بررسی عملکرد غشا الیاف توخالی نانوساختار پلی‌اترسولفون در تصفیه و تغلیظ آب پنیر

زمینه و هدف: آب پنیر یک محصول جانبی صنایع لبنی در هنگام تولید پنیر است. به عنوان یک ماده خام، آب پنیر کاربردهای بسیاری در صنایع غذایی به دلیل خواص عملکردی و غذایی پروتئین ها و لاکتوز موجود در آن دارد. تکنولوژی غشایی، مخصوصاً اولترافیلتراسیون (uf)، در صنعت لبنیات برای تولید کنسانتره پروتئین آب پنیر استفاده می شود، زیرا این تکنولوژی امکان تغلیظ گزینشی پروتئین ها نسبت به باقی اجزای آب پنیر را فراهم می سازد. بر این پایه، هدف از این پژوهش تغلیظ و تصفیه آب پنیر با استفاده از غشاهای uf بوده است.روش بررسی: سه غشا الیاف توخالی نانوساختار پلی اترسولفون با مشخصات و اندازه حفرات متفاوت آزمایش شدند و اثر پارامترهای عملیاتی دما (دمای °c 43)، فشار (سه فشار bar 3، bar 2 و bar 1) و سرعت جریان عرضی خوراک بر شار جریان عبوری، پس زنی پروتئین و عبور لاکتوز بررسی و تحلیل شد.یافته ها: نتایج نشان داده با افزایش فشار، شار افزایش پیدا کرد ولی این افزایش در فشارهای پایین تر محسوس تر بوده است. علاوه بر این، با توجه به افزایش گرفتگی و کاهش بازیابی شار، فشارهای بالا مناسب تشخیص داده نشد. افزایش سرعت جریان عرضی خوراک با افزایش تلاطم و کاهش گرفتگی بر روی سطح غشا، باعث افزایش شار شد اگرچه تاثیر این پارامترها بر درصد پس زنی پروتئین و عبور لاکتوز ناچیز بود. در بهترین شرایط عملیاتی درصد بیشینه پس زنی پروتئین 91.01 % اندازه گیری شد.بحث و نتیجه گیری:نتایج نشان داد که فرآیند uf با مدول الیاف توخالی برای تغلیظ و تصفیه آب پنیر مناسب است.

An Investigation on the Performance of Nanostructure Poly-Ether-Sulfone Hollow Fiber Membrane in Concentration and Purification of Whey

Background and Objective: Whey is a byproduct of dairy industries along cheese production. As a raw material, whey has several applications in food industries and its valuable protein and lactose contents. Membrane technology, more specifically ultrafiltration (UF), is being used in dairy industry to produce whey protein concentrate (WPC) because this technology allows selective separation of whey proteins compared to the rest of its components. In this regard, the objective of this research was to investigate the effects of different operating parameter on whey protein concentration and purification process using ultrafiltration membranes.Method: Three different nanostructure PolyEetherSulfone (PES) hollow fiber membranes were tested and the effects of operating parameters, temperature (43 oC), three different pressures (1 bar, 2 bar, 3 bar) and feed flow rate on the permeate flow rate, protein rejection and lactose permeation were studied.Findings: Results showed that pressure increase enhances the permeation flow rate which is more sensible at lower pressures. Moreover, high pressures have not been considered suitable considering higher fouling and lower flux recovery. Increasing feed flow rate resulted in higher turbulence on the surface of the membrane and reduces the membrane fouling and enhances the permeation flow rate even though these parameters (pressure and feed flow rate) did not have any significant effect on the protein rejection and lactose permeation. At the best operating conditions, maximum protein rejection was %91.01.Discussion and Conclusion: considering the findings, it can be concluded that UF process using PES hollow fiber membrane is capable of performing desired separation and purification of whey.