Atra Ramadan
Membránszeparációs műveletek
tej- és szeszipari alkalmazásai
Szent István Egyetem,
2000
-
Az ultra és nanoszűrés, vizsgálata:
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.
-
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.
-
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.
-
A szeszipari pervaporáció vizsgáiata:
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.
-
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.
-
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.
-
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.