بررسی پیشرفت های اخیر میكروفیلتراسیون در صنعت شیر و مقایسه با باكتوفوكاسیون 45 صفحه دسته صنایع غذایی

به صفحه دریافت بررسی پیشرفت های اخیر میكروفیلتراسیون در صنعت شیر و مقایسه با باكتوفوكاسیون خوش آمدید.

استفاده از فرضیه فشار هیدرولیك ترانس ممبران uniform transmembrane hy drolic pressur (UTP) با روشهای مختلف ریسكوله كردن میكروفیلترت آن و درجه تخلخل طولی و غشاهای سرامیكی جدید اجازه داد كه جداسازی دیفرانسیلی از هر گروه از تركیبات شیر انجام بگیرد وقتی كه از MF برای تولید شیر مایع استفاده می شود بدلیل استفاده از حرارت كم شیر مایع حاصل طعم مشابه شی

فرمت فایل: doc

تعداد صفحات: 45

حجم فایل: 28 کیلو بایت

قسمتی از محتوای فایل و توضیحات:

چكیده

در این مقاله ، پیشرفت های جدید در زمینه ریز پالایش با جریان عرضی cross flow mtro filtra tion (CFMF) بوجود آمده ، مورد بررسی قرار می گیرد . اكثر این پیشرفت ها اختصاص به صنعت لبنی دارد .

استفاده از فرضیه فشار هیدرولیك ترانس ممبران uniform transmembrane hy drolic pressur (UTP) با روشهای مختلف ریسكوله كردن میكروفیلترت آن و درجه تخلخل طولی و غشاهای سرامیكی جدید اجازه داد كه جداسازی دیفرانسیلی از هر گروه از تركیبات شیر انجام بگیرد . وقتی كه از MF برای تولید شیر مایع استفاده می شود بدلیل استفاده از حرارت كم . شیر مایع حاصل طعم مشابه شیر خام دارد و عمر مفید آن 5-3 ساعت نسبت به تولیدات قبلی طولانی تر است . نتایج نشان داد كه كاربرد غشا MF در حذف باكتری های پاتوژن باعث شد كه سلامت بهداشتی پنیرهای درست شده از شیرخام MF اقلا برابر یا بیشتر از پنیرهای تولید شده از شیر خام باكتونرگاسیون و پاستوریزاسیون باشد. میروفیلتراسیون علاوه بر حذف چربی ، باكتری ها و تغلیظ میسلهای كازئینی كاربردهای دیگری چون حذف چربی رسوب كوره آب پنیر . شفاف سازی آب پنیر ، حذف باكتری ها از شوراب پنیر . استفاده از CFMF برای جداسازی انتخابی میسلهای كازئینی و گلبولهای كوچك شیر امكانپذیر شود . با تولیداتی كه در 2 سوی غشا حاصل می شود تكنولوژی لبنیاتی این امكان را خواهد داشت كه تنها بازده فراورده ای لبنی بهبود یابد بلكه محصولات گوناگون با بافت های متنوع تولید شود كه با توجه به مزایای روش میكروفیلتراسیون استفاده از آن در آینده رو به گسترش خواهد بود.

مقدمه

میكروفیلتراسیون تكنیكی از فرایندهای غشایی است كه طی آن مولكولهای سنگین مواد محلول در یك حلال سبك یا سوسپانسیون ذرات كلوییدی به 2 جریان با غلظت های متفاوت تفكیك می شود . جداسازی با غشا متخلخل با قابلیت نفوذ پذیری انتخابی با قطر منفذ و اعمال فشار هیدرولیكی (1-2bar) بعنوان نیروی رانشی انجام می‌گیرد. هر غشا بسته به اندازه منافذ دارای حداقل جداسازی است كه ذرات بزرگتر از این حداقل به وسیله غشا قابل جداسازی نیست . مایعی كه در غشا مانده ، رتنتیت نامیده می شود كه شامل تركیباتی بزرگتر از میانگین قطر منافذ غشا است مایعی كه از خلال غشا عبور می كند میكروفیلترت نام دارد كه تركیبات موجود در آن كوچكتر از میانگین قطر منافذ غشا است جدول (1) اندازه تعدادی از تركیبات شیر را نشان می دهد كه می تواند با فرایند MF جدا شود كه این فرایند در شكل (1) هم نشان داده شده است . تكنیك MF می تواند برای جداسازی دیفرانسیلی مخصوص اجزاء معلق شیر به كار رود . چربیها . میسلهای درشت كازئین ، باكتریها بازداشته نی شوند و الباقی تركیبات شیر از غشا رد می شوند .

تكنولوژی MF در دهه 1980 م . با توسعه غشاهای سرامیكی جدید وارد صنعت لبنی شد . این غشا شكل هندسی چند كاناله و یك محافظ شدید اتراوا هستند كه امكان صنعتی شدن فرضیه فشار هیدرولیك پیشنهاد شده توسط سندبلوم (Sandblom) را میسر ساخت . با این كار قسمت اعظم مشكل گرفتگی غشا مرتفع گردید .

ساختار مهندسی غشاء

در اوایل دهه هشتاد تلاش هایی انجام شد تا از MF برای سانترینوگاسیون جهت شفاف سازی و میكرب زدایی از آب پنیر استفاده شود اما غشاهای آلی چون پلی كربنات و پلی سلوفان از نظر فلاكس عبوری و جداسازی دقیق مورد قبول نبودند ولی استحكام گرمایی و ثبات شیمیایی آنها رضایتبخش بود . با اینحال نتوانست در صنعت لبنی مورد توجه قرار بگیرد . لذا فرصت جدیدی بوجود آمد یعنی غشاهای سرامیكی بودجود آمدند كه با وجود استحكام گرمایی و شیمیایی ولی كاهش فلاكس عبوری و تغییرات سلكیتویتی در برابر زمان زیاد بود در نتیجه استفاده از فرضیه فشار هیدرولیك ترانس ممبران یكپارچه پیشنهاد شده توسط سندبلوم كه از سرعت های جریان عرضی بالا استفاده می شود بر پدیده Fouling غلبه شد.

در بررسی ممبرانها از 2 قسمت تشكیل می شوند :1- ساپورت (Support) با منافذ بزرگ 2- لایه غشا با منافذ ریزتر كه بر روی ساپورت قرار می گیرد . غشاهای بسیار پایداری تشكیل می شود . جنس ساپورت بیشتر از آلومین ، كربن ، استیل استنلس یا Sic ( پایداری كسی به PH بالا دارد در سنعت غذا توسعه نیافته است ) . لایه غشا از آلومین ، اكسیدتیتانیوم یا مخلوطی از هر دو تشكیل می شود به این روش كه پودر یك سوسپانسیون كلوییدی روی ساپورت ریخته شده و با حرارت رسوب داده می شود . اندازه منافذ غشا با كنترل دقیق اجزاء كلوییدی بدست می آید كه اغلب اوقات 2 یا 3 لایه بر روی هم جوش داده می شود.

غشاها به فرم های مونوتیوب ( تك لوله ) با قطر داخلی 8-3 میلی متر و ارتفاع 5/8 سانتی متر ساخته می شوند و یا چند كاناله هستند كانالهای استوانه ای یا كانالهایی با مقاطع عرضی به اشكال مختلف ساخته می شوند . اشكال تك لوله و چند لوله به صورت یكپارچه هستند و طول آنها بیشتر از یك متر است كه در مجموعه های منسجم قرار گرفته كه در خانه هایی از جنس استیل استنلس گذاشته می شوند كه مدول نامیده می شود . در یك مدول مقدار سطح توسعه یافته حاوی منافذ 2 m 10-2/0 است . در طراحی مدولها باید توجه داشت كه قابل تمیز كردن باشند تعویض مدولهای فرسوده مقرون به صرفه باشد و نسبت بین سطح تعبیه شده و حجم محفظه فشار متناسب باشد .

مقدار فشار مورد استفاده در فیلتراسیون غشایی بستگی به اندازه منافذ غشا دارد و هر قدر اندازه منافذ ریزتر باشد فشار لازم برای عبور مایع نیز بیشتر خواهد بود . از سوی دیگر با عبور مایع از غشار فشار افت كرده كه این میزان افت فشار را اصطلاحات افت فشار هیدرولیكی می نامند بنابراین افت فشار هیدرولیكی برابر است با فشار ورودی ( فشار در ورودی محصول ) منهای فشار خروجی ( فشار در انتهای ممبران ) .PH=P1-P2 فشار هیدرولیكی باعث حركت مداوم مایع بر روی سطح ممبران می شود . عبور مواد از داخل غشا تحت تاثیر اختلاف غشاء دیگری قرار می گیرد كه به فشار ترانس ممبران معروف است . (PTM) فشاری است كه در هر نقطه از ممبران از طرف محصول به طرف پرمیات در بیرون از غشا وارد می شود و باعث خروج پرمیات از صافی می گردد.

مقدار این فشار در سرتاسر غشا متغیر بوده در ابتدای صافی مقدار آن ماكزیمم و در انتهای صافی مقدار می نیمم می باشد . بنابراین میزان متوسط آن در نظر گرفته می شود كه مطابق فرمول ذیل تغیین می گردد.

عوامل موثر بر ظرفیت فیلتراسیون می توان به مقاومت غشا كه خود بستگی به ضخامت غشاء سطح قاس و قطر منافذ و جنس غشا دارد از طرفی به گرفتگی فشا یا پلاریزاسیون غلظت كه با عبور مواد از غشا ، مواد معلق سوراخهای غشا را مسدود كرده و باعث كور شدن صافی می گردند این حالت ابتدا در بخش اول صافی بوجود می آید بعد به تدریج در تمامی سطح غشا گسترش می یابد كه باعث مقاومت فیلتر شده پیامد آن كاهش فلاكس عبوری و پایین آمدن استاندارد باكتریولوژیكی است . تا سرانجام شرایطی در سیستم بوجود می آید كه باید برای تمیز كردن آن را متوقف ساخت .

برای كاهش اثر پلاریزاسیون غلظت از سرعت های جریان عرضی بالای رتنتیت استفاده می كنند با با وارد آمدن تنش برشی در سطح غشا از انباشته شدن مواد ممانعت بعمل آید . البته برای برطرف كردن اثر پلاریزاسیون غشا در فواصل زمانی معین از جریان معكوس آب ( از بیرون صافی به طرف داخل آن ) در خلاف جهت پرمیت استفاده می كنند تا رسوبات برطرف گردد.

فایل دیگر:  پاورپوینت سیاستهای تبلیغاتی در صنایع مواد غذایی ایران 22 اسلاید 22 صفحه دسته صنایع غذایی

MF در صنعت لبنی بر اساس فرضیه (Uni form trans membrane pressur)UTP بكار می رود برای حل مشكل Fouling ناشی از پلاریزاسیون غشا از سرعت های جریان بالا بیشتر از m/s 7 بكار رفت سندبلوم پیشنهاد داد كه تحت شرایط فشار ترانس ممبران پایین و یكپارچه در تمامی غشا پرمیت دیسكوله شود . شكل ( ) . از این رو قسمت پرمیت با توپ های پلاستیكی پر شد تا فشار را با پمپاژ پرمیت در یك حلقه موازی برای هدایت جریان و تنتیت تنظیم كند . این پیشنهاد در واحد تجاری توسط كمپانی آلفالاوال بكار گرفته شد .

غشاهای سرامیكی تك لوله ممبرالوكس با منفد 4/1 كه نشان داد میزان گرفتگی كاهش یافته ودبی جریان خیلی بالاست .شكل ( ) . برای پریودهای 6 ساعته فشار كمتر شده حدود Psl 6-3 است . اگر نیاز باشد UTP می تواند به مقدار ناچیزی در طول جریان افزایش یابد . چون فشارهای خیلی بالا غیر قابل تحمل هستند چون فشارهای خیلی بالا بدلیل فشردگی لایه Fouling نفوذپذیری كاهش می یابد شكل ( ) . یك نكته جالب اینكه شیر با مقداری چربی (1%) در مقایسه با شیر چربی گرفته جریان بیشتری عبور می دهد چون شیر چربی گرفته استعداد بیشتری برای كف كردن طی پمپاژ دارد كه باعث گرفتگی غشا می شود .

سیستم MF شامل یك تانك تغذیه كننده و یك پمپ تغذیه كننده و 2 حلقه ریسكولاسیون است یكی برای رتنتیت و دیگری برای پرمیت . در هر 2 حلقه دریچه هایی وجود دارد كه با سنسورهایی برای تولید مداوم 2 جریان با غلظت های متفاوت تنظیم می شوند البته با پیشرفت های اخیر در زمینه تكنولوژی غشاهای سرامیكی باعث شد كه از كاربرد یك حلقه ریسكولایسون پرمیتMF صرفنظر كرد كه از هزینه سرمایه گذاری تجهیزات نصب شده كم متعاقب أن در مصرف انرژی صرفه جویی می شود .

اولین غشا ساخته شده در این مورد ممبرالوكس GP نام داشت كه در آن در قسمت پرمیت ، فشار سنجی گذاشته شده كه در نتیجه تغییر مداوم تخلخل ساپورت غشا سرامیكی كار می كند . دومین مورد ایزوفلوكس نام گرفت كه در آن UTP با یك شیب مداوم ضخامت غشا بدست می آید از این پیشرفت ها می توان در خالص سازی فلاكس عبوری و سلكیتوینی بهره برد .

نحوه شروع به كار MF

برای استفاده از تجهیزات MF باید دقت نمود كه منافذ غشا سریعا دچار گرفتگی یا پلاریزاسیون غلظت نگردند لذا ابتدا با آب گرم C 52 پر می شوند ( علت استفاده از دما افزایش كارآیی غشا است ) دریچه خروج هوا باز می شود تا هوا خارج شود . پارامترهای ریسكولاسیون هیدرولیك كه در شیر استفاده خواهند شد در آب ریسكوله شده تنظیم می شود سپس شیریكه خواص فیزیكو شیمیایی آن با گرمایش C 50 به مدت 20 دقیقه مجددا برقرار شده است در حلقه رتنتیت وارد می شود .

تمیز كردن تجهیزات MF

غشاها باید از موادی ساخته شوند كه نسبت به مواد شیمیایی ، PH و درجه حرارت های بالا مقاوم باشند تا بتوان در مواقع لزوم آنها را پاكسازی كرد . در مورد غشاهای سرامیكی بدلیل تحمل وسیع به PH (5/13-5/0 ) اجازه می دهد كه در تمیز كردن آنها از مواد اسیدی چون اسید نیتریك ( 2% بیشتر ) و مواد قلیایی چون سود كاستیك ( 3% بیشتر ) استفاده شود . در مورد آب مورد استفاده در شستشو باید از كیفیت بالایی برخوردار باشد یعنی از مواد كلوییدی ته نشین شده عار می باشد ، همچنین فاقد میكروارگانیزم های مستعد باشد به همین جهت آب قبل از استفاده با فیلتر انتها بسته 2/0 صاف می شود .

– چرخه تمیز كردن شامل است بر :

– شستشو با آب گرم شده تا C 50

– تمیز كردن قلیایی با دترژن هایی مانند اولتراسیل 25 ( هنكل ) در غلظت 1/0-5/0 درصد یا محصول مشابه در دمای C 70-65به مدت 20 دقیقه

– شستشو با آب گرم C 50

– ضدعفونی كردن با Cl Ona به مقدار PPm 200 در C 20 به مدت 15 دقیقه

– تمیز كردن اسیدی ، اسید نیتریك 5 درصد به مدت 20 دقیقه در دمای C 50

– شستشو با آب گرم c 50

كفایت شستشوی غشا با فلاكس عبوری آب سنجیده می شود كه آب خروجی از غشا باید ویژگیهای خاصی داشته باشد و برای كنترل باكتریولوژیكی آب آخرین شستشو بایستی چك شود .

كاربرد MF در صنعت لبنی

1-حذف میكروارگانیزم ها از شیر چربی گرفته یا تولید ماده خام عاری از باكتری كه به شیر مایع ، پنیر و دیگر محصولات لبنی با ماندگاری بالا مثل پودر یا مشتقات پروتئینی تبدیل می شود .

1- جداسازی انتخابی میسل های كازئینی كه می توان از خاصیت بالقوه آنها در جهت افزایش ارزش اجزاء تشكیل دهنده شیر و دیگر صنایع بهره برد .

1) باكتری زدایی

1-1- باكتری زدایی در صنعت شیر مایع

منشاء آلودگی هایی كه اساسا به شیر راه می یابد از طریق پستان گاو ، ماشین های شیردوشی . اتمسفر محل نگهداری حیوانات ، تانك های ذخیره ، امكانات نقل و انتقال به كارخانه باشد از این رو شیر جمع آوری شده در كارخانه شیر دارای فلور میكربی است كه با توجه به آن باید اذعان داشت كه چقدر امكان دارد اصول بهداشتی در سطح دامداریها رعایت شود . البته دامدار نمی تواند تحت شرایط اسپتیك كار كند پس شیر همیشه دارای باكتریهای پاتوژن خواهد بود كه برای انسان خطر ساز است . برای از بین بردن خطرات ناشی از این فلور میكربی 50 سال است كه از فرایندهای گرم كردن شیر HTST و UHT استفاده می شود باید در نظر داشت كه فرایند گرم كردن در از بین بردن میكربها كافی باشد . سلبولهای مرده و سلولهای سوماتیك مانده در شیر بدلیل فعالیت آنزیمی باعث رشد و نمو باكتریهای ترمودیوریك شیر می شود از این رو كیفیت شیر مایع نگهداری شده دستخوش تغییر شده و shelf life آن كم می شود لذا تكنیك MF ، یك روش جالب در جهت اصلاح كیفیت باكتریایی شیر است كه تكنولوژی مربوطه (( باكتوكاتج )) نام دارد . شیر با سرعت های بالا در یك سیستم MF با غشاهای سرامیكی به روش معمولی ( بدون استفاده از UTP CPT ) سیر كوله می شود میزان فلاكس عبوری در مقایسع با اشكال جدید MF كم است . از باكتوكاتج می توان برای تولید محصولات شیری خنك شده و پاستوریزه شده پایدارتر استفاده كرد . در كشورهای گرمسیری و نیمه گرمسیری كه سود كردن ناكافی است در نتیجه بار میكربی شیر آمده به كارخانه بالاست از این رو یك باكتوكاتج در محل دریافت شیر با كمتر كردن بار میكربی می تواند بطور موثری كیفیت محصولات لبنی را بهبود ببخشد .

امروزه شیر خامه گرفته تا c 50 گرم می شود سپس در یك ممبران استریلوكس با اندازه منفذ4/1 و (bar 5/0) با سرعتm/s2/7 وارد می شود VRF (Volumetricrecuction factor ) 20 است ولی در تجهیزات عظیم ( استفاده از 2 سری MF ) جریان در كاسكاو دومین اسباب MF مدت زمان بیشتری حدود 10 ساعت تغلیظ می شود VRF به 200 می رسد . سرعت پرمیت پروتئین ها و مواد جامد نسبتا بیشتر از 99% و 5/99% است فلاكس بدست آمده دراشل صنعتی L/hm2 500 در مدت 10 ساعت بود .

 


از این که از سایت ما اقدام به دانلود فایل ” بررسی پیشرفت های اخیر میكروفیلتراسیون در صنعت شیر و مقایسه با باكتوفوكاسیون ” نمودید تشکر می کنیم

هنگام دانلود فایل هایی که نیاز به پرداخت مبلغ دارند حتما ایمیل و شماره موبایل جهت پشتیبانی بهتر خریداران فایل وارد گردد.

فایل – بررسی پیشرفت های اخیر میكروفیلتراسیون در صنعت شیر و مقایسه با باكتوفوكاسیون – با کلمات کلیدی زیر مشخص گردیده است:
میكروفیلتراسیون;صنعت لبنی;MF در صنعت لبنی

جعبه دانلود

برای دانلود فایل روی دکمه زیر کلیک کنید
دریافت فایل


شما ممکن است این را هم بپسندید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *