پژوهشگران ایرانی دانشگاه خوارزمی تهران و دانشگاه ملی سنگاپور، عملکرد چهار نانوذره مختلف را در افزایش کارایی غشاهای مورد استفاده در صنایع لبنی مورد ارزیابی قرار دادند.
استفاده از فناوری نانو جهت افزایش کارایی غشاهای مورد استفاده در صنایع لبنی
در چند سال اخیر فناوری استفاده از فناوری غشایی به دلیل برخورداری از مزایای متعدد در صنایع مختلف مورد توجه قرار گرفته است. سهولت کاربری، بازدهی بالا، و مصرف انرژی کم ازجمله مزایای اصلی استفاده از این فناوری جهت انجام عملیات جداسازی است. تحقیقات اخیر ثابت کرده است که استفاده از فناوری نانو می‌تواند کارایی فناوری غشایی را ارتقا بخشد.
به گفته دکتر وحید وطن پور سرقین، عضو هیئت‌علمی دانشگاه خوارزمی تهران، هدف از انجام این طرح ارزیابی میزان کارایی چهار نوع نانوذره مختلف در بهبود عملکرد غشاهای پلیمری مورد استفاده در صنایع ازجمله صنعت تولید لبنیات بوده است.
وی با بیان اینکه اضافه شدن نانوذرات به ساختار غشاها موجب ایجاد یا افزایش خاصیت آب‌دوستی آن‌ها می‌شود گفت: «در طرح حاضر نانوذرات سیلیکا، دی‌اکسید تیتانیم، نانولوله کربنی و نانورس اصلاح‌شده به ساختار غشا افزوده شده است. این نانوذرات به دلیل برخورداری از خاصیت آب‌دوستی از یک‌سو، بهبود توزیع و اندازه تخلخل‌ها از سوی دیگر موجب می‌شوند تا بازدهی فیلتراسیون این غشاها به‌طور قابل‌توجهی بهبود یابد. همچنین نانوذرات اضافه شده به ساختار غشا با ایجاد خاصیت ضدگرفتگی موجب می‌شوند تا عمر آن‌ها نیز افزایش چشمگیری داشته باشد.»
در طرح حاضر از غشاهای پلیمری از جنس پلی وینیلیدن فلوراید (PVDF) به‌عنوان نمونه‌های خام استفاده شده و طی عملیاتی درصدهای مختلفی از چهار نوع نانوذره سیلیکا، دی‌اکسید تیتانیم، نانولوله کربنی و نانورس اصلاح شده به درون ساختار غشا تزریق شده است. در ادامه، ساختار غشا به کمک میکروسکوپ الکترونی و نیروی اتمی و عملکرد غشا به کمک روش‌های مختلف ارزیابی نظیر آزمون تعیین میزان فلاکس آب و محلول پروتئینی و همچنین میزان پس‌زنی آلبومین گاوی سنجیده شده است.
به گفته این محقق، اگرچه اضافه کردن نانوذرات مختلف موجب بهبود کارایی غشا شده است، اما حالت بهینه مربوط به حالتی است که ۲ درصد از نانولوله کربنی اصلاح‌شده به ساختار غشا تزریق شده است.
نتایج به‌دست‌آمده از ارزیابی این غشا نشان‌دهنده افزایش ۱۳۵ درصدی در فلاکس، ۳۳ درصدی بازیابی فلاکس و ۱۰۰ درصدی در پس زدن پروتئین است.
دکتر وحید وطن پور سرقین – عضو هیئت‌علمی دانشگاه خوارزمی تهران و محمدحسین داودآبادی فراهانی- دانشجوی مقطع دکتری دانشگاه ملی سنگاپور در انجام این طرح همکاری داشته‌اند. نتایج این کار در مجله‌ی Separation and Purification Technology با ضریب تأثیر ۳٫۳۵۹ (جلد ۱۹۷، سال ۲۰۱۸، صفحات ۳۷۲ تا ۳۸۱) منتشر شده است.
