معمولا از اسمز معکوس برای تغلیظ وشفاف سازی آبمیوه جات استفاده می شود ؛ چون عصاره تازه میوه های دارای فشار اسمزی بالایی (در حدود pa 105 ×10 – 105 ×6) بوده از اینرو به فشار ورودی بالایی نیازخواهند داشت .
از آنجاکه حرکت مولکولها از میان غشاهای اسمز معکوس از طریق نفوذ انجام می شود (وتوسط جریان مایع صورت نمی گیرد) لذا فلاکس مایع بستگی به ضریب حلالیت ونفوذ مولکولها در غشاء واختلاف فشار اسمزی وفشار اعمال شده خواهد داشت از جمله کاربردهای دیگر اسمز معکوس استفاده در تهیه روغنهای نباتی ، تصفیه آب جووشربت ، تخمیر مشروبات الکلی ، تصفیه وسختی گیری آب می باشد .
ب ) اولترافیلتر اسیون در خط تولید آب سیب
اولترافیلتراسیون یک عملیات تفکیک محلول مولکولهای سنگین در یک حلال سبک ویا سوسپانسیون ذرات کلوئیدی به دو جریان با غلظت های متفاوت با استفاده از یک غشاء متخلخل واعمال اختلاف فشار هیدرواستاتیکی بعنوان نیروی محرکه است .
در این عملیات ، جداسازی اجزاء براساس اختلاف اندازه صورت می یگرد. دامنه اندازه ذراتی که به این روش قابل جداسازی از حلال هستند بین 0.001 تا 0.02 میکرومتر (اوزان مولکولی بین 103 تا 106) بوده و هر غشاء بسته به اندازه حفراتش دارای یک حداقل اندازه جداسازی می باشد که ذرات کوچکتر اندازه مولکولی ، وزن مولکولی برش (cut-off Moleculare weight) نامیده می شود. دامنه اختلاف فشار اعمال شده در اولترافیلتراسیون بین 1 تا حدود 5 اتمسفر است. غشای اولترافیلتراسیون تخلخل بالایی داشته و تنها مولکولهای بزرگ (مانند پروتئین ها یا کلوئیدها) را که دارای فشار اسمزی پائینی هستند نگه می دارند و مولکولهای کوچکترا به همراه آب از آن عبور می کنند. بنابراین فرایند اولترافیلتراسیون در فشارهای پائین در حدود 50-2000 kpa کار می کند.
اولترافیلتراسیون فرایندی ساده و در عین حال حساس است که در آن یک محلول تحت فشار بر روی سطح یک غشاء که به گونه ای مناسب نصب و ثابت گردیده است ، جریان می یابد. در نتیجه اختلاف فشار بکار گرفته شده در طول غشاء ، حلال و ترکیبات محلول در آن از میان ممبران عبور نموده و تحت عنوان جریان تراوش یافته (permeate) یا اولترافیلتریت جمع آوری می گردند. بسته به ویژگی های غشاء مورد استفاده ، سایر ترکیبات محلول بوسیله غشاء نگهداشته شده و تغلیظ می شود. بخش نگهداشته شده کنستانتره (تغلیظ شده) یا جریان نگهداشته شده (retentate) نامیده می شود.
موارد استفاده از اولترافیلتراسیون
موارد کاربر اولترافیلتراسیون بسیار گسترده اند. یکی از مهمترین عرصه ها در این زمینه ، کاربرد این سیستم در صنایع غذایی است. تغلیظ شیر به منظور ساخت پنیر ، بازیابی پروتئینهای آب پنیر ، تغلیظ آب میوه جات به منظور تهیه عصاره و ... و بطور کلی جداسازی پروتئینها ، ویتامینها ، کلوئیدها و دیگر ماکرومولکولها از آب ، از این جمله است. از مهمترین عواملی که باعث کاربرد اولترافیلتراسیون در این زمینه شده ، عدم احتیاج این عملیات به دماهای بالا و حساس بودن ترکیبات بیولوژیکی نسبت زبه دماست. همین عامل ، اولترافیلتراسیون را یک روش بالقوه ایده آل برای جداسازی در فرایندهای رو به گسترش بیوتکنولوژی نموده است.
زمینه دیگر تصفیه آب و فاضلاب بویژه فاضلابهای صنعتی است. جداسازی کمپلکس های یونهای سنگین ، مواد منعقد شده ، مولکولهای آلی سنگین ، میکروارگانیسم ها (ویروسها) از جریان پساب به کمک اولترتفیلتراسیون قابل انجام است. این کاربرد ویژه در صنایع آبکاری که پساب آنها آلوده کننده و سمی بوده و به روش بیولوژیکی قابل تصفیه نیستند ، از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
کاربرد دیگر اولترافیلتراسیون به عنوان یک عملیات جداسازی ، در تکنولوژی ساخت پلیمرهاست ، جداسازی مولکولهای پلیمر از حلال در خروج از یک راکتور پلیمراسیون محلول و گرفتن پلیمرها ازت جریانهای مختلف ، زمینه ها بالقوه و بالفعل کاربرد اولترافیلتراسیون هستند. نسبت به عملیات جداسازی دیگر مثل تقطیر و استخراج به کمک حلال ، از مزیت ساده و کم حجم بودن ، و شرایط نرمال عملیاتی (دما و فشار معمولی) برخوردار است بزرگترین مسئله ای که باعث عدم ورود گسترده این سیستم به صنعت گردیده است ، کم بودن فلاکس تراوش حلال از غشاء است که موجب می شود سطح لازم غشاء زیاد گردد و سرمایه اولیه و هزینه های عملیاتی واحدهای اولترافیلتراسیون بالا رود.
به علت اینکه غشاء اولترافیلتراسیون متخلخل بوده و جریان حلال در عبور از آن می تواند مشابه جریان آرام در داخل لوله ها فرض شود ، انتظار می رود افزایش اختلاف فشار در دو طرف غشاء بتواند فلاکس جریان را تا حد دلخواه بالا برده و بر مشکل فوق غلبه کند ، ولی در عمل این امر اتفاق نیفتاده و با افزایش فشار ، فلاکس به سمت یک فلاکس حدی میل کرده و ثابت می ماند. دلیل این مسئله پدیده پلاریزاسیون غلظت است (concentration polarization) که عبارتست از تجمع مولکولهای حل شونده در مجاورت سطح غشاء که در نتیجه عبور حلالا و عدم امکان عبور حل شونده از غشاء بوجود می آید.
تئوری اولترافیلتراسیون
شکل مقابل اصول او لترافیلتراسیون را نشان می دهد. دیده می شود که بعضی از حفرات به اندازه ای بزرگ هستند که مولکولهای حل شونده نیز به همراه مولکولهای حلال از آن عبور می کنند ، ولی سایر حفره ها تنها ، قادر به عبور دادن مولکولهایا حل شونده هستند. بنابراین میزان جداسازی وابسته به توزیع اندازه حفرات غشاء و نیز بزرگی مولکولهای حل شونده است
شامل 82 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود تحقیق موارد کاربرد اسمز معکوس