مطالعه پدیده گرفتگی در شفاف سازی غشایی آب سیب به کمک سامانه غشایی سطح تراش

شفاف سازی آب میوه جهت بهبود خواص فیزیکوشیمیایی و بازارپسندی مهم است. به دلیل مصرف بالای انرژی، زمان بر بودن، تخریب ترکیبات حساس به حرارت و کاهش ارزش تغذیه ای در روش های سنتی، امروزه برای شفاف سازی آب میوه فرآیند های غشایی به کار گرفته شده است. یکی از مشکلات مهم فرآیندهای غشایی، کاهش شار تراوه ناشی از قطبش غلظتی و گرفتگی غشا می باشد. در این مطالعه، یک روش مکانیکی جدید برای ایجاد تلاطم در جریان به منظور کاهش اثرات نامطلوب قطبش غلظتی و گرفتگی غشا ایجاد شد. بدین منظور، از غشا اولترافیلتر با جنس پلی اتر سولفون (PES[1]) و حد وزن مولکولی (MWCO[2]) 4 کیلو دالتون درون سامانه غشایی با تیغه های تراشنده سطح جهت شفاف سازی آب سیب استفاده شد. اثر پارامترهای عملیاتی شامل سرعت دوران تیغه ها (0، 600، 1400 و 2200 دور بر دقیقه)، فشار (TMP[3]) (5/0، 1 و 5/1 بار)، سرعت جریان[4](FFR) (10، 15 و 20 میلی لیتر بر ثانیه) و فاصله تیغه از سطح غشاء (2 و 5 میلی متر) بر فاکتور غلظت حجمی (VCF[5])، مقاومت گرفتگی، زمان وقوع هر کدام از مکانیسم های گرفتگی و مورفولوژی لایه کیک بررسی شد. طبق نتایج انجام فرایند در فشار 5/0، سرعت جریان 10 میلی لیتر بر ثانیه، سرعت دوران تیغه ها 600 دور بر دقیقه و فاصله 2 میلی متری تیغه ها از سطح غشا بهترین تاثیر را بر VCF و کاهش گرفتگی داشت. مکانسیم اصلی گرفتگی در فرآیند، تشکیل لایه کیک بود. چرخش تیغه ها شدت تشکیل لایه کیک و ضخامت آن بر سطح غشا را کاهش داده و منجر به افزایش سهم گرفتگی استاندارد شد.