فرالا پالایش در صنایع لبنی

فرالا پالایش-در صنایع لبنی-فرایند برای جداسازی و تغلیظ مواد کلوئیدی و سوسپانسیونی از محلول های حقیقی<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

مقد مه :

فرالا پالایش ( ultrafiltration = UF ) در حقیقت یک فرایند جداسازی غشا یی با استفاده از نیروی فشار می باشد که در دو دهه اخیر کاربرد صنعتی گسترده ای را پیدا نموده است . از این فرایند برای جداسازی و تغلیظ مواد کلوئیدی و سوسپانسیونی از محلول های حقیقی ، سود جسته می شود .

در صنایع لبنی گستره بزرگی برای کاربرد این فن اوری جدید وجود دارد . بی اغراق صنایع لبنی یکی از پیشتازان توسعه روش ها و ملزومات در سیستم فرا لا پا لایش بوده است ، زیرا تجربیات فراوانی از کاربرد این فن اوری در صنایع لبنی حاصل شده است . به عبارت دیگر فرالا پالایش وسیله ای قدرتمند و برای اثبات توانمندی های این سیستنم ها در تولید مواد لبنی بوده که بوسیله ان توانسته اند اجزای شیر را تغلیظ نموده و بطور جزء به جز ء جداسازی نمایند . این امر موجب شده است تا بتوان محصولات جدیدی مطابق با نیاز های مصرف کننده به بازار عرضه نمود.

به هر حال ارتباط تنگا تنگی بین یافته های علمی و کاربدهای صنعتی فرا پا لایش در صنایع لبنی پدیدامده وباعث گردیده این فن اوری در صنایع لبنی بسیار از حد انتظار پیشرفت نماید .

بعضی ها عقیده دارند که اسمز معکوس ( Reverse Osmosis ) ( یک نوع فرایند جداسازی که قبل از فراپالا یشابداع گشته بود .) پایه گذار بسیاری از تحقیقات در این زمینه بوده است .

به هر حال کاربرد صنعت اسمز معکوس بسیار کمتر از فراپالایش بوده زیرا اصولا ماهیت عملکرد این دو فرایند متفاوت می باشد . از امز معکوس صرفا برای تغلیظ کردن استفاده می گردد که ممکن است رقبای دیگری مانند تبخیر کردن را نیز داشته باشد ، در حالیکه فراپا لا یش می تواند کار جداسازی و تغلیظ را حتی بر روی برخی از اجزای محلول به انجام رساند .

محدوده عمل :

در فرایند فراپا لایش مولکول های موجود در سک محلول بر اساس اندازه مولکولی جدا می گردند و بدین طریق مولکول ها کلوئیدی و بزرگ محبوس می گردند . فراپا لایش شامل دو بخش می باشد :

1 _ جداسازی ماکرومولکول ( Macromolecules) و مواد سوسپانسیونی از موادی که دارای وزن مولکو لی کمتری می باشند .

2 _غلیظ ماکرومولکول ها و ذرات سوسپانسیون جدا شده و کاهش حجم محلول نسبت به حجم اولیه .

از نظر تئوریک جداسازی کامل مولکو ل ها ی کوچک از ماکرومولکول ها با افزودن اب امکان پذیر می باشد ، بدین صورت که پس از افزودن اب مجددا فرایند فراپا لایش را انجام می دهند به این فرایند دیا فیلتراسیون ) Difiltration ) می گویند .

در فرایند فرا پا لا یش ، بسته به درجه جداسازی یا تغلیظ ، دو فاز مایع یکی به نام فاز ماندگار یا بخش تغلیظ شده ( Concentrates or retentates ) و دیگری به نام فاز عبوری یا پساب ( Permeates ) با ترکیبات و خواص متفاوت حاصل می گردد که از نظر ترکیب و خواص کاملا با سیال اولیه تفاوت دارند و برای تولید محصولات متفاوتی به کار برده می شو ند . از طرف دیگر عبور مواد از داخل سیستم فراپا لایش موجب کاهش ورود مواد الا ینده درفاضلاب شده و بیانی دیگر مواد با ارزشی را از فاضلاب بدست می اورد .

فراپالا یش بر همان اسا س سایر فرایند های غشا یی عمل می کند ( یعنی جداسازی مکانیکی مولکول ها ) و می تواند در محدوده ای عادی دما انجام پذیرد . در این محدوده از دما سوسپانسیون شده دچار تغییرات شیمیا یی یا فیزیکی نمی شوند و خواص انها تغییر نمی یابد .

یکی از جنبه ها یی که فرا پا لا یش را از سایر فرایند های غشا یی متمایز می سا زد توانا یی ان در حفظ و ثابت نگهداشتن مقدار سیال نفوذ یافته از غشا می باشد در حالیکه هیچ وسیله ای برای شستشوی غشا از مواد جامد رسوبی بکار گرفته نمی شود . چرخش سیال باعث می گردد تا نیروهای رانشی بطور مداوم مواد رسوبی را از روی غشا منتقل نمایند وبدین طریق از تجمع ذرات بر روی سطح غشا جلوگیری می گردد.

فرا پا لا یش را می توان در اندازه و سیستم های متفاو تی بکار گرفت ، قابلیت انعطا ف پذیری فرایند فراپا لایش این امر را امکان پذیر می سازد که از ان در حد ازمایشگاهی تا مقیاس های بزرگتر صنعتی در سیستم های مداوم و غیر مداوم استفاده نمود .

فراپا لایش می تواند اب مازاد سیال را بدون انکه ان را بصورت بخار یا جامد در اورد ، جدا سازد .در نتیجه در مقدار مصرف انرژی صرفه جویی قابل ملا حظه ای بعمل می اید . سادگی تجهیزات انتقال حرارت و ملزومات بازیافت حرارت در فراپا لایش ، امکان استفاده از ان را حتی در مزارع دامپروری فراهم می سازد .

محدودیت های فن اوری غشا یی را می توان به شرح زیر بر شمرد :

1 _ اندازه سوراخ و منافذ در غشا های فراپا لایش در محدوده گسترد های قرار دارد این امر توانایی انها را در جداسازی دقیق و جزء به جز ء پروتئین ها محدود می سازد .

2_ مسئله گرفتگی غشا ها از نکات مهم وقابل توجه می باشد که ضرورت شستشوی دورهای و تمهیدات بهداشتی را طلب می نما ید ، باید توجه داشت که تناوب عملیات تمیز باعث کاهش عمر غشاها می گردد .

3 _ اغلب غشا ها مقاومت بسند های ) Insufficient ) د مقابل مواد شیمیا یی و دما ندارند .

4 _ خشک شدن و دوباره خیس کردن ، اثرات نا خواسته ای بر روی بعضی غشا ها باقی می گذارد .

قطعا ادامه بررسی ها برای ساخت غشا های مناسب تر در اینده نزدیک بر این محدودیت ها غلبه خواهد نمود.

فراپا لا یش دارای کارا یی با لقوی متعددی در صنایع لبنیات می باشد . برخی از این توانایی ها در دهه های اخیر کشف شده اند و بدون شک استفاده های متعد د دیگری در اینده نزدیک در این زمینه شنا سایی خواهند شد .

تاریخچه :

تاریخچه جداسازی مواد کلوئیدی از محلول ها توسط صافی های غشایی به قرن گذشته بر میگردد. جداسازی انزیم های و پروتئین ها در مقیاس ازمایشگاهی بئسیله غشاه ای نیمه تراوا ( Semi – Permrable ) با دیالیز ( Dialysis ) انجام می پذیرفت . بدلیل کسل کننده بودن و نیاز به مدت طولان در این روش ، تلاشی جهت بکارگیری ان در مقیاس صنعتی برای جداسازی مواد کلوئیدی و تغلیظ صورت نمی پذیرفت .

تکامل و توسعه فراپا لایش در مقیاس صنعتی ، پس از اکتشاف غشا های نا متقارن ( اسمیتریک Asymmetric ) به وسیله لئو و سوری راجان ( Loeb & Sourirajan ) در سال 1962 پدید امد ، هر چند اهداف این دو نفر تولید غشا ها یی برای نمک زدا یی اب دریا به طریق اسمز معکوس بود . مدت کوتاهی پس از ان غشا های فرا پا لا یش نا متقارن ( اسمیتریک ) با شدت نفوذ بالا ، خواص انتقال جرم مناسب و مقاومت مکانیکی خوب ابداع و کشف گردید .

تحقیقات برای دستیابی به یک ساختمان مناسب برای فراپا لایش موجب ابداع شکل لوله ای ( Tubular ) صافی ها گردید ، در سال 1969 شرکت DDS طرح صحفه و قاب را برای سیستم فرا پا لا یش اباع نمود ودر همان زمان اشکال مختلف فرا پا لا یش بطوری تجاری در اختیار عموم قرار گرفت . از ان پس یک توسهع بسیار سریع در تجهیزات و ساختار غشا های فرا پا لایش پدید امد .

جالب توجه بودن فرا پا لایش برای دانشمندان صنایع لبنی و همچنین زمینه های مساعد گسترش این فن اوری در صنعت لبنی موجب رشد بسیار سریع ان به موازات یافته های نو در این صنعت گردید. در واقع تفکیک دو عامل فرایند های فرا پا لا یش و کاربرد انها درصنایع لبنی بسیار مشکل است .

فعالیت های رو به گسترش :

بررسی مقالت نشان داده است که استفاده از فرا پالا یش در صنایع لبنی قبل از سال 1970 رایج نبوده است در نشریه خلا صه علوم لبنی ( Dairy science abstracts ) فقط یازده خلاصه مقاله در سال 1971 در زمینه فراپا لایش موجود بود . در طی سال ها 79 _ 1972 تعداد مقالات در این نشریه به تعداد 886 عدد افزایش یافته و بالغ بر 1500 مقاله در فواصل زمانی سالهای 87 _ 1980 در این زمینه نوشته شده است . این مطلب نشانه ارتباط گسترده صنایع لبنیات با فرایند فراپا لایش می باشد . موضوع مقالات نیز در طی این سال تغیرات قابل توجه ای را نشان می دهد . در اوایل (79 _1972 ) عمده موضو عات تحقیقی به جنبه های تئوری بطئر مثال مکانیسم گرفتگی غشا ها و عوامل موثر برای کاربرد موثر فراپا لایش در فرایند اب پنیر ، شیر و پنیر نرم معطوف بوده است .

تحقیقات زیادی بر روی کاربد های فرا پا لایش در صنایع لبنی امریکا و کشو رهای اروپای غربی از ابتدا ی معرفی این فن اوری صورت پذیرفته است است . فراپا لایش موضوع برگجزاری چندین سمپوزیوم در ساسر دنیا به خصوص در کاربرد های ان در صنای لبنی بوده است . توسعه فراپالا یش درا ین سطح در مقالات متعددی برسی شده است .

گسترش کاربد های صنعتی :

اولین کابرد فراپا لایش در صنایع لبنی با جداسازی و تغلیظ پروتین های اب پنیر اغاز گردید . سه کارخانه برای فرایند اب پنیر با استفاده از سیستم فراپا لایش در سال 1972 راه اندازی شدند . در ساله ای اخیر کاربد فرا پالایش در فرایند اب پنیر بطور یابل ملا حظه ای گسترش یافته است . تا پایان سال 1983 حدو 80000 متر مربع سطوح غشا یی مشغول کار بودند که عمدتا در ایا لات متحده برای تبدیل اب پنیر به پروتئین اب پنیر تغلیظ مورد استفاده قرار داشتند . تمایل برای استفاده از فرا پالایش ذر فرایند اب پنیر رو به افزایش می باشد . امروزه تقریبا سالانه 9 درصد اب پنیر تولیدی ذر جهان به وسیله سیستم فرا پالایش به مقدار 70000 _ 40000 تن کنسانتره پروتئینی اب پنیر ( با توجه به مقدار پروتئین موجود در انها ) تبدیل می گردند .

دور نمای کاربد های فراپا لایش در صنایع لبنی :

1 _ تولید پنیرهای سخت و نیمه سخت ، تلاش های اولیه برای تولید این نوع پنیر ها توسط فرا پا لایش چندان موفق نبوده است . ممکن است بتوان با بهبود تجهیزات و افزایش تجارب در مقیاس های ازمایشگاهی ، به موفقیت ها یی در این زمینه دست یافت .

2 _ تولید کنسانتره محصولات جدید ، کنسانتر های فراپا لایش شده شیر را می توان به عننان دست مایه ای برای تولید کنسانتره های جدید شیر قرار داد .

3 _ فراپا لا یش شیر در مزارع دامپروری ، ازمایشات در فرانسه و امریکا حاکی از امکان پذیر بودن استفاده از فرا پالایش در مزارع دمپروری می باشد . متعا قبا شیر تغلیظ شده را برای ساختن پنیر بکار خانه های اصلی می برند . پساب ( Permeat ) حاصله نیز در دامداری برای تغذیه دام ها بکار برده می شود .

4 _تهیه پروتئین اب پنیر هیدرولیز شده برای مصارف دارویی

5 _ جدا سازی پروتئین های شیر ، با تفکیکی جزء به جز ء پروتئین های شیر برای مصارف ویژه .

6_ بیور اکتورهای غشایی ( ترکیبی از تخمیر میکروبی یا هیدرولیز انزیمی وعملیلت جداسازی مداوم محصولات از محیط ، توسط فراپا لایش ) . این تمهید می تواند کارایی تخمیر و محصولات انزیمی را افزایش می دهد . با استفاده از اب پنیر یا پساب بعنوان محیط کشت تخمیری ، محصولات مختلفی را می توان تولید نمود .

7 _ جداسازی جزء به جزء پروتئین های هیدرولیز شده و تهیه پپتید ها برای مصارف تغذیهه ای خاص یا کار کرد های صنعتی ، برای مثال یک مورفو پپتید و یا یک پپتید با کشش سطحی بالا را می توان از بتا کازئین هیدرولیز شده ، بوسیله بکارگیری فراپا لایش تهیه نمود.

فرالا پالایش در صنایع لبنی

مطالب مشابه :

راهنمای گرفتن امریه سربازی لیست ارگان های دریافت امریه و پذیرش

راهنمای گرفتن امریه سربازی لیست ارگان های دریافت امریه و پذیرش

سربازی بهتر است یا گرفتن امریه؟؟؟ یا نرفتن به سربازی!!!!!

توضیح در خصوص امریه (طرح خدمت سربازی)

فرالا پالایش در صنایع لبنی

شبیه سازی برج تقطیر