پیشرفت های اخیر میكروفیلتراسیون در صنعت شیر و مقایسه با باكتوفوكاسیون

در این مقاله ، پیشرفت های جدید در زمینه ریز پالایش با جریان عرضی cross flow mtro filtra tion   (CFMF) بوجود آمده ، مورد بررسی قرار می گیرد . اكثر این پیشرفت ها اختصاص به صنعت لبنی دارد .

استفاده از فرضیه فشار هیدرولیك ترانس ممبران uniform transmembrane hy drolic pressur  (UTP)  با روشهای مختلف ریسكوله كردن میكروفیلترت آن و درجه تخلخل طولی و غشاهای سرامیكی جدید اجازه داد كه جداسازی دیفرانسیلی از هر گروه از تركیبات شیر انجام بگیرد . وقتی كه از MF برای تولید شیر مایع استفاده می شود بدلیل استفاده از حرارت كم . شیر مایع حاصل طعم مشابه شیر خام دارد و عمر مفید آن 5-3 ساعت نسبت به تولیدات قبلی طولانی تر است . نتایج نشان داد كه كاربرد غشا  MF در حذف باكتری های پاتوژن باعث شد كه سلامت بهداشتی پنیرهای درست شده از شیرخام MF اقلا برابر یا بیشتر از پنیرهای تولید شده از شیر خام باكتونرگاسیون و پاستوریزاسیون باشد. میروفیلتراسیون علاوه بر حذف چربی ، باكتری ها و تغلیظ میسلهای كازئینی كاربردهای دیگری چون حذف چربی رسوب كوره آب پنیر . شفاف سازی آب پنیر ، حذف باكتری ها از شوراب پنیر . استفاده از CFMF برای جداسازی انتخابی میسلهای كازئینی و گلبولهای كوچك شیر امكانپذیر شود . با تولیداتی كه در 2 سوی غشا حاصل می شود تكنولوژی لبنیاتی این امكان را خواهد داشت كه تنها بازده فراورده ای لبنی بهبود یابد بلكه محصولات گوناگون با بافت های متنوع تولید شود كه با توجه به مزایای روش میكروفیلتراسیون استفاده از آن در آینده رو به گسترش خواهد بود.

مقدمه

میكروفیلتراسیون تكنیكی از فرایندهای غشایی است كه طی آن مولكولهای سنگین مواد محلول در یك حلال سبك یا سوسپانسیون ذرات كلوییدی به 2 جریان با غلظت های متفاوت تفكیك می شود . جداسازی با غشا متخلخل با قابلیت نفوذ پذیری انتخابی با قطر منفذ     و اعمال فشار هیدرولیكی (1-2bar) بعنوان نیروی رانشی انجام می‌گیرد. هر غشا بسته به اندازه منافذ دارای حداقل جداسازی است كه ذرات بزرگتر از این حداقل به وسیله غشا قابل جداسازی نیست . مایعی كه در غشا مانده ، رتنتیت نامیده می شود كه شامل تركیباتی بزرگتر از میانگین قطر منافذ غشا است مایعی كه از خلال غشا عبور می كند میكروفیلترت نام دارد كه تركیبات موجود در آن كوچكتر از میانگین قطر منافذ غشا است جدول (1) اندازه تعدادی از تركیبات شیر را نشان می دهد كه می تواند با فرایند MF جدا شود كه این فرایند در شكل (1) هم نشان داده شده است . تكنیك MF می تواند برای جداسازی دیفرانسیلی مخصوص اجزاء معلق شیر به كار رود . چربیها . میسلهای درشت كازئین ، باكتریها بازداشته نی شوند و الباقی تركیبات شیر از غشا رد می شوند .

تكنولوژی MF در دهه 1980 م . با توسعه غشاهای سرامیكی جدید وارد صنعت لبنی شد . این غشا شكل هندسی چند كاناله و یك محافظ شدید اتراوا هستند كه امكان صنعتی شدن فرضیه فشار هیدرولیك پیشنهاد شده توسط سندبلوم (Sandblom) را میسر ساخت . با این كار قسمت اعظم مشكل گرفتگی غشا مرتفع گردید .

در اوایل دهه هشتاد تلاش هایی انجام شد تا از MF برای سانترینوگاسیون جهت شفاف سازی و میكرب زدایی از آب پنیر استفاده شود اما غشاهای آلی چون پلی كربنات و پلی سلوفان از نظر فلاكس عبوری و جداسازی دقیق مورد قبول نبودند ولی استحكام گرمایی و ثبات شیمیایی آنها رضایتبخش بود . با اینحال نتوانست در صنعت لبنی مورد توجه قرار بگیرد . لذا فرصت جدیدی بوجود آمد یعنی غشاهای سرامیكی بودجود آمدند كه با وجود استحكام گرمایی و شیمیایی ولی كاهش فلاكس عبوری و تغییرات سلكیتویتی در برابر زمان زیاد بود در نتیجه استفاده از فرضیه فشار هیدرولیك ترانس ممبران یكپارچه پیشنهاد شده توسط سندبلوم كه از سرعت های جریان عرضی بالا استفاده می شود بر پدیده Fouling غلبه شد.

در بررسی ممبرانها از 2 قسمت تشكیل می شوند :1- ساپورت (Support) با منافذ بزرگ 2- لایه غشا با منافذ ریزتر كه بر روی ساپورت قرار می گیرد . غشاهای بسیار پایداری تشكیل می شود . جنس ساپورت بیشتر از آلومین ، كربن ، استیل استنلس یا Sic ( پایداری كسی به PH بالا دارد در سنعت غذا توسعه نیافته است ) . لایه غشا از آلومین ،

..................................................

1).Cheryan,M.1998.Ultra  filtration  and  Micro  filtration  Hand Book, Western  Hemisphere. PP, 349-368

2). SABOYA .L & MABOIS(2000) – Lait 80 –Current  devolopment  of Microfiltration  technology  in the  dairy  industry  ,PP, 451-553

3).A.S. Grandison  and  F.A .Glover – Membrane  Processing  of milk . PP , 301-307

4) . GAONKA . A . G. (1995) – Food  Processing  Recent  devolopment . PP , 92-96

5- دكتر عزت پناه ، حمید – پایان نامه دكترا – عضو هیئت علمی واحد علوم و تحقیقات.

6- مرتضوی ، سید علی – (1357) – تكنولوژی شیر و فراورده های لبنی – دانشگاه مشهد

7- حصاری ، جواد – ( 1380 ) – جزوه درسی صنایع لبنیات – دانشگاه تبریز .