شستشوی شیمیایی غشاءهای میکروفیلتراسیون برای فرایند استرلیزاسیون شیر

شیر از مقدار زیادی فرآورده های غذایی تشکیل شده است. تکنولوژی جدا سازی به وسیله غشاء، یک انتخاب مناسب و منطقی برای جدا سازی در مورد شیر می باشد. زیرا به وسیله غشاء می توان اجزاء موجود در شیر با اندازه های مختلف جدا نمود. میکرو فیلتراسیون روشی است که به وسیله آن می توان میزان زیادی از باکتری ها و میکروب های موجود در شیر را کاهش داده، بدون آن که بر مزه شیر تأثیر بگذارد و باعث بالا رفتن زمان ماندگاری آن می شود. بازده فرایندهای غشائی به وسیله گرفتگی غشاء و پلاریزاسیون غلظتی محدود می شود. گرفتگی و پلاریزاسیون غلظتی یک مشکل و موضوع مورد بحث در گسترش فرایندهای غشائی در مقیاس صنعتی است. گرفتگی در اثر ته نشینی مواد حل شده و معلق بر روی سطح خارجی غشاء است. گرفتگی غشاء منجر به پایین آمدن بازده عملکردی غشاء از قبیل شار و کاهش حجم محصول می گردد و باعث افت فشار و کاهش فلاکس شده و هزینه های عملیاتی واحد را افزایش و منتهی به تعویض غشاء می گردد. گرفتگی در غشاء یک موضوع بسیار پیچیده است که طی مکانیزم های متفاوتی ممکن است اتفاق بیفتد که از آن جمله جذب، مسدود شدن حفره ها، تشکیل لایه کیک،گرفتگی عمیق اشاره کرد. روش های مختلفی برای شستشوی غشاء موجود است. شستشوی هیدرودینامیکی که شامل شستشوی مکانیکی و شستشوی شیمیایی و شستشوی معکوس است. برای غلبه بر مشکل گرفتگی شستشوی شیمیایی بکار می رود. شستشوی شیمیایی به معنی زدودن ناخالصی ها سطح غشاء بوسیله مواد شیمیایی است. در حالت کلی بین 5 تا 20 درصد هزینه فرآیند را هزینه های شستشو تشکیل می دهد و این اهمیت تحقیقات پیوسته در این زمینه را آشکار می سازد و تحقیقات در این خصوص منجر به درک بهتر و عمیق تر از فرآیند شستشو می گردد. انتخاب بهترین ماده برای شستشوی شیمیایی غشاء به ترکیبات خوراک و لایه ته نشین شده بر روی سطح غشاء بستگی دارد و معمولاً با حدس و خطا تعیین و مشخص می گردد. این مواد باید از لحاظ شیمیایی پایدار، ایمن، ارزان و قابل شستشو بوسیله آب باشند بنابراین سرعت نفوذ که به عواملی چون اغتشاش بستگی دارد نقش مهمی در این مورد ایفا می کند. ماده شوینده ممکن است به صورت فیزیکی یا شیمیایی با عامل گرفتگی واکنش دهد. واکنش شیمیایی بین عامل شستشو و لایه کیک منجر به هیدرولیز، غیر محلول شدن و پخش شدن عامل گرفتگی در محلول شستشو می گردد و در نتیجه عامل گرفتگی از سطح غشاء پاک می گردد. واکنش شیمیایی بین عامل شستشو و عامل فولینگ مهمترین نقش را در رفع معضل گرفتگی ایفا می کند. ماده شوینده باید قابلیت بالایی در حذف انواع مواد جذب شده و ته نشین شده بر روی سطح غشاء را داشته باشد. هنگامی که ماده شوینده را انتخاب می کنید، باید به شرایط فیزیکی غشاء و محدودیت های آن سیستم توجه شود. اکثر بررسی های بهینه سازی در خلال توسعه یک فرایند یا تغییر یک عامل و ثابت نگه داشتن سایر پارامترها در یک زمان انجام می شود. از مزایای روش طراحی آزمایش ها تغییرات پیوسته و تکاملی مدل توصیف کننده فرایند می باشد، که امکان پیش بینی رفتار سامانه به صورت دقیق را فراهم می آورد. مرحله بعدی تعریف دقیق محدوده کاری متغیرها موثر بر فرایند می باشد به طور کلی دلایل استفاده از طراحی آزمایش ها را می توان به صورت زیر خلاصه کرد: بهینه کردن کیفیت و بازده فرایند، غربال کردن متغیرها، کاهش هزینه های عملیاتی، قابل قبول بودن نتایج، بهبود شرایط فرایند.