ساخت غشاهای نانوحفره با کاربری در صنایع لبنی

محققان دانشگاه رازی کرمانشاه موفق به ساخت غشاهای نانوحفره شدند. غشاءهای نانوحفره ساخته شده در این پژوهش در صنایع داروسازی، صنایع لبنی و در تصفیه آب و فاضلاب کاربرد فراوانی دارند، اما بیشترین کاربرد آنها برای تغلیظ شیر جهت تولید پنیر در صنایع لبنی است.

محققان دانشگاه رازی کرمانشاه موفق به ساخت غشاهای نانوحفره شدند. غشاءهای
نانوحفره ساخته شده در این پژوهش در صنایع داروسازی، صنایع لبنی و در تصفیه آب
و فاضلاب کاربرد فراوانی دارند، اما بیشترین کاربرد آنها برای تغلیظ شیر جهت
تولید پنیر در صنایع لبنی است.

پژوهش فوق در قالب پایان‌نامه دکتری مهندس احمد رحیم‌پور، دانشجوی دکتری مهندسی
شیمی گرایش جداسازی، دانشگاه رازی کرمانشاه و با هدایت دکتر سید سیاوش مدائنی
(عضو هئیت علمی دانشگاه رازی کرمانشاه) انجام شده است.

مهندس رحیم‌پور در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه توسعه فناوری‌نانو، اظهار
داشتند: “غشاءهای اولترافیلتراسیون که از محلول‌های سه یا چهار جزئی پلیمر/
حلال و یا افزودنی/ غیرحلال با ترکیب درصد خاص ساخته می‌شوند، معمولاً دارای
اندازه حفره ۵۰ تا ۲۰۰ نانومتر هستند. این غشاءها می‌توانند برای جداسازی
ماکرومولکولهایی همانند پروتئین‌ها مورد استفاده قرار گیرند”.

رحیم‌پور، هدف اصلی این پژوهش را بررسی اثر استفاده از سه نوع ماده فعال سطحی
آنیونی، کاتیونی و خنثی در کاهش اندازه حفره‌های سطح غشاء تا ۲۰ نانومتر بدون
تغییر در غلظت پلیمر و در نهایت ساخت غشاءهای نانوفیلتراسیون عنوان نمود.

ایشان در ادامه گفتگو و در تشریح نحوه انجام پروژه و نتایج اظهار داشتند: “در
این تحقیق غشاءها با استفاده از محلول چهار جزئی پلی اترسولفون/دی متیل
استامید/پلی وینیل پیرولیدون/غیرحلال و پنج جزئی پلی اترسولفون/دی متیل
استامید/پلی وینیل پیرولیدون/سورفکتانت/غیرحلال با ترکیب درصدهای مختلف ساخته
شده‌اند. برای ساخت غشاء از روش تغییر فاز با استفاده از رسوب‌گذاری غوطه‌وری
استفاده شده است. در این روش، ابتدا باید محلول کاملاً یکنواختی از پلیمر در
حلال و افزودنی‌های مورد نظر تهیه نمود. محلول یکنواخت که حباب‌زدایی شده است
بر روی یک نگهدارنده مناسب ریخته می‌شود و با استفاده از یک ضخامت‌دهنده، به
صورت فیلم‌هایی با ضخامت ۱۵۰ میکرون در می‌آیند. در نهایت برای ساخت غشاء، این
فیلم‌های پلیمری درون غیرحلال مناسب که مخلوط آب و ایزوپروپیل الکل، با
نسبت‌های حجمی ۳۰/۷۰ است، غوطه‌ور می‌گردند تا فرآیند جداسازی فاز با استفاده
از رسوب‌گذاری غوطه‌وری انجام شود. غشاءهای ساخته شده بعد از خشک شدن با
استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ نیروی اتمی، پتانسیل زتا و
سیستم فیلتراسیون با جریان متقاطع از لحاظ ساختاری و عملکردی مورد ارزیابی قرار
گرفتند”.

با توجه به اینکه‌ اندازه حفره‌های سطح غشاء با افزودن ماده فعال سطحی به مقدار
قابل توجهی کاهش یافته، در حالی‌که میزان شار افزایش چشمگیری داشته است؛
می‌توان این غشاءها را نوع جدیدی از غشاءهای پلیمری نانوفیلتراسیون با عملکرد
بالا دانست.

گفتنی است؛ مقایسه عملکرد این غشاءها با غشاءهای خارجی که اکنون در صنایع لبنی
استفاده می‌شوند، نشان می‌دهد که این غشاءها از لحاظ عملکردی دارای شرایط بهتری
هستند.

جزئیات این پژوهش
در مجله Membrane Science (جلد ۲۹۶، صفحات ۱۲۱-۱۱۰، سال ۲۰۰۷) منتشر شده است.