مدل‌سازي بازيابي موادخوش بو از جريان‌هاي دربرگيرنده آن‌ها با تماس دهنده‌هاي غشايي

Modeling of Aroma Compound Recovery from Waste Streams by Membrane Contactors

تولید پساب‌های بودار در صنایع غذایی و تمایل به استفاده از روش‌های غیر مخرب برای حذف آنها منجر به پژوهش‌های بسیار در زمینه‌ی جداسازی غشایی شده‌است. در این پژوهش به مدل­ سازی و شبیه‌سازی جداسازی غشایی یك محلول با سه جزء خوش­ بو توسط تماس دهنده غشایی الیاف توخالی پرداخته شده است. شبیه ­سازی فرایند با استفاده از نرم‌افزارهای COMSOL و MATLAB به طور هم زمان انجام شد و اثر پارامترهای فرایندی مانند شدت جریان خوراك، حلال و همچنین غلظت ورودی بر نرخ انتقال جرم از میان غشا بررسی شد. تماس دهنده غشایی، سطح تماس مورد نیاز دو سیال را تأمین می‌كند و تركیب­های خوش ­بو با مكانیسم نفوذ و جا به ­جایی از یك فاز به فاز دیگر منتقل می‌شوند. تغییر شدت جریان خوراك تأثیر زیادی روی نرخ انتقال جرم مواد خوش­ بو از جریان در برگیرنده آن دارد. همچنین افزایش غلظت خوراك نیز اثری همانند افزایش شدت جریان خوراك برروی نرخ انتقال دارد. در این فرایند به دلیل پایین بودن نرخ انتقال جرم، تغییر شدت جریان حلال تاثیر زیادی روی نرخ انتقال جرم ندارد و قابل چشم پوشی است. شبیه‌سازی انجام شده با داده‌های تجربی مقایسه شد، كه مطابقت خوبی با آن داشت (با افزایش سرعت جریان‌ها خطا نیز افزایش می‌یابد و میانگین خطای محاسبه شده در همه سرعت‌ها 17 % می‌باشد).

Generated odorous contained effluents in food industries and interests in their recovery using non-destructive treatment method resulted in carrying out many research activities. The aim of this study is to develop an appropriate model to simulate the process of odorous substances recovery from different sources by membrane contactors using COMSOL and MATLAB softwares. The model was employed to evaluate effect of the important process variables such as the feed and solvent flow rates and concentrations on the rate of mass transfer and design a perfect process and also the effect of process parameters. Membrane contactor provides the required surface area for the two fluids contacts where aroma compounds are transferred from one phase to another phase through membrane pores by diffusion and convection mechanisms. The feed flow rate has a significant impact on the rate of aroma compounds mass transfer. The feed concentration increment has the same effect as increasing feed flow rate. Due to the low mass transfer rate from the feed side of the membrane contactor (e.g. transferred mass is governed by the feed side), effect of the solvent flow rate in this process was not detected. The simulated results has a good agreement with experimentally measured data (increment in the feed and solvent flow rates increases the simulated results error. The average error of the simulated results was calculated as 17 %).