میثم راستگو

عمران

فرایند های غشایی
نویسنده : میثم راستگو - ساعت ۱:۱٦ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/٢٠

مقدمه :

فرایندهای غشایی با دارا بودن مزایایی مانند کاهش مصرف انرژی ، انتقال جرم و راندمان بالا و سهولت کاربرد، از اهمیت بسزایی برخوردارند. در فرایندهای غشایی ، جداسازی اجزا مختلف از یکدیگر به دلیل مکانیسم غربالی ، انتقال ممانعتی از درون حفرات باریک غشا و سایر تقابل های بین اجزا و مواد غشا (از قبیل جذب سطحی و تقابل هابی الکتریکی) صورت می گیرد . برخی از موارد کاربرد این سیستم ها در صنایع غذایی ، تصفیه آب ، تغلیظ  و شفاف سازی اب میوه ها ، فراورده های شیر ، نوشابه های الکلی و پساب می باشد . در سیستم های جداسازی غشایی در مقایسه با یک تبخیر کننده ، آب بدون آن که تغییر فاز دهد از محلول جدا می شود . در یک سیستم جداسازی غشایی سیالی با دو جز یا بیشتر در تماس با غشا قرار گرفته که غشا اجازه می دهد ، اجزای خاصی از سیال (آب موجود در سیال) راحت تر از دیگر اجزا از آن عبور کنند . ماهیت فیزیکی و شیمیایی غشا (اندازه منافذ و توزیع اندازه منافذ در ان) روی جداسازی مایع تاثیر می گذارد .


غشا :

غشا به عنوان یک فاز که اجزای خوراک به صورت انتخابی از آن عبور می کنند، تعریف می گردد به عبارت بهتر، غشا به صورت فازی که اجزای جداشونده خوراک با سرعت های متفاوت از آن عبور می کنند عمل می کند در این روش، معمولاً تغییر فازی صورت نمی گیرد و محصولات نیز در همدیگر قابل امتزاج هستند

در فرایندهای غشایی، جزئی از خوراک که از غشا عبور می کند به نام تراوش کرده((Permeate  و بخشی که نتواند از غشا عبور کند، نگه داشته شده (Retentate)  نامیده می شود که بر اساس هدف جداسازی ، هرکدام از آنها می توانند به عنوان محصول در نظر گرفته شوند.  در حالت کلی ، روشهای غشایی در مواقعی که غلظت مواد کم باشد کارایی بسیار زیادی دارند .

نیروی محرکه لازم در فرایندهای غشایی می تواند به صورت اختلاف غلظت ، فشار ، دما و پتانسیل الکتریکی باشد. ساده ترین نوع غشاها بر اساس اختلاف اندازه ذرات عمل می کنند که از این نظر مشابه فیلترها هستند ولی غشاها از لحاظ اندازه منافذ و توزیع اندازه آنها و نیز نحوه جریان با فیلترها تفاوت دارند کارایی غشاها با دو پارامتر تعیین می گردند که شامل دبی عبور کرده از غشا و گزینش پذیری غشاها است .

فرایندهای غشایی با داشتن مزایایی چون کاهش مصرف انرژی به دلیل عدم تغییر فاز، حجم کم و عدم نیاز به فضای زیاد، تنوع در شکل و اندازه، افت فشار کم و انتقال جرم زیاد، بالا بودن راندمان جداسازی برای محلول های رقیق ، نیاز کم به مواد افزودنی و حلا لها، ساده بودن طراحی غشاها و سهولت کاربرد آنها در مقیا سهای صنعتی و همچنین به دلیل اینکه دوست دار محیط زیست هستند، از سایر روشهای جداسازی متمایز شده اند . با این حال این روش معایبی از قبیل قطبش غلظتی (تفاوت در قابلیت تراوش پذیری ذرات با اندازه های مختلف سبب می شود که ذراتی که نسبتا کندتر عبور می کنند در مجاورت غشا تجمع یابند و بدین ترتیب توزیع غلظت در جریان خوراک تغییر یابد . این پدیده قطبش غلظتی نام دارد که در صورت تداوم ، یکی از مهم ترین دلایل گرفتن غشاهاست ) و گرفتگی غشاها ، طول عمر کوتاه غشا ، انتخاب پذیری و دبی کم عبوری ازغشاها و هزینه بالای ساخت را دارد .

خواص غشا :

بررسی خواص غشا از لحاظ پیش بینی چگونگی انجام فرایند جداسازی توسط آنها مفید است . این خواص با توجه به موادی که در ساخت غشا به کار گرفته شده است ، روش ساخت و اصلاحات بعدی حاصل می گردد .

خواص غشا را می توان به دو دسته فیزیکی و شیمیایی تقسیم بندی نمود :

1 . خواص فیزیکی :

الف : اندازه حفره های غشا :

ذراتی که بزرگتر از اندازه حفرات غشا باشند نمی توانند از غشا عبور نمایند . به طور کلی اندازه منافذ غشا به دو صورت قطر منافذ و یا (Molecular weight cut-off) بیان می شود . (این فاکتور معمولا از طریق اندازه گیری میزان عبور یک پلیمر خاص از درون حفره های غشا بدست می اید . اندیس (MWCO) برابر وزن مولکولی پلیمری است که بیش از 90 درصد ان توسط غشا دفع شود) .

ب : توزیع اندازه حفرات :

اندازه حفرات یک غشا یکسان نیست . هر غشایی یک اندازه اسمی دارد که نشان گر متوسط اندازه حفره هاست . حفره های کوچکتر و بزرگتر از اندازه اسمی نیز در غشا وجود دارند . توزیع اندازه حفره های غشا نشان دهنده محدوده تغییر اندازه حفره ها و تعداد نسبی آنهاست . هر چه توزیع اندازه حفرات یکنواخت تر باشد جداسازی در عمل با انتظارات ما نزدیکتر خواهد بود .

ج : تعداد حفرات :

تعداد حفرات در واحد سطح ، دانسیته حفره نامیده می شود که حدود 108 تا 109 حفره در سانتی متر مربع است تعداد حفرات بیانگر سهولت اجزایی است که می توانند از غشا عبور کنند .

د: شکل حفره ها :

حفره های غشا به ندرت به صورت استوانه ای هستند و در اغلب موارد به شکل معابر پر پیچ و خم می باشند . مسلما هر چه حفره پیچ و خم کمتری داشته باشد ، عبور اجزا از ان ساده تر خواهد بود .

و: ضخامت غشا :

ضخامت کمتر غشا بیانگر مقاومت کمتر در مقابل انتقال جرم است . غشاهای بسیار نازک دارای یک نگهدارنده هستند که مقاومت مکانیکی لازم را فراهم می اورد .

ه: تخلخل :

که نشان دهنده فضای آزاد موجود در غشا است . در بسیاری از غشاها حدود 60 تا 80 درصد غشا باز است که باعث عبور سیال می شود .

ن: چروک خوردگی :

سطح غشا می تواند صاف یا دارای چین و چروک باشد . این مسئله تاثیر مهمی در جذب یا دفع مواد بر روی سطح غشا دارد

2 . خواص شیمیایی :

الف : بار سطحی :

اجزای شیمیایی موجود در سطح غشا ممکن است دارای گروههای عامل خنثی یا باردار (مثبت ومنفی) باشند . بار سطحی غشا از این جهت اهمیت دارد که عامل جاذبه یا دافعه الکترواستاتیکی بین غشا و ذرات موجود در محلول است . بار سطحی غشا به قدرت یونی محلول مجاور آن بستگی دارد .

ب: هدایت الکتریکی :

اکثر غشاهای پلیمری هادی الکتریسیته نیستند ولی غشاهای هادی نیز ساخته شده اند .

ج: جذب کنندگی :

با توجه به عوامل موجود در سطح غشا و بار ، انها امکان جذب یا دفع ذرات توسط سطح غشا وجود دارد . به علاوه بسیاری از ذراتی که داخل حفره های غشا می گردند جذب سطح داخلی حفره ها شده و امکان عبور از آنها را نمی یابند .

و: آبدوست یا آبگریز بودن غشا :

غشا ممکن است ابدوست یا آبگریز باشد . این موضوع با توجه به ساختار مولکولی سطح غشا حاصل می شود . با تغییر و اصلاح سطح غشا می توان این خاصیت را تغییر داد . آبدوستی یا ابگریزی می تواند در جداسازی تاثیر بگذارد .


تقسیم بندی غشاها :


1 . تقسیم بندی بر اساس مکانیسم حاکم بر جداسازی :

-اختلاف فشار 

- میکروفیلتراسیون

- اولترافیلتراسیون

- نانوفیلتراسیون

-اسمز معکوس

می توان جداسازی را انجام داد

-اختلاف غلظت

- جداسازی گازی

- غشای مایع

- دیالیز

-اختلاف ولتاژ

- الکترودیالیز

-اختلاف دما

- تقطیر غشایی

2 . تقسیم بندی بر اساس جنس غشا :

-غشاهای بیولوژیکی) طبیعی)

-غشاهای سنتزی

- غشاهای پلیمری

 -سرامیکی

 -فلزی

 -مایع

3 . تقسیم بندی بر اساس شکل هندسی غشا :

-صفحه ای

-لوله ای

-مارپیچی

-فیبر توخالی

4 . تقسیم بندی بر اساس ساختار غشا :

-متقارن

-نامتقارن



نکته :

غشاها در داخل محفظ هایی قرار می گیرند که تحت عنوان مدول اطلاق می شود. نوع جریان در سطح غشا و نیز نحوه حرکت سیال بستگی به نوع مدول انتخابی دارد. در واقع مدول به منظور نگهداری غشا، کنترل حرکت سیال و افزایش نسبت سطح به حجم به کار می رود در هر مدول، غشاها به همراه نگهدارنده ها و پایه های خود در یک شکل هندسی خاص قرار می گیرند که دارای مجراهایی برای ورود خوراک توزیع خوراک و همچنین جمع آوری مواد می باشد. انواع مدولهایی که به کار می رود شامل مدول های لوله ای، صفحه و قاب، مارپیچی و موئینه ای است که بر اساس ویژگی ها و مزایای که دارند می توانند کاربردهای متفاوتی داشته باشند .

مکانیسم های جداسازی:

این مکانیسم ها به نوع ، ساختار و جنس غشا و جاذبه بین ذرات بستگی دارد . هنگامی که حفره های غشا کوچک تر از اندازه ذرات مورد نظر باشد مکانیسم جداسازی غربال شدن (Sieving) است . به این عمل فیلتراسیون سطحی می گویند . هنگامی که حفرات غشا بزرگتر از اندازه ذرات باشند یا اگر فیلتر از مواد رشته ای یا دانه ای ساخته شده باشد ، ذرات به درون غشا وارد خواهند شد . اگر این ذرات جذب سطح غشا شوند و درون آن باقی بمانند از سیال جدا خواهند شد و در غیر این صورت به همراه سیال از غشا عبور می کنند . به این نوع جداسازی فیلتراسیون عمقی(Depth filtration) می گویند . حذف ذرات کوچکتر از حفره های غشا به عوامل گوناگونی بستگی دارد . طول حفره های غشا معمولا خیلی بیشتر از قطر آنهاست ، لذا ذراتی که وارد غشا می شوند مسافتی طولانی را طی می کنند . در این حین ممکن است براساس پدیده جذب به سطح داخلی حفره ها بچسبند . در این حالت غشا تنها یک غربال نیست یعنی تمامی ذراتی که وارد آن می شوند لزوما از ان عبور نمی نمایند . جذب سطحی بر سطح حفره های غشا به نیروهای موجود بین آنها بستگی دارد که در این میان نیروهای الکترواستاتیکی و واندروالسی نقش مهمی را ایفا میکنند . در بعضی موارد اگر غشا باردار باشد و ذرات موجود در سیال نیز باردار باشند در صورتیکه بار آنها مشابه باشد ممکن است نیروهای دافعه الکترواستاتیکی قوی تر از جاذبه واندروالسی باشد و ذرات جذب داخل غشا نشده و عبور کنند مخالف بودن بار آنه سبب جذب آنها بر سطح داخلی غشا می شود . بار سطحی یک غشا را می توان با تغییر قدرت یونی سیال ، تغییر داد . شدت جریان سیال و فشار وارده بر غشا ، می توانند بر پدیده جذب اثر داشته باشند و با افزایش آنها امکان کنده شدن ذرات جذب شده بر سطح غشا وجود دارد . غلظت سیال نیز بر جذب اثر دارد و هر چه غلظت افزایش یابد جذب نیز بیشتر می شود . از عوامل موثر دیگر حجم سیال عبوری از غشا است در صورتیکه حجم کمی از سیال عبور نماید ذرات موجود به غشا خواهند چسبید و در صورتیکه حجم عبور یافته زیاد باشد محل های جذب نهایتا اشغال خواهند شد و امکان جذب کاهش می یابد . ضخامت غشا و جنس غشا نیز در این امر موثرند هر چه ضخامت غشا بیشتر باشد ذراتی که از داخل ان عبور می کنند امکان بیشتری برای چسبیدن به دیواره ان پیدا می کنند . نوع حفره های غشایی می تواند در عبور آسان یا به تله انداختن ذرات موثر باشد .

لازم به ذکر است که جداسازی بوسیله غشا یک فرایند صد در صد نیست بدان معنا که امکان عبور بعضی از ذرات که به طور تئوری انتظار دفع انها می رود ، از غشا وجود دارد یا به عبارت دیگر هر چند که اندازه اسمی حفره های غشا کوچکتر از اندازه ذرات مورد نظر باشد اما ممکن است تعداد محدودی از این ذرات از غشا عبور نمایند . در واقع هیچ غشایی کامل نیست  و ممکن است تعداد معدودی از حفره های بزرگتر از اندازه اسمی ان که توسط کارخانه سازنده آن اعلام می شود وجود داشته باشد که با روش های کنترل کیفی قابل تشخیص نباشند . حتی اگر 999/99 درصد از حفرات هم در حد قابل قبول باشند همان 001/0 درصد می تواند باعث عبور تعدادی از ذرات بزرگ از درون غشا گردد . در صورتیکه مخلوطی از ذرات درشت و ریز در سیال داشته باشیم ذرات بزرگتر بر روی سطح غشا باقی مانده و مانند غشایی که مانع عبور ذرات کوچک می شود عمل می نمایند . ذرات کوچک ممکن است بر سطح ذارت بزرگ چسبیده و امکان عبور نیابند . به عنوان مثال می توان به افزایش توانایی غشاهای میکروفیلتراسیون برای جداسازی ویروس از اب در حضور باکتری اشاره کرد . باکتری ها خود مانع عبور ویروس شده و در عین حال تعدادی از ویروس ها بر سطح باکتری ها چسبیده و در نتیجه از غشا عبور نمی نمایند .

پلاریزاسیون غلظتی :

سرعت سیال در سطح غشا حتی هنگامی که جریان سیال در غشا متلاطم باشد ، کاهش یافته و در واقع در سطح غشا لایه آرام یا لایه مرزی شکل می گیرد . اختلاط در این لایه مرزی نسبتا ضعیف است . اجزا دفع شده در نزدیکی سطح غشا انباشته می شوند . این انباشتگی در سطح غشا را پلاریزاسیون غلظتی می نامند که عواقب جدی در فرایندهای غشایی بر جای می گذارد . اگر میزان اختلاط جریان به اندازه کافی زیاد باشد ، این ترکیبات دفع شده سریعا به توده سیال انتقال می یابند و تجمع انها در نزدیکی سطح غشا محدود می شود ، اما اگر اختلاط ضعیف باشد انتقال اجزا دفع شده به طرف توده سیال به اندازه کافی سریع نبوده و پلاریزاسیون غلظتی به وقوع می پیوندد.

گرفتگی غشایی :

یکی از بزرگترین مشکلات فناوری پیشرفته فیلتراسیون غشایی مورد استفاده در صنایع ، گرفتگی زود هنگام غشاهای پلیمری ( Polymeric Membrane ) توسط رسوب مواد وترکیبات آلی و معدنی موجود در خوراک برسطوح و منافذ آنها می باشد.

 بروز این پدیده در هنگام بهره برداری از سیستمهای غشائی عموماً توسط عوامل همچون پروتئینها، مواد معدنی، میکروارگانیسمها ، چربیها و ذرات معلق جامد طی سه مرحله صورت می گیرد.

مرحله اول که پلاریزاسیون غلظتی نامیده می شود:

به علت افزایش گرادیان غلظت اجزاء باقی مانده در نزدیکی غشاء صورت می گیرد ولی با شستشوی با آب به راحتی برطرف می گردد .

با افزایش غلظت بر سطح غشاء و تراکم مواد ته نشین شده بر روی آن مرحلۀ دوم گرفتگی عارض می شود:

به صورتیکه شستشوی غشا با آب جبران کاهش فلاکس را نمی نماید .

در مرحلۀ سوم گرفتگی:

با رسوب بیشتر ذرات و استحکام لایۀ رسوب نرخ تراوش به حالت تقریباً یکنواخت رسیده و کاهش آن با نرخ بسیار کمی ادامه می یابد.

پدیده گرفتگی ( Fouling ) سبب کندی جریان ، توقف خط تولید برای شستشو و تمیز کردن ، تخریب غشاها و دستگاهها توسط شوینده های شیمیایی ، تهدید سلامت مصرف کنندگان ناشی ازباقیمانده مواد شوینده درمحصول ، آسیبهای زیست محیطی و بالاخره کاهش بهره وری و افزایش هزینه های تولید می گردد.

پس اینگونه جمع بندی می شود که علاوه بر پلاریزاسیون غلظت و تشکیل ژل ، مکانیسم دیگر کاهش شار ، گرفتگی یا انسداد حفرات غشا است . در حقیقت تشکیل لایه ژلی یکی از اشکال گرفتگی است . منتهی این نوع گرفتگی برگشت پذیر است (Reversible Fouling) . بدان معنا که در اثر شستشو با آب تمیز برطرف می شود . در صورتی گرفتگی برگشت ناپذیر خواهد بود (Irreversible Fouling) که ترکیبات لایه ژلی با یکدیگر واکنش داده و یک لایه متراکم را بر سطح غشا تشکیل دهند . بدیهی است این نوع گرفتگی به راحتی قابل برطرف کردن نیست . جذب سطحی ترکیبات در دیواره حفرات نیز بر کارایی غشا تاثیر می گذارد . در این حالت شعاع موثر حفرات کاهش یافته و مقاومت هیدرولیکی کل (Total Hydraulic Resistance) در برابر جریان تراوه افزایش می یابد . بنابراین شار جریان تراوه تنزل نموده و دفع اجزا محلولی که قبلا به راحتی از درون حفرات عبور می کردند ، زیادتر می شود . طبیعی است در چنین مواقعی جداسازی اجزا با اندازه های مختلف به خوبی صورت نمی گیرد . مکانیسم دیگر گرفتگی مسدود شدن حفرات (Pore Blocking) است که تا حدود زیادی برگشت ناپذیر است .

انتخاب روش شستشوی غشا بستگی به نوع گرفتگی دارد . اگر گرفتگی مانند تشکیل ژل از نوع برگشت پذیر باشد ، آبکشی با آب خالص و تمیز این مشکل را حل می کند . اما اگر گرفتگی از نوع برگشت ناپذیر باشد ، محلول های شستشوی دیگری مورد نیاز است . مثلا شستشو با قلیا یا محلول های اسیدی در دماهای نسبتا بالا ، برای بر طرف کردن انسداد جذب سطحی یا انسداد از نوع گرفتگی حفره مفید خواهد بود .

هم فرایند تولید غشا و هم نوع سیال و شرایط حاکم بر فیلتراسیون اثر قابل ملاحظه ای بر گرفتگی و کارایی فیلتراسیون دارند . روشهای مختلفی جهت تعیین مشخصات سطح غشاها از جمله لایه گرفتگی روی سطح آن در طی فیلتراسیون و گرفتگی ایجاد شده در داخل غشا می تواند مورد استفاده قرار گیرد . از جمله این روشها می توان به Scaning electron microscopy (SEM) و Atomic force microscopy (AFM) و X-ray photoelectron spectroscopy  اشاره نمود .

در فیلتراسیون مدرن امروزی ، خصوصا در صنعت شیر ، گاهی کاهش شار اولیه ممکن است نتیجه جذب پروتئین ها باشد . جذب پروتئین بر روی سطح غشاهای پلی سولفون که معمولا در اولترافیلتراسیون شیر مورد استفاده قرار می گیرند بلافاصله پس از تماس شیر با غشا و حتی بدون هیچ گونه انجام عملیات فیلتراسیونی ، صورت می گیرد . هر دو پدیده جذب پروتئین و بر هم کنش پروتئین – پروتئین می تواند حفرات غشا را تنگ یا مسدود کند و لذا دفع ذرات را توسط غشا افزایش دهد . حتی بدون تنگ تر کردن حفرات ، ذرات دفع شده می توانند در سطح غشا تجمع یافته  و در نتیجه افزایش غلظت در سطح نسبت به توده ، به آهستگی نفوذ برگشتی رخ داده و شار را کاهش دهد . این عمل در نتیجه گرادیان غلطتی در سطح غشا رخ می دهد که نتیجه و پیامد آن در مکانیسم گرفتگی تحت عنوان پلاریزاسیون غلظت شناخته می شود .

جهت جلوگیری یا کمتر کردن پدیده گرفتگی روشهای کلی زیر توصیه می شود :

1 . انتخاب غشا مناسب :

از نقطه نظر جنس غشا ، حفره های غشا ، ساختار غشا ، ضخامت غشا و خواص سطحی آن .

2 . پیش تصفیه سیال ورودی به غشا :

یعنی مواد موجود در سیال را یا با استفاده از یک صافی یا حتی با استفاده از سیستم غشایی که اندازه منافذ آن بزرگتر از غشایی است که می خواهیم فرایند را توسط آن غشا انجام دهیم ، حذف کنیم . مثلا استفاده از فیلتر شنی برای سیال ورودی به MF ، که در این حالت تراوه آن می تواند به عنوان خوراک برای فرایند های UF و یا RO استفاده شود .

3 . بهبود شرایط عملیاتی :

که شامل اختلاف فشار ، سرعت جریان عرضی ، ایجاد اغتشاش (Turbulent flow) در سیال و تناوب (Intermittency) است .

4 . احیا مجدد غشا :

که می تواند به روشهای شیمیایی و مکانیکی صورت گیرد . روش شیمیایی همان شستشو با محلول های شیمیایی است و یکی از روش های مکانیکی شستشو در مسیر مخالف (Back washing) جریان عادی است .

رفع گرفتگی غشاها :

با توجه به اینکه گرفتگی غشا در فراوری تمام محلول ها ، امری اجتناب ناپذیر است لذا لازم است جهت حفظ کارایی غشا در حد قابل قبول ، پس از مدتی استفاده از غشا آن را تمیز کرد . به بیان دیگر اگرچه در در طی فرایند تدابیری جهت کاهش میزان گرفتگی اتخاذ می شود ، اما این پدیده به طور کامل قابل حذف نیست و نهایتا پس از یک دوره زمانی ، شار تراوشی سیال از میان غشا تا حدی کاهش می یابد که احیای مجدد غشا را ضروری می گرداند . فواصل زمانی مورد نیاز برای انجام عملیات تمیز کردن متغیر بوده و به نوع فرایند بستگی دارد .

روش های تمیز کردن غشا را می توان به سه گروه تقسیم نمود :

1 . روش های بیولوژیکی

2 . روشهای شیمیایی

3 . روش های فیزیکی

تمیز کردن با مواد بیولوژیکی و شیمیایی متداولترین و مهمترین روش برای کاهش گرفتگی می باشد . این روش عبارتست از شستشوی غشا با آنزیم ها و مواد شوینده شیمیایی مناسب که به صورت جداگانه یا مخلوط طی یک دستورالعمل مشخص مورد استفاده قرار می گیرند . اولین مرحله در شستشوی شیمیایی پیدا کردن ماده شیمیایی مناسب برای غشا مورد نظر است . انتخاب بهترین ماده بستگی به ترکیبات خوراک و لایه رسوب کرده بر روی سطح غشا دارد و در اغلب این موارد این کار از طریق سعی و خطا انجام می گیرد مواد انتخاب شده باید به لحاظ شیمیایی پایدار ، ایمن ، ارزان و قابل شستشو با آب باشند و به علاوه بایستی قابلیت حل کردن اغلب مواد رسوب کرده بر روی غشا و حذف انها را از سطح غشا بدون آسیب به سطح غشا داشته باشند . برخی از این عوامل تمیز کننده شامل اسیدها ، بازها ، آنزیم ها ، سورفاکتانت ها و مواد تمیز کننده ترکیبی هستند . در هنگام استفاده از این مواد به عنوان تمیز کننده اثر برخی پارامترها مثل pH ، غلظت و زمان و شرایط عملیاتی مثل سرعت جریان عرضی ، فشار و دما باید مورد توجه قرار گیرد . به منظور تمیز کردن غشا گرفته شده بوسیله شیر و آب پنیر یک مرحله شستشو با سود و یک مرحله شستشو با اسید لازم است و برای رسیدن به نتیجه بهتر یک مرحله شستشو با آنزیم قبل از شستشوی شیمیایی پیشنهاد می شود . تاکنون روش های متعددی برای تمیز کردن غشاها به روش فیزیکی ارائه شده است .از بین این روش ها شستن بصورت معکوس (Back flushing) کاربرد بیشتری پیدا کرده است . در این روش با ایجاد فشار در بخش پرمیت ، عبور معکوس سیال از غشا انجام می گیرد . این سیال می تواند خود جز تراوش کرده ، آب ، هوا یا مواد شوینده باشد که با عبور معکوس از میان حفره ها باعث جدا شدن لایه های چسبیده به دهانه حفره ها می گردد . روشهای جدید تمیز کردن که نیاز به متوقف ساختن سیستم ندارد شامل استفاده از میدانهای الکتریکی و همچنین اولتراسوند می باشد .

در تحقیقی دیگر که در صنعت لبنیات صورت گرفت شستشوی غشاها با استفاده از مواد تجاری توصیه شده توسط کارخانه سازنده انجام می گیرد .

این شستشو توسط محلولهای قلیایی و اسیدی در هفت مرحله به ترتیب زیر صورت میگیرد .

1.شستشوی اولیه با آب

2.قلیاشویی با مواد توصیه شده در دمای ºC70 و به مدت زمان 45 دقیقه

3.شستشوی با آب و خارج کردن محلول قلیایی

4.اسیدشویی با مواد توصیه شده در دمای  ºC45 و به مدت زمان 30 دقیقه

5.شستشوی با آب و خارج کردن محلول اسیدی

6.قلیاشویی دوباره با همان مواد در دمای قبلی وبه مدت 30 دقیقه

7.شستشوی با آب و خارج کردن محلول قلیایی

علاوه بر این با توجه به ماهیت پر وتئینی و چربی رسوبات ، عمل شستشوی غشاها می تواند با استفاده از آنزیمهایی چون لیپاز و پروتئاز نیز انجام شود در این رابطه تاثیر عواملی چون ترکیب معجون شستشو ، زمان ، دما و توالی مراحل شستشو بر حصول نتیجۀ مطلوب مورد توجه قرار گرفته اند ولی در مطالب منتشر شده تحقیق جدی جهت تعیین تاثیر همزمان این عوامل به چشم نمی خورد. با توجه به اینکه گرفتگی غشاها از جنس پروتئین و چربی است شستشوی آنزیمی با استفاده از دو آنزیم لیپاز و پروتئاز انجام شد. هر دو آنزیم لیپاز و پروتئاز تاثیر مثبتی در شستشوی غشا داشته اند ولی تاثیر آنزیم پروتئاز دراین رابطه مشهود تر است . در عین حال کاربرد توام این دو آنزیم تاثیر مؤثرتری در استحصال نتایج بهتر شستشو نشان داده است.


comment نظرات ()