مقاله کاربردها و چالش های فرآیند فیلتراسیون غشایی در صنایع لبنی

word قابل ویرایش
10 صفحه
27700 تومان

کاربردها و چالش هاي فرآيند فيلتراسيون غشايي در صنايع لبني

خلاصه
در چند دهه اخير، فرآيند فيلتراسيون غشايي با توجه به کيفيت عالي غذاهاي فرآوري شده، رقابت پذيري و مقرون به صرفه بودن و درنهايت ايجاد محيط زيست سالم توجه زيادي را به خود جلب نموده است .در ميان صنايع غذايي ، لبنيات بدون شک يکي از مهم ترين و پرکاربردترين حوزهها، جهت به کارگيري فرآيند فيلتراسيون غشايي مي باشد. از مهم ترين مواردي که موجب ايجاد مشکلات عمده اي در فرآيند فيلتراسيونغشايي مي شوند، مي توان به کنترل رسوب، گرفتگي غشاها و نحوه تميز کردن آن ها اشاره نمود. در اين پژوهش برخي از کاربردها، چالش هاو راهکارهاي مناسب جهت حل مشکلات فيلتراسيون غشايي در صنايع لبني مورد بررسي قرار گرفته است .بررسي هايصورت گرفته در اين زمينه نشان دادکه فرآيندفيلتراسيون غشايي در مقايسه با ساير روش ها در صنايع غذايي به دليل اثرات مثيت آن، بيشتر مورد توجه قرار گرفته اند.

کلمات کليدي :چالش ها، صنايع لبني ، فيلتراسيون غشايي ،کاربردها


١. مقدمه
به طور کلي ، گذراندن مايعات از غشاهاي نيمه تراوا(فيلتراسيون) که تنها اجازه عبور به بعضي از مولکول ها را مي دهند، در قرن اخير پديده شناخته شده اي است . البته ، اين فرآيند تا قبل از ساخت اولين غشاهاي استات سلولزي نيمه تراواي متقارن علي رغم تلاشهايLeob و Sourirajan در سال ١٩٥٩ استفاده تجاري نداشت .اولين کاربردهاي آن در صنعت لبني در اواسط دهه ١٩٦٠ معمول شد، اما استفاده موفق از آن تا اوايل دهه ١٩٧٠ ميسر نگرديد. در حال حاضر، اولتراسيون غشايي به عنوان يک واحد بهرهبرداري استاندارد در صنعت لبني تلقي شده است [١].پيشرفت هاي قابل توجهيدر طراحي غشاها با تجهيزات بهتر صورت گرفت ، که جداسازي مولکولها يا ذرات مبتني بر اختلاف اندازه از جمله اين موارد است . در گذشته بيشترين کاربرد ميکروفيلتراسيون در صنايع نوشيدني ٠.٤٥ ميکرومتر، استريليزاسيون تجاري سرد براي مصارف دارويي ٠.٢ ميکرومترو تامين آب خالص در فرآيندهاي نيمه رسانايي ٠.١ ميکرومتر بود . تا سال ١٩٦٠ با وجود درک اصول اساسي غشاهاي مدرن صنايع مهمي در اين زمينه وجود نداشت تا اينکه به تدريج با رفع برخي از معايب آنها نظير قيمت بالا ، فرآيندهاي کند و زمان بر ، غير انتخابي بودن و غيره غشاها از آزمايشگاه به صنعت راه يافتند.
اساس فرآيندهاي غشايي عبور مواد از ميان صافي است ، که اين امر توسط يک نيروي رانشي صورت مي گيرد. اين رانش در فرآيندهاي غشايي به چهار دسته تقسيم مي شود که شامل موارد زير مي باشد:
. اختلاف فشار : در فرآيندهاي غشايي ميکروفيلتراسيون ، اولترافيلتراسيون ، نانوفيلتراسيون و اسمز معکوس
. اختلاف پتانسيل الکتريکي : نظير الکترودياليز و الکتروليز غشايي
. اختلاف دما : مانند membrane distillation
. اختلاف غلظت : نظير gas separation[٢]. طراحي بهداشتي تجهيزات لبني ، امري لازم و ضروري است که بر همين اساس، تنها برخي از اقسام متعدد طرحهاي فيلتراسيون غشايي مي توانند به مرحله اجرا درآيند. تکنولوژيهاي غشايي در صنايع لبني به صورت نمادين در شکل زير نمايش داده شده است ، شکل ١.

عوامل اصلي در تعيين اين که آيا اين طرح، کاربرد مناسبي در صنعت لبني دارد يا نه ، به قرار زيرند:
. طراحي بهداشتي
. پايين بودن حجم داخلي
. مقاومت غشا در برابر استرس برشي شديد
. بازرسي ساده از تمام قسمت ها
. تعويض آسان غشا[١].
٢. فرآيندهاي فيلتراسيون غشايي
قبل از توصيفکاربردها و چالش هايي که ريشه در فرآيندهاي لبني و توسعه محصول جديد با فرآيندهاي غشايي دارند، ابتدا به تعريف̂ نها مي - پردازيم .
١,٢. ميکروفيلتراسيون (MF)
يک فرآيند جداسازي غشا فشار رانده با استفاده از غشاءمتخلخل با اندازه قطر منافذ بيشتر از ٠.١ميلي متر است ، که اجازه حفظ تمام ذرات شير را مي دهد (سلولهاي سوماتيک ، گلبولهاي چربي ، باکتريها، و ميسل کازئين ).
٢,٢. اولترافيلتراسيون (UF)
فرآيند جداسازي غشا فشار رانده با استفاده از غشاء متخلخل با متوسط اندازه قطر منافذ در محدوده ٠.٠٠١ تا ٠.١ مي ي لمتر است . UF اجازه نفوذ لاکتوز، مواد معدني انحلال پذير، و ساير مولکولهاي کوچک شيرو آب را مي دهد. اساس يک سيستم اولترافيلتراسيون به صورت زير نمايش داده شده است ، شکل ٢.

شکل ٢. سيستم اولترافيلتراسيون
٣,٢. نانوفيلتراسيون (FN)
يک فرآيند جداسازي غشا فشار رانده با استفاده از غشاء متخلخلبا متوسط اندازه قطر منافذ کمتر از ٠.٠٠١ ميلي متر (١ نانومتر) مي باشد.در اين روش لاکتوز شير و ساير اجزاي درشت آن حفظ شده وباعث عبور يونهاي معدني انحلال پذير تک ظرفيتي و آب مي شود.
٤,٢. اسمز معکوس (RO)
يک فرآيند انتشار جداسازي غشاء فشار رانده با استفاده از فرآيندهاي غشايي است .RO فرايند غليظ سازي است که فقط اجازه نفوذ آب را مي دهد.
٥,٢. الکترودياليز (ED)
يک فرآيند غشاء که در آن جداسازي از يونهاي باردار الکتريکي از يک ميدان الکتريکي ناشي مي شود[٢]. دامنه کاربرد و ابعاد انواع غشاهاي ميکروفيلتراسيون، اولترافيلتراسيون، نانوفيلتراسيون و اسمز معکوس در زير نشان داده شده است ، شکل ٣.

شکل ٣. دامنه کاربرد و ابعاد انواع غشاها
٣. کاربرد فرآيند فيلتراسيون غشايي در صنايع لبني
کاربردهاي فرآيندهاي غشايي در صنايعغذايي را مي توان به سه حوزه اصلي تقسيم نمود:
. صنعت لبنيات
. صنعت نوشيدني
. صنعت گوشت [٣].
که در اين پژوهش کاربردهاي فرآيندهاي غشايي درصنعت لبنيات مورد بررسي قرار گرفته است .
١,٣. توليد پنير
امروزه تعدادي از انواع پنير صنعتي ساخته شده در سراسر جهان با استفاده از UF و MF با توجه به دستور العمل هاي خاص که به طور مداوم نتيجهاستفاده از نتايج علم لبنيات مي باشد، بهبود يافته است . تحولات اخير در مورد توليد پنير تازه و تنطيم عطر و طعم پنير و بافت پنير نرم برايپاسخ به خواسته هاي مصرف کنندگان و بهبود کيفيت پنير ساخته شده از پودر شير مي باشد.پنير Cantal از افزودن گونه هاي خاصي از مخمر به شير ايجاد مي شود، شکل ٤.

شکل ٤. پنير Cantal
به کمک مقاومت مکانيکي غشاء سراميکي و دانش حاصل از اثر تنش برشي بر روي خواص رئولوژيکي̂Hنها، استفاده از اولترافيلتراسيون براي تهيه انواع پنيرکشک شيري مانند Quarg، پنير خامه اي،mascarpone، کاربرد دارد.اساس استفاده از شير اولترافيلتر شده در فرآيند پنيرسازي اين است که پروتئين هاي موجود در آب پنيردر داخل پنير باقي مي مانند و به اين ترتيب راندمان پنيرسازي افزايش مي يابد. بنابراين از پروتئين هاي آب پنير استفاده بهتري مي شود زيرا در روش سنتي حدود ٢٠ درصد از پروتئين هاي شير به صورت ضايعات از دسترس خارج مي شوند.با استفاده از روش ميکروفيلتراسيون مي توان اسپورهاي باکتريهايي نظير کلستريديوم تايروبوتيريکوم را از شير مصرفي براي توليد پنير حذف کرد و از بادکردگي پنير طي فرآيند رسيدن و نگهداري جلوگيري به عمل آورد و از آنجايي که امروزه استفاده از مواد نگهدارنده از طرف مصرفکنندگان چندان مورد پذيرش قرار نمي گيرد، بنابراين با استفاده از اين روش مي توان رضايت مصرفکنندگان را نيز تاميننمود[٢].
٢,٣. توليد آب پنير
آب پنير فرآورده جنبي صنايع توليد کننده پنير و کازئين است . ترکيب آن با توجه به روندي که ازآن به دست مي آيد متفاوت بوده، اما مي توان مشخصات آن را تقريبا مانند شيرتعيين نمود. در نتيجه ، آب پنير هنوز هم حاوي مقدار زيادي از موادتغذيه اي (پروتئين و لاکتوز) در يک نسبت نامتعادل براي تغذيه بشر و ديگرموارد (پروتئين هاي جزئي ، عوامل رشد، و غيره) با غلظت بسيار پايين مي باشد[٢].اولترافيلتراسيون کاربرد عمدهاي در توليد پنير دارد. در اين روش ابتدا آب پنير خارج مي شود. استفاده مستقيم

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 27700 تومان در 10 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع

دانلود مقاله فرایندهای غشایی و کاربرد آنهادر صنایع لبنی

word قابل ویرایش
27 صفحه
18700 تومان
UF اولترافیلتراسیونتاریخچه :تاریخچه جداسازی مواد کلوئیدی از محلولها توسط صافیهای غشایی به قرن گذشته بر می گردد . جداسازی آنزیمهای پروتئینها در مقیاس آزمایشگاهی بوسیله غشاء نیمه تراوا با دیالیز انجام میپذیرفت . به دلیل کسل کننده بودن و نیاز به مدت طولانی در این روش تلاشی جهت بکارگیری آن در مقیاس صنعتی برای جدا ...

دانلود مقاله بهینه سازی فرآیند تصفیه شیمیایی و بررسی امکان بازیافت پساب صنایع نساجی به توسط فرآیند غشایی

word قابل ویرایش
13 صفحه
21700 تومان
چکیدههدف از این تحقیق بهینه سازی فرآیند تصفیه شیمیایی و بررسی فرآیند غشایی نانوفیلتراسیون جهت بازیافت پساب واقعی یک صنعت نساجی واقع در شهرک صنعتی ابزاران اصفهان میباشد. این پژوهش به مطالعه آزمایشگاهی فرآیند تصفیه شیمیایی با استفاده از سولفات آهن دو ظرفیتی و اثر عوامل pH ، غلظت آلاینده و فشار عملیاتی بر میزان ...

دانلود مقاله کاربرد آنزیم ها در صنایع لبنی

word قابل ویرایش
3 صفحه
21700 تومان
دسته بندی : مقالات رشته تغذیه
چکیده استفاده از آنزیم در صنایع مختلف غذایی کاربرد فراوان یافته است. پیشرفت ها و تحقیقات فراوانی در این خصوص صورت گرفته تا به واسطه آنزیمهای مختلف قارچی، مخمری، باکتریایی، حیوانی و گیاهی برخی خواص مطلوب در غذاها تامین گردد و علاوه بر آن با حداقل رساندن آسیب به ساختار تغذیه ای مواد غذایی، محصول سالم و برای عمو ...

دانلود مقاله بررسی کاربرد امواج فراصوت در صنایع غذایی با تاکید بر صنایع لبنی

word قابل ویرایش
4 صفحه
21700 تومان
دسته بندی : مقالات رشته تغذیه
چکیده: این مقاله یک بررسی جامع در مورد برنامههاي کاربردي اخیر اولتراسوند بر خواص تکنولوژیکی و زیستی غذا میباشد. علاوه بر بحث کوتاهی در مورد اصول تکنولوژي اولتراسـوند، نمونـههـایی از اثـرات فیزیکـی امـواج فراصوت در بهبود خواص تکنولوژیکی غذا مانند توانایی امولسیفیکاسـیون، حلالیـت، بافـت و همچنـین برنامـههـاي کا ...

سه حوزه اصلی کاربرد فرآیند فیلتراسیون غشایی در صنایع لبنی

کاربرد فرآيند فيلتراسيون غشايي در صنايع لبني کاربردهاي فرآيندهاي غشايي در صنايع غذايي را مي توان به سه حوزه اصلي تقسيم نمود: . صنعت لبنيات . صنعت نوشيدني . صنعت گوشت [٣]. که در اين پژوهش کاربردهاي فرآيندهاي غشايي درصنعت لبنيات مورد بررسي قرار گرفته است .   توليد پنير امروزه تعدادي از انواع پنير صنعتي س ...

دانلود فایلا پاورپوینت تصمیم گیری چند شاخصه و کاربردهای آن در مدیریت و مهندسی صنایع

PowerPoint قابل ویرایش
54 صفحه
23700 تومان
  اسلاید 1 : مدل های تصمیم گیری مدل های کلاسیک تحقیق در عملیات مدل های تصمیم گیری چند معیاره اسلاید 2 : مدل های کلاسیک تحقیق در عملیات در این مدل ها تصمیم گیری فقط بر اساس یک هدف کمی مانند حداکثر کردن سود، حداقل کردن مسافت و ... صورت می گیرد. برنامه ریزی خطی، برنامه ریزی اعداد صحیح و ... از جمله این رو ...

مقاله مروری بر کاربردهای میکروفیلتراسیون در صنعت لبنیات

word قابل ویرایش
10 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
مروری بر کاربردهای میکروفیلتراسیون در صنعت لبنیات چکیده کاربرد فرایندهای غشایی در صنعت لبنیات از دهههای گذشته آغاز شده است و امروزه یکی از مهمترین تکنیکهای فرآوری در این صنعت، محسوب میگردند. میکروفیلتراسیون یکی از تکنیکهای جداسازی غشایی است که به میزان وسیعی در صنایع دارویی، شیمیایی و غذایی استفاده میشود ...

مقاله بررسی ارتباط بین مدیریت ریسک و فرآیند توسعه محصول جدید در صنایع خودروسازی ایران با استفاده از تحلیل عاملی تاییدی و مدل معادلات ساختاری

word قابل ویرایش
28 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
بررسی ارتباط بین مدیریت ریسک و فرآیند توسعه محصول جدید در صنایع خودروسازی ایران با استفاده از تحلیل عاملی تاییدی و مدل معادلات ساختاری چکیده توسعه محصول جدید و اهمیت آن برای شرکت ها به عنوان رویکردی جدید، هرچند با ریسـک هـایی همـراه اسـت، امـا شـناخت عوامل کلیدی این رویکرد، می تواند در کاهش ریسکهای تصمیم گی ...