توصيفگر ها :
اولترافيلتراسيون , جريان نقطه سكون , شار , نرخ پسزني
چكيده فارسي :
در پژوهشهاي بسياري به بررسي اثر پارامترهاي مختلف همچون (فشار، سرعت جريان، دما و غلظت) روي عملكرد غشا در فرايند اولترافيلتراسيون با استفاده از جريانهاي متقاطع يا انتها بسته پرداخته‌شده است وليكن هيچ پژوهشي در اين زمينه با جريان نقطه سكون انجام‌نشده است. در اين پژوهش تاثير استفاده از جريان نقطه سكون در دو حالت جريان نقطه سكون از بالا و جداره ماژول بر روي عملكرد فرايند اولترافيلتراسيون مورد بررسي قرار گرفت. بدين منظور تصفيه پساب آب‌پنير واحد UF شركت پگاه اصفهان با استفاده از غشا پليمري پلي وينيليدن فلورايد در يك ماژول غشايي با جريان نقطه سكون در دو حالت جريان مورد مطالعه قرار گرفت. در حالت اول جريان نقطه سكون خوراك به‌صورت عمود بر سطح غشا جريان يافته و سپس با برخورد به سطح غشا تغيير جهت عمودي داده و بصورت جريان شعاعي به موازات سطح غشا حركت كرده و از مجراهاي تعبيه شده در جداره جانبي ماژول غشايي را ترك ميكرد. در حالت دوم، جريان خوراك ابتداً از منافذ جداره جانبي وارد شده و با حركتي شعاعي با رسيدن به مركز غشا تغيير جهت داده و بصورت عمودي از سطح غشا دور و از ماژول خارج ميشد. در مطالعات صورت گرفته شار و نرخ پسزني براي دو جريان گفته‌شده در سه غلظت Co (غلظت اوليه پساب آب پنير)،Co/2 ،(Co )/4 و سه فشار 2، 4 و 6 بار و سه دبي جريان 2، 2/75 و 3/5 ليتر بر دقيقه بررسي و مقايسه شد و مشاهده گرديد شار و نرخ پسزني در تمام غلظت‌ها با افزايش فشار و دبي جريان خوراك افزايش يافت كه البته تاثير تغيير فشار بسيار چشمگيرتر از تاثير تغيير در دبي جريان خوراك بود. همچنين مشاهده گرديد كه با افزايش فشار از 2 بار به 4 بار و از 4 بار به 6 بار، به‌طور ميانگين شار جريان عبوري از غشا و نرخ پسزني براي دو جريان نقطه سكون ورودي از بالا و جداره ماژول به ترتيب به ميزان 22 درصد و 9 درصد افزايش‌يافته است. با مقايسه نتايج حاصل از اين پژوهش با نتايج كار مشابه صورت گرفته توسط معتمدي و همكاران بر روي فرايند نانوفيلتراسيون مشخص شد كه درصد تغييرات شار عبوري از غشا براي فرآيند اولترافيلتراسيون نسبت به نانوفيلتراسيون كمتر است ولي درصد تغييرات نرخ پسزني در اولترافيلتراسيون بيشتر از نانوفيلتراسيون ميباشد.
چكيده انگليسي :
Many research activities have been carried out on the effects of different parameters, such as operating pressure, feed flow rate, temperature, and feed concentration on the membrane performance of ultrafiltration process by using cross or dead-end flows. However, there is no reported study in this field by using stagnation point flow. In this research, the effect of using stagnation point flow on the performance of ultrafiltration process was investigated with two types of flow namely vertical from the top of membrane and radial parallel to the membrane surface. To this aim, ultrafiltration process was conducted on the whey effluent of the UF unit of Isfahan Pegah Dairy Company as feed solution by using polyvinylidene fluoride membrane in a laboratory scale module. In the first mode of stagnation point flow, the feed flows perpendicularly toward the membrane surface, then upon reaching the membrane surface and stagnation point, the fluid flow changes direction parallel to the membrane surface and moves radially to the side outlet holes and leaves the membrane module. On the other hand, in the second mode of stagnation point flow, the feed flow enters the module from the side holes and flows radially parallel to the membrane surface till reaches to the stagnation point in the center of the module where leaves the membrane surface and module vertically by changing the flow direction. The experiments were carried out to investigate the effects of three operating parameters on the permeated flux and rejection rate. Three levels were considered for each operating parameters which were Co (initial concentration of whey waste solution), Co/2, and Co/4 for feed concentration, 2, 4, and 6 bar for operating pressure, and 2, 2.75, and 3.5 liters per minute for feed flow rate. The results showed that both performance parameters of permeated flux and rejection rate improved by increasing either operating pressure or feed flow rate at any concentration of the feed solution for both of the above mentioned modes of stagnation point flow. However, the effect of operating pressure was more significant than that of feed flow rate. Also, it was seen that once the operating pressure increased from 2 to 4 bar and 4 to 6 bar, the permeated flux and rejection rate increased averagely by 22% and 9% for stagnation point flow from top and side wall, respectively. The results of this work were compared with the results of the similar work done on the nanofiltration process by Motamedi et al. and it was found that the percentage of changes in the permeated flux is lower for the ultrafiltration process compared to the nanofiltration process, whereas in the case of rejection rate the percentage of changes was higher for ultrafiltration process.
