میکروفیلتراسیون

میکروفیلتراسیون

اسلاید 1: میکروفیلتراسیون استاد دکتر نبیان

اسلاید 2: تعریف غشاءلایه ای نازک است که می تواند اجزای یک سیال را به طور انتخابی جدا نماید.دو عمل اصلی که توسط غشا انجام می شود: نفوذ پذیری یا تراوش permeabilityانتخابگری یا گزینش پذیریselectivity

اسلاید 3: انواع قالب های غشاطرح صفحه ای قالبی طرح لوله ای طرح مارپیچصافی های فیبر میان تهی طرح مارپیچ ارزان است اما نمی تواند جامدات معلق را تصفیه کند. طرح فیبر تو خالی نمی تواند با فشارهای بالای مورد نیاز برای جداسازی جامدات معلق تطبیق یابد و طرح لوله ای می تواند جامدات معلق را تصفیه کند و با فشارهای بالا تطبیق یابد امّا گران است.در میکروفیلتر اسیون برای حذف جامدات معلق از صافی های فیبر میان تهی استفاده می گردد.

اسلاید 4: انواع فرایندهای جداسازی غشاییاسمز معکوس- نانوفیلتراسیون- اولترافیلتراسیون- میکروفیلتراسیوناسمزمعکوس:از دیگر فرآیند های غشایی است که تنها آب از خلال سوراخهای آن عبور می کند که از آن برای نمک زدایی آب دریا استفاده کرد. در صنعت لبنیات جهت تغلیظ شیر، شیر پس چرخ، دوغ، کره ، آب پنیر استفاده می شود. در این فرآیند هیچ یک از ترکیبات موجود در شیر به جزء آب امکان عبور از غشای اسمزمعکوس را ندارند.

اسلاید 5: نانوفیلتراسیون: قطر منافذ غشا کمتر از 2 نانومتر است. دراین فرآیند قندها، پروتئین ها ویون های دوظرفیتی، باکتریها، ویروسها وآلاینده ها توسط آن جدا می شوند. غشاها غالباً از نوع لوله ای ومارپیچ هستندو جنس آنها پلی آمید است. از نانوفیلتر جهت جدا کردن ترکیبات یونی از آب پنیر و تولید محصولاتی نظیر غذایی کودک استفاده می شود.

اسلاید 6: اولترافیلتراسیون:فرآیند جداسازی غشایی با استفاده از نیروی فشار است که می تواند جداسازی و تغلیظ موادی با وزن ملکولی بین 1000 تا 1000000دالتون را انجام دهد که در صنعت لبنیات استفاده می شود. که برای جداسازی پروتئین ها از آب پنیر و تغلیظ شیر در پنیرسازی است. این فرآیند در پنیرسازی، افزایش راندمان بالا می توان به موارد زیر اشاره کرد:حداکثر بازیافت پروتئین های آب پنیر و صرفه جویی در مصرف انرژی و کاهش زمان تولید.در این حالت رنت و استارترکمتری مصرف می شود.

اسلاید 7: میکروفیلتراسیونیکی ازفرآیندهای مهم غشایی است که نیروی محرکه آن اختلاف فشار است.برای جداسازی ذرات 2/0 تا 20 میکرون به کار می رود.معمولاً اساس کار بر این است که مواد معلق کلوئیدی جدا می شود و موادحل شده عبور می کند.در فشار بیشتر از 1 اتمسفر کار می کند.

اسلاید 8: غشای میکروفیلتراسیون دارای بزرگترین اندازه ی حفره در بین سایر فیلترها می باشد.

اسلاید 9: میکروفیلتراسیون فرآیند فشار آوری است که در آن غشا برای جداسازی ذرات از یک محلول آبی به کار می رود.

اسلاید 10: جنس غشای میکروفیلتراسیونسرامیکی مقاومت بالای حرارتی پلیمری تخلخل بالالیفی مساحت سطح و تخلخل بالافلزی مقاومت در برابر خوردگی در فرآیند میکروفیلتراسیون غشاهای متخلخل سرامیکی دارای بیشترین کاربرد است:دارای پایداری حرارتی وشیمیایی ومکانیکی بسیار بالادارای مقاومت حرارتی بسیار بالاتر از پلیمرهاقابل شستشو به راحتی با انواع مواد شویندة اسیدی و قلیاییبعنوان غشاهای بهداشتی تأیید شده FDA هستنداز نظر تجاری دوام پذیر و از نظر فنی توانا

اسلاید 11: موارد مورد اهمیت در طراحی یک غشای میکروفیلترخواص فیزیکی و شیمیایی ذرات و سیالپیش بینی نرخ جریانساختمان فیلترنسبت جریان سیال به مساحت فیلترنرخ زمان فیلتر کردن به زمان پاکسازیتنش های پاکسازی و فیلتراسیونطراحی مسیرهای عبور فضا و هزینه های مورد نیاز

اسلاید 12: برخی نکات در میکروفیلتراسیونمیکروفیلتراسیون یک اقدام کاهشی است که در آن مواد شیمیایی جدیدی اضافه نمی شود یا با محصول واکنشی نمی دهد فقط برخی آلوده کننده ها را از محیط حذف می کند.اساس میکروفیلتراسیون تفکیک و جداسازی فیزیکی است.میزانی که مواد حل شده و مواد کدر و گل آلود و میکروارگانیسم ها برداشته می شوند به واسطة اندازة روزنه های موجود در غشاها تعیین می شود.

اسلاید 13: کاربرد میکروفیلتراسیوناسترلیزة سرد آشامیدنی ها ودارو ها تصفیة آب میوه و شراب و آبجو (مخمر وهر مواد معلق دیگری از آبجو برداشته می شود) جداسازی باکتری ها از آب (تصفیة بیولوژیکی فاضلاب) بدون الکل کردن آبجوتصفیة آب روها بدون الکل کردن شرابجداسازی امولسیون های آب وروغن جداسازی پروتئین سویاتفکیک جامد- مایع برای صنایع داروسازی و یا غذایی

اسلاید 14: بیشترین کاربرد میکروفیلتراسیونصنایع نوشیدنی0/45 µm=استرلیزاسیون تجاری سرد برای مصارف دارویی 0/2µm=تأمین آب خالص در فرآیندهای نیمه رسانایی0/1µm=

اسلاید 15: میکروفیلتراسیون در صنعت شیرباکتری ها و گلبول های چربی پشت غشای میکروفیلتر باقی می مانند بنابراین با استفاده از این روش می توان میزان باکتری های شیر را به 1% از کل باکتری ها تقلیل داد و محصولی با عمر ماندگاری طولانی بدست آورد.درروش میکروفیلتراسیون می توانیم اسپورهای باکتری هایی نظیر کلستریدیوم بوتیریکوم را از شیر مصرفی برای تولید پنیر حذف کرد و از بادکردن پنیر طی فرآیند رسیدن و نگهداری پنیر جلوگیری به عمل آورد.

اسلاید 16: ویژگی شیر حاصل از میکروفیلتراسیوننیاز به نگهداری در یخچال داردعمر ماندگاری طولانی تر نسبت به پاستوریزه دارد.دارای طعم مشابه و یا حتی بهتر از شیر پاستوریزة معمولی است.دارای طعم ثابت در طی نگهداری یخچالی است.استفاده از میکروفیلتراسیون می تواند به عنوان پیشگامی برای پاستوریزه کردن باشد.

اسلاید 17: پرکاربردترین روش میکروفیلتراسیون درصنعت شیربرای جداسازی کازئین از پروتئین های شیرابه می باشد. این کاربرد، شیر غنی از کازئین را به وجود می آورد که می تواند برای تولید پنیر مفید باشد.

اسلاید 18: فرآیند میکروفیلتراسیون در صنعت آبمهمترین استفاده میکروفیلتراسیون، تصفیه محلول های آب یعنی تصفیه نوشیدنی ها وآب آشامیدنی است.غشای میکروفیلتراسیون یک مانع برای جامدات و باکتری های معلق در آب می باشد.از بین بردن جامدات معلق در آب به واسطة اندازه وته نشینی وزنی و شناوری و فرآیند غشایی می باشد.تکنولوژی غشایی پیشرفته در صنعت آب، آب مورد انتظار شما را تحویل می دهد.ابعادبزرگ حفره ها در غشا سرعت بالایی را ایجاد می نماید این تکنیک در صنعت آب و فاضلاب کاربردی مثل: حذف مواد ذره ای- تصفیه آب قابل شرب- تصفیه فاضلاب های محلی .

اسلاید 19: مزایای میکروفیلتراسیون در صنعت آبجلوگیری از اتلاف وقتافزایش کیفیت آب از هر منبع آبی استفاده بهینه از انرژی ومواد شیمیاییاشغال جای کم سیستمافزایش کارایی و کارشناسی در صنعت آب.

اسلاید 20: محدودیت استفاده میکروفیلتراسیوان در صنعت آبراههای تصفیة غشایی آنقدر گران هستند که برای عملکرد های بازیافت آب اقتصادی نمی باشند.برخی غشاهای دارای جریان بالا ورسوب کم مثل غشاهای کنده کاری شده برای استفاده تحت شرایط صنعتی موجود نیستند غشاها و سیستم های موجود دربازار به خاطر رسوب کردن سریع، از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست.

اسلاید 21: فرآیند میکروفیلتراسیون در صنعت عسلمیکروفیلتراسیون می تواندعسل را با برداشتن پروتئین های بزرگ تصفیه کند اولترافیلتراسیون می تواند به طور طبیعی پیدایش باکتری در عسل رااز بین ببرد و آن را برای استفاده های نهایی مناسب سازد.

اسلاید 22: فرآیند میکروفیلتراسیون در صنعت قند وشکرهم صنعت نیشکر و هم صنعت چغندر قند برای تصفیه عصارة خام و برداشتن ناخالصی هایی مثل موم ها و صمغ ها قبل از فرستادن عصاره به مرحله تصفیه برای تبخیر و متبلور سازی از روشهای قدیمی مثل آهک زنی استفاده کرده اند.

اسلاید 23: هدف اصلی:دستیابی به شربتی با خلوص ورنگ عالی روش مرسوم:آهک زنی- کربناناسیونمعایب:آلودگی زیست محیطی شدیدمصرف بالای انرژی عدم کنترل در مراحل افزودن آهک وگاز کربنیک باعث عدم جدسازی کامل ناخالصی ها از شربت

اسلاید 24: روش میکروفیلتراسیون می تواند کاری را که سیستمهای دیگر در دو مرحله انجام می دهند در یک مرحله انجام دهد.

اسلاید 25: چند مزیت مهم تر میکروفیلتراسیون درمقایسه با تکنولوژی های رایج معمولی:1- میکروفیلتراسیون هزینه و مشکلات خریداری و کنترل میان لایه ی تصفیه را از بین می برد.2- میکروفیلتراسیون کنترل بهتر فرآیند را میسّر می سازد 3- در تصفیه غشایی می توان غشاها را به آسانی در هر زمان لازم با بخار تمیز کرد . 4- شاید از نظر اقتصادی هم هزینه سرمایه گذاری اولیه وهم هزینه حفظ و نگهداری کمتراز هزینه های سانتریفوژ معمولی را دارا باشد.

اسلاید 26: معیارهای انتخاب:عملکرد میکروفیلتراسیون بسته به این که آیا این روش در یک مسیر فرآیندی کاملاً جدید انجام می شود یا با تغییر و بهبود فرآیند موجود، می تواند متفاوت باشد. برای یک سیستم جدید، استفاده از میکروفیلتراسیون برای جایگزین کردن اقدامات تصفیه کننده سانتریفوژ و پیش لایه اقتصادی تر است.هنگام بهتر کردن یک سیستم موجود، جایگزین کردن فیلترهای پیش لایه با سانتریفوژهای مطلوب تر است به شرط آن که در مورد آنها مسائل نگهداری وجود نداشته باشد.

اسلاید 27: با تشکر از توجه شما دوستان گرامی