشتر ساکارز را در زمان فرآیند بکار رفته نسبت به روش مرسوم نشان می دهددو درصد کمتر بود و

در حقیقت غشاء اولترا فیلتر با اینکه منافذ کوچکتري نسبت به غشاء میکروفیلتر دارد و ناخالصی ها و مواد رنگی بیشتري نسبت به غشاي

ت به شربت رقیق حاصل از میکرو فیلتراسیون و یا روش مرسوم داراي میزان پل و خلوص میکروفیلتر جدا میکند، اما تراوه حاصل از آن نسب .کمتري است

:مزایا و عدم مزایاي پروسس هاي غشایی

پروسس هاي . در خیلی از کاربردها مانند نمک زدایی و تصفیه آب ، پروسس هاي غشایی با بیشتر روش هاي مرسوم رقابت می کنند این امر دقیقاٌ در . ا این روش ها داراي راندمان انرژي بیشتر و عملکرد آسان و محصوالتی با کیفیت باالتر است غشایی در مقایسه ب

از مزیت هاي یگر پروسس . جداسازي ، تغلیظ و تصفیه داروها و محصوالت غذایی یا در پزشکی و کاربردهاي داروسازي صدق می کند




14

براي نمک زدایی از آب اسمز معکوس یا . و عدم تغییر یا دگراداسیون محصول می باشد هاي غشاییی اجتناب از اعمال حرارت باال

براي تصفیه آب هاي سطحی و یا فرایند تصفیه بر روي فاضالب ها پروسس هاي غشایی از . الکترودیالیز می تواند مورد استفاده قرار گیرد ون ، فیلتراسیون بستر شنی ، کربن جاذب ، تبادل یونی و فرایندهاي بیولوژیکی جمله میکرو و الترافیلتراسیون در حال رقابت با فلوکوالسی

.در این کاربردها پروسس هاي غشایی معموالٌ هزینه برتر می باشد اما عموماٌ آبی با کیفیت باالتر تولید می کنند . می باشد

صنایع شیمیایی و پتروشیمی این است که موفقیت آن ها در یکی از عدم مزیت هاي پروسس هاي غشایی در برخی از کاربردها خصوصاٌ در بنابراین پروسس هاي غشایی گاهی اوقات نیاز به پیش فرایند اضافی به واسطه حساسیت . یک دوره طوالنی هنوز به اثبات نرسیده است

بنابراین ممکن است که غشاء به . ند آن ها به پالریزاسیون غلظت و مسدود شدن غشاء به واسطه واکنش شیمیایی با آب تشکیل شده دار

علت وجود نقص در روش عملیات تخریب شود هرچند که پیشرفت هاي مهمی در سال اخیر خصوصاٌ در نمک زدایی آب دریا توسط اسمز ي از خود غشاء هاي در حال توسعه نه تنها عملکرد کلی بهتري دارند بلکه پایداري حرارتی و شیمیایی بهتر. معکوس صورت گرفته است

.نشان داده و حساسیت کمتري به خطا هاي عملیاتی دارند

:منابع

1 . R.W.baker.1 Overview Of Membrane Science & Technology. ISBN : 0-470-85445-6

2 . M.Tomaszewska.2000.Membrane Distillation Example Of Application In Technology &

Environmental Protection. Polish Journal of Environmental Studies.P:27-36

3 . Lake Alfred. 2009. Caustic Recovery Using Membrane Filtration. Citrus Research &

Education Center. P:1-9

4 . Pilot Plant Membrane Filtration Opportunities For the Food Processing.

5 .Heiner Stathmann , Lidietta Giorno , Enrico Drioli . An Introduction Membrane Science &

Technology.

6 . Membrane Technology For Process industries.P:1-8

7 . Eng. Abdul Aziz ABBARA , Dr. Ali K. ABDEL-RAHMAN, Prof. Dr. Mohamed R.




15

BAYOUMI Application Of Membrane Filtration to the Sugar industry , State Of the Art.

Egyp. P:1-6

8. Hakimzadeh V., S.M.A.Razavi,M.K.Piroozifard,and M.shahidi.The study of

microfiltratin and ultrafiltration performance in purification and de-colorization of raw

sugar beet juice

9.Hinkova A.,Z.Bubnik,P.Kadlec,and J.Pridal.Potential of sepration membranes in the

sugar industry.Sepration and Purification Technology 2692002)101-110

انتشارات . چاپ پنجم . تکنولوژي شیر و فرآورده هاي لبنی . 1385. مرتضوي سید علی ، قدس روحانی محسن ، حسین جوینده . 10 89 - 91ص . دانشگاه فردوسی




ﯽﯾاﺬﻏ داﻮﻣ يروآﺮﻓ و يراﺪﻬﮕﻧ رد ﯽﯾﺎﺸﻏ...

Documents