2011. január 13., csütörtök

Membránszeparációs műveletek tej- és szeszipari alkalmazásai

Atra Ramadan

Membránszeparációs műveletek tej- és szeszipari alkalmazásai
Szent István Egyetem, 2000 - Ph.D összefoglaló
  1. Az ultra és nanoszűrés, vizsgálata:

  2. Kísérleteim során friss, alacsony zsírtartalmú tejet és tejsavót töményítettem ultraszűrő membránnal, illetve az ultraszűrő membránról lejövő permeátum laktóztartalmát tovább sűrítettem nanoszűréssel. Az elvégzett nagyszámú kísérlet alapján a következőket állapítottam meg:
    • A friss tejet és a tejsavót betöményíthetjük az FS10-es membránnal magas szűrletfluxussal és a tejiparban általánosan elfogadott magas fehérjevisszatartással.
    • Az ultraszűrés permeátumának laktóztartalma eredményesen besűríthető az RA55-ös nanoszűrő membránnal.
    • Az általam javasolt módosított eljárás növeli a sajtkihozatalt, ugyanakkor a sajtgyártás folyamatát zárttá, gyakorlatilag hulladékmentessé teszi, ami a gazdaságossági és a környezetvédelemi szempontból igen jelentős előrelépést jelent.

  3. Az ultra- és nanoszűrés fluxusának modellezése:
    • A sajtgyártásban alkalmazott ultra- és nanoszűrés fluxusa a besűrítési aránytól függ: J = J0 F-b. Új modellem jobban illeszkedik a mérési pontokra, mint az irodalmi modellek.

  4. A tejipari ultra- és nanoszűrés tervezése:
    • A tejipari ultra- és nanoszűrés jellemzői megfelelő pontossággal leírhatók regressziós függvényekkel.
    • A kompromisszumos optimálás segítségével a sajtgyártás folyamata előre tervezhető.

  5. A szeszipari pervaporáció vizsgáiata:

  6. Kísérleteim folyamán vizsgáltam a pervaporáció alkalmazási lehetőségeit etanol és izopropanol víztelenítésére. A kísérleti eredmények alapján a következőket állapítottam meg:
    • A vizsgált Sulzer és Celfa gyártmányú membránok alkalmasak az etanol és izopropanol víztelenítésére, nagy permeátum fluxust és magas szelektivitást biztosítanak az irodalmi membránokhoz viszonyítva
    • A félüzemi mérések megegyeztek a laboratóriumi eredményekkel a műveleti paraméterek hatásának szempontjából.

  7. A pervaporáció aktiválási energiájának meghatározása:
    • Kísérletileg meghatároztam az aktiválási energia értékeit etanol és izopropanol víztelenítésére Sulzer és Celfa gyártmányú membránokra.
    • Eredményeim alapján megállapítottam, hogy a pervaporáció aktiválási energiája a membrán típusától és a víztelenítendő elegytől függ.

  8. A pervaporáció fluxusának modellezése:
    • Az eredményeim alapján, a módosított anyagátbocsátási modell: J=K*(Cv,be- Cv,ki) jobban illeszthető a pervaporáció fluxusára, mind a dinamikus vagy a koncentráció modellek. Az anyagátbocsátási modell előnye, hogy együtthatója a műveleti paraméterektől függő anyagátadási tényező.

  9. Pervaporáció költségének becslése és optimálása:
    • Egy pervaporációs kisüzem berendezés- és energia költségét valamint a membrán szükséges felületét határoztam meg a hőmérséklet függvényében.
    • Eredményeim alapján következtettem, hogy a pervaporációs berendezés- és energia összköltségének minimuma a hőmérséklet maximumánál van.

Nincsenek megjegyzések: