امروزه به منظور جداسازی آلودگی­ ها از سیالات استفاده از روش­ های غشایی مانند­ اولترافیلتراسیون الیاف توخالی بسیار مورد توجه قرار گرفته­ است. معادلات حاکم بر مسئله نشان دهنده نقش بسزای هندسه کارتریج بر فرآیند جداسازی است. تحقیق حاضر به منظور بررسی تاثیر هندسه کارتریج یک سیستم اولترافیلتراسیون الیاف توخالی بر عملکرد جداسازی، انجام شده­ است. مدل­ سازی عددی فرایند جداسازی به سه دسته تقسیم شده که شامل دایره، مربع و مثلث است. فضای شامل الیاف، به صورت محیط دو متخلخله در نظر گرفته شده­ است. نتایج نشان می­ دهد که در شرایط یکسان استفاده از هندسه مربعی و مثلثی نسبت به دایره، به ترتیب باعث کاهش در فشار انتقال غشایی، ضخامت کیک و در نتیجه مقاومت کیک و غشا می­ شود. همچنین هندسه مثلث تحت تغییر در دبی ورودی و چگالی بسته بندی، عملکرد بهتری نسبت به دو هندسه دیگر از خود نشان داده و زمان رسیدن به ضخامت کیک مشابه، در آن بیشتر است.

در این پژوهش از فرآیندهای غشایی برای زدایش امگا-3 از روغن ماهی کیلکا خزری استفاده شد. بدین منظور غشاهای حاوی 14 الی 17 درصد وزنی پلی اتر سولفون (PES) به روش وارونگی فازی مرطوب سنتز و در زدایش امگا-3 مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج آنالیز کروماتوگرافی گازی (GC) روغن تراویده نشان داد، غشای خالص 17 درصد وزنی PES، بیشترین بازده را در زدایش امگا-3 دارد (تقریبا 60 درصد). برای افزایش شار عبوری، سه افزودنی استئاریک اسید، پارافین و گلیسرول مونو استئارات به عنوان ترکیبات چربی­ دوست، به غشاها اضافه و ویژگی­ غشاها توسط آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز زاویه تماس (CA) بررسی شد. نتایج SEM نشان داد که افزودن مواد فوق، تغییر چندانی در ریخت شناسی غشاهای تولیدی نسبت به غشای خالص ایجاد نمی­ کند. نتایج آزمایش زاویه تماس نیز موید این نکته بود که چربی­ دوستی غشاها با افزودن مواد آلی­ دوست مذکور افزایش می­ یابد. همچنین نتایج آزمایش جانشانی مایع-مایع غشاهای خالص نشان داد اندازه حفرات غشای خالص در بازه اولترافیلتراسیون قرار دارد و برای زدایش مولکول­ های امگا-3 با جرم مولکولی حدودDa 1000 مناسب است. نتایج آزمایش تراوایی نشان داد افزودن ترکیبات چربی­ دوست سبب افزایش شار تراویده و کاهش درصد زدایش امگا-3 غشاهای حاصل نسبت به غشاهای پلی اتر سولفونی خالص می­ شود.

امروزه با گسترش صنایع پسماندها و پساب‎های رنگی در طبیعت افزایش یافته است. مواد رنگزا یکی از مهم ترین آلاینده های آب بشمار می آید که تولید پساب‎های رنگی می کنند. پساب‎های رنگی با روش های فیزیکی، شیمیایی و زیستی حذف و تصفیه می شوند. امروزه با گسترش علم پلیمر، تولید انواع غشاها برای حذف مواد رنگزا با توجه به خواص ماده رنگزا گوناگون افزایش یافته است و با ساخت غشاها در اندازه های گوناگون به طور خوبی ماده رنگزا از پساب ها حذف می شوند. با گسترش علم پلیمر حتی غشاهایی به کمک خاک رس و چارچوب های فلزی-آلی ساخته شده است که در تصفیه و حذف مواد رنگزا ما را بسیار یاری می دهد. در این مقاله ضمن معرفی مواد رنگزا به روش های تولید و کاربرد انواع غشاهای پلیمری در حذف مواد رنگزا می پردازیم.

سختی آب به غلظت کل کلسیم و منیزیم، اشاره دارد که برحسب معادل کربنات کلسیم بیان می شود. مقادیر بیش ازحد Ca2+ و Mg2+ درآب منجر به عواقب جدی برای مصارف خانگی و صنایع می شود. در این کار تحقیقاتی از سلولز استات که پلیمری سازگار با محیط زیست، غیر سمی و آبدوست است برای تهیه غشاهای پلیمری مورد استفاده در حذف یون های کلسیم و منیزیم بهره گرفته شد و پلی وینیل پیرولیدین به عنوان عامل حفره ساز در محلول پلیمری ساخت غشا استفاده شد. همچنین گرافن اکساید (GO) و نانوذرات FeOOH در جهت بهبود عملکرد غشاها برای حذف سختی کل آب، به محلول پلیمری افزوده شدند. از آنالیز های FTIR و SEM و XRD نیز برای مشخصه یابی نانوساختارهای تهیه شده استفاده گردید. از مزیت های این پژوهش می توان به استفاده از پلیمر زیست سازگار سلولز استات و همچنین عملکرد مناسب غشا در فشارهای پایین (حدود 3 بار) اشاره کرد که این موضوع باعث صرفه جویی در مصرف انرژی در مقایسه با فرآیندهای غشایی فشار بالا مانند اسمز معکوس می گردد. نتایج نشان دادندکه افزودن نانوذرات FeOOH و نانو صفحات گرافن اکساید باعث بهبود عملکرد غشاهای تهیه شده در سختی زدایی از آب می شوند به طوری که میزان حذف یون های منیزیم و کلسیم از 60 درصد در غشای اولیه تا 80 درصد در غشای نانوکامپوزیتی افزایش می یابد.

امروزه استفاده از راکتورهای غشایی در فرایندهای شامل واکنش کاتالیستی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در چنین سیستم های ترکیبی، فرایند جداسازی غشایی با یک واکنش کاتالیستی همراه گشته و استفاده از غشاء موجب افزایش انتخابگری و بازدهی واکنش در فرایند ترکیبی می گردد. در تحقیق حاضر، در ابتدا به انواع راکتورهای غشایی بر اساس نوع هندسه، ساختار مواد سازنده غشاء، ساختار و نوع عملکرد راکتور بر اساس جایگاه و نوع کاتالیست اشاره می گردد. سپس سامانه های شامل واکنش همراه شده با فرایند جداسازی غشایی به مانند راکتورهای غشایی کاتالیستی، راکتورهای غشایی تراوش تبخیری و زیست راکتورهای غشایی مورد بررسی قرار می گیرد. علاوه بر این به شرح انواع راکتورهای غشایی کاتالیستی و واکنش های انجام شده در این گونه سامانه ها به تفصیل پرداخته می شود.

شفاف سازی آب میوه جهت بهبود خواص فیزیکوشیمیایی و بازارپسندی مهم است. به دلیل مصرف بالای انرژی، زمان بر بودن، تخریب ترکیبات حساس به حرارت و کاهش ارزش تغذیه­ای در روش های سنتی، امروزه برای شفاف سازی آب میوه فرآیند های غشایی به کار گرفته شده است. یکی از مشکلات مهم فرآیندهای غشایی، کاهش شار تراوه ناشی از قطبش غلظتی و گرفتگی غشا می­باشد. در این مطالعه، یک روش مکانیکی جدید برای ایجاد تلاطم در جریان به منظور کاهش اثرات نامطلوب قطبش غلظتی و گرفتگی غشا ایجاد شد. بدین منظور، از غشا اولترافیلتر با جنس پلی اتر سولفون (PES[1]) و حد وزن مولکولی (MWCO[2]) 4 کیلو دالتون درون سامانه غشایی با تیغه های تراشنده سطح جهت شفاف سازی آب سیب استفاده شد. اثر پارامترهای عملیاتی شامل سرعت دوران تیغه­ها (0، 600، 1400 و 2200 دور بر دقیقه)، فشار (TMP[3]) (5/0، 1 و 5/1 بار)، سرعت جریان[4](FFR) (10، 15 و 20 میلی­لیتر بر ثانیه) و فاصله تیغه از سطح غشاء (2 و 5 میلی­متر) بر فاکتور غلظت حجمی (VCF[5])، مقاومت گرفتگی، زمان وقوع هر کدام از مکانیسم های گرفتگی و مورفولوژی لایه کیک بررسی شد. طبق نتایج انجام فرایند در فشار 5/0، سرعت جریان 10 میلی لیتر بر ثانیه، سرعت دوران تیغه ها 600 دور بر دقیقه و فاصله 2 میلی متری تیغه ها از سطح غشا بهترین تأثیر را بر VCF و کاهش گرفتگی داشت. مکانسیم اصلی گرفتگی در فرآیند، تشکیل لایه کیک بود. چرخش تیغه ها شدت تشکیل لایه کیک و ضخامت آن بر سطح غشا را کاهش داده و منجر به افزایش سهم گرفتگی استاندارد شد. [1]- Polyether sulfone[2]- Molecular weight cut off[3]- Trans membrane pressure[4]- Feed flow rate[5]- Volumetric concentration factor