Az ultraszûrés során keletkezõ gélréteg ellenállásának modellezése olajtartalmú emulzió szétválasztásánál



Hasonló dokumentumok
HU Xianguo OLAJ-VIZ EMULZIÓ SZÉTVÁLASZTÁSA KÖRNYEZETVÉDELMI CÉLLAL. Doktori (PhD) értekezés tézisei

DOKTORI ÉRTEKEZÉS TÉZISEI. Membránok viselkedésének elméleti és kísérleti vizsgálata olajos közegek elválasztása és finomítása során.

Ivóvíz arzénmentesítése nanoszűréssel

Oktatói önéletrajz. Dr. Vatai Gyula. Karrier. egyetemi tanár. Élelmiszertudományi Kar Élelmiszeripari Műveletek és Gépek Tanszék

Az I. SOÓS ERNŐ TUDOMÁNYOS KONFERENCIA

Budapesti Közgazdaságtudományi es Államigazgatási Egyetem, Élelmiszertudományi Kar, Élelmiszeripari Műveletek és Gépek Tanszék

MEMBRÁNKONTAKTOR ALKALMAZÁSA AMMÓNIA IPARI SZENNYVÍZBŐL VALÓ KINYERÉSÉRE

Kútvizek huminsav- és arzénmentesítése

GALAKTURONSAV SZEPARÁCIÓJA ELEKTRODIALÍZISSEL

BUDAPEST UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND ECONOMY FACULTY OF CHEMICAL AND BIOENGENEERING

FEKETERIBISZKE-LÉ ÉS VÖRÖSBOR BESŰRÍTÉSE INTEGRÁLT MEMBRÁNMŰVELETEK ALKALMAZÁSÁVAL. Doktori (Ph.D.) értekezés tézisei BÁNVÖLGYI SZILVIA

Szent István Egyetem. Membránműveletek anyagátadásának intenzifikálása az élelmiszeriparban és környezetvédelemben statikus keverő alkalmazásával

Zn-tartalmú szennyvíz membránszűrése. Dr. Cséfalvay Edit, egyetemi tanársegéd BME Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék

KOMPLEX MEMBRÁNTECHNIKAI ALKALMAZÁS ÉS MODELLEZÉS KAJSZIBARACKLÉ FELDOLGOZÁSÁRA. Doktori (PhD) értekezés tézisei FOGARASSY ESZTER

AZ IVÓVÍZMINŐSÉG-JAVÍTÓ PROGRAM SZABOLCS- SZATMÁR-BEREG MEGYEI SAJÁTOSSÁGAI

Extraktív heteroazeotróp desztilláció: ökologikus elválasztási eljárás nemideális

MEMBRÁNSZŰRÉS HATÉKONYSÁGÁNAK JAVÍTÁSA KOMBINÁLT MÓDSZEREK ALKALMAZÁSÁVAL IPARI SZENNYVIZEK TISZTÍTÁSA SORÁN

MEMBRÁNOK ALKALMAZÁSI LEHETŐSÉGEI A BIOGÁZ ELŐÁLLÍTÁSNÁL

8.13. Szőrési gyakorlat laboratóriumi membránszőrı berendezésen I. Ultraszőrés (ultrafiltration, UF)

DETERMINATION OF SHEAR STRENGTH OF SOLID WASTES BASED ON CPT TEST RESULTS

Al-Mg-Si háromalkotós egyensúlyi fázisdiagram közelítő számítása

BIOSZORBENSEK ELŐÁLLÍTÁSA MEZŐGAZDASÁGI HULLADÉKOKBÓL SZÁRMAZÓ, MÓDOSÍTOTT CELLULÓZROSTOK FELHASZNÁLÁSÁVAL

SZÉN NANOCSŐ KOMPOZITOK ELŐÁLLÍTÁSA ÉS VIZSGÁLATA

Budapesti Mûszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületgépészeti Tanszék Fûtéstechnika II Családi ház fûtés hálózatának hidraulikai méretezése

Városi légszennyezettség vizsgálata térinformatikai és matematikai statisztikai módszerek alkalmazásával


HIDEGEN HENGERELT ALUMÍNIUM SZALAG LENCSÉSSÉGÉNEK VIZSGÁLATA INVESTIGATION OF CROWN OF COLD ROLLED ALUMINIUM STRIP

Modern Fizika Labor. 11. Spektroszkópia. Fizika BSc. A mérés dátuma: dec. 16. A mérés száma és címe: Értékelés: A beadás dátuma: dec. 21.

Baranyáné Dr. Ganzler Katalin Osztályvezető

A POLIELEKTROLIT/TENZID ASSZOCIÁCIÓ SZABÁLYOZÁSA NEMIONOS TENZIDEK ÉS POLIMEREK SEGÍTSÉGÉVEL

Pannon Egyetem Vegyészmérnöki- és Anyagtudományok Doktori Iskola

Elıkezelések szőrési paraméterekre gyakorolt hatásának vizsgálata olajtartalmú szennyvizek illetve termálvizek membránszőrése során

PLATTÍROZOTT ALUMÍNIUM LEMEZEK KÖTÉSI VISZONYAINAK TECHNOLÓGIAI VIZSGÁLATA TECHNOLOGICAL INVESTIGATION OF PLATED ALUMINIUM SHEETS BONDING PROPERTIES

műszaki tudomány doktora 1992 Beosztás: stratégiai tanácsadó, tudományos tanácsadó Munkahelyek: Nokia -Hungary kft Veszprémi Egyetem

Szennyvizek és folyékony halmazállapotú melléktermékek környezetterhelésének csökkentése membránszeparációs eljárásokkal.

Geokémia gyakorlat. 1. Geokémiai adatok értelmezése: egyszerű statisztikai módszerek. Geológus szakirány (BSc) Dr. Lukács Réka

Membrántechnika a víz- és szennyvíztisztításban az SZTE Mérnöki Karán

Ivóvíz arzéntartalmának eltávolítása membrántechnológiával

Membrane Operations in the Green Technology: Solvent Recovery and Process Water Treatment

Heavy metal removal from aqueous solution by complexation membrane separation

AZ AEROSZOL RÉSZECSKÉK HIGROSZKÓPOS TULAJDONSÁGA. Imre Kornélia Kémiai és Környezettudományi Doktori Iskola

A TALAJTAKARÁS HATÁSA A TALAJ NEDVESSÉGTARTALMÁRA ASZÁLYOS IDŐJÁRÁSBAN GYÖNGYÖSÖN. VARGA ISTVÁN dr. - NAGY-KOVÁCS ERIKA - LEFLER PÉTER ÖSSZEFOGLALÁS

Dr. Licskó István tudományos önéletrajza és publikációi

Újabb eredmények a borok nyomelemtartalmáról Doktori (PhD) értekezés tézisei. Murányi Zoltán

AZ ACETON ÉS AZ ACETONILGYÖK NÉHÁNY LÉGKÖRKÉMIAILAG FONTOS ELEMI REAKCIÓJÁNAK KINETIKAI VIZSGÁLATA

PhD DISSZERTÁCIÓ TÉZISEI

Biofizika szeminárium. Diffúzió, ozmózis

Mosószerek a 21. században Alkímia ma előadássorozat

Fagyasztott élelmiszer-emulziók stabilitásának vizsgálata

X. FIATAL MŰSZAKIAK TUDOMÁNYOS ÜLÉSSZAKA

CrMo4 anyagtípusok izotermikus átalakulási folyamatainak elemzése és összehasonlítása VEM alapú fázis elemeket tartalmazó TTT diagramok alkalmazásával

Fiziko-kémiai módszerek a finomkémiai ipar hulladékvizeinek kezelésére

Biztonsági adatlap 1907/2006/EK, 31. cikk szerint

Reakciókinetika és katalízis

PUBLIKÁCIÓS ÉS ALKOTÁSI TEVÉKENYSÉG ÉRTÉKELÉSE, IDÉZETTSÉG Oktatói, kutatói munkakörök betöltéséhez, magasabb fokozatba történı kinevezéshez.

ÖNTÉSTECHNIKAI ÉS HŐTECHNIKAI PARAMÉTEREK HATÁSA AZ ALUMÍNIUM NYOMÁSOS ÖNTVÉNY SZILÁRDSÁGI TULAJDONSÁGAIRA. PhD-értekezés tézisei

Egyrétegű tömörfalapok ragasztási szilárdságának vizsgálata kisméretű próbatesteken

Módszer köztes tárolókat nem tartalmazó szakaszos működésű rendszerek ütemezésére

Hoyk Edie-Kovács András Donát 2 -Tompa Mihály 3

Középfeszültségű gázszigetelésű kapcsolóberendezések villamos szilárdsági méretezése. Madarász Gy. - Márkus I.- Novák B.

Norit Filtrix LineGuard

DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI

5. Az adszorpciós folyamat mennyiségi leírása a Langmuir-izoterma segítségével

DOKTORI (PHD) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI SZAFNER GÁBOR

2004 Nyugat Magyarországi Egyetem, Faipari Mérnöki Kar Okleveles Könnyűipari Mérnök

MASZESZ. Vízipari újdonságok, fejlesztések, innovációk. ReWater konténeres ivóvíztisztító rendszer. Lajosmizse,

MARKETINFO MARKETINFO MARKETINFO MARKETINFO MARKETINFO MARKETINFO MARKETINFOM

Diagnosztikai szemléletű talajtérképek szerkesztése korrelált talajtani adatrendszerek alapján

Membrántechnológiai kihívások a felszíni vizek kezelésében, Lázbércen Molnár Attila Műszaki igazgató

Effect of the different parameters to the surface roughness in freeform surface milling

Tejsavó nano- és diaszűrésének vizsgálata

A FÓKUSZÁLT NAPENERGIA TÁROLÁSI ÉS HASZNOSÍTÁSI LEHETŐSÉGEI

Supporting Information

INTEGRÁLT MEMBRÁNM VELETEK ALKALMAZÁSA EGÉSZSÉGES FÉLKÉSZ TERMÉKEK EL ÁLLÍTÁSÁBAN. Doktori (Ph.D.) értekezés tézisei VAS-VINCZE IVETTA. Budapest 2010.

XIII. FIATAL MŰSZAKIAK TUDOMÁNYOS ÜLÉSSZAKA

Influence of geogas seepage on indoor radon. István Csige Sándor Csegzi Sándor Gyila

Oldatok - elegyek. Elegyek: komponensek mennyisége azonos nagyságrendű

BIOGÁZ-TERMELŐDÉS MATEMATIKAI MODELLEZÉSE

5. Laboratóriumi gyakorlat

TIOLKARBAMÁT TÍPUSÚ NÖVÉNYVÉDŐ SZER HATÓANYAGOK ÉS SZÁRMAZÉKAIK KÉMIAI OXIDÁLHATÓSÁGÁNAK VIZSGÁLATA I

Resp. Sens. 1 H334 Belélegezve allergiás és asztmás tüneteket, és nehéz légzést okozhat.

Oldatok - elegyek. Többkomponensű homogén (egyfázisú) rendszerek. Elegyek: komponensek mennyisége azonos nagyságrendű

Enzimkezelt feketeribizli besűrítése hiperszűréssel Concentrating of enzyme pretreated blackcurrant juice by hyperfiltration

Szívelektrofiziológiai alapjelenségek. Dr. Tóth András 2018

Üvegszál erősítésű anyagok esztergálása

NÉHÁNY SZÓ SCIENTOMETRIÁRÓL

FAGYI-TUDOMÁNY FAKULTATÍV INTEGRÁLT PROJEKT KÖZÉPISKOLÁSOKNAK ICE-CREAM SCIENCE FACULTATIVE SCIENCE PROJECT FOR HIGH SCHOOL STUDENTS

1. ábra: Gázok oldhatóságának és diffúziós állandójának egyidejű meghatározására szolgáló berendezés. 2. ábra: A fluxus meghatározása vákuum kamrával

FÖLDRAJZ ANGOL NYELVEN

Fluidum-kőzet kölcsönhatás: megváltozik a kőzet és a fluidum összetétele és új egyensúlyi ásványparagenezis jön létre Székyné Fux V k álimetaszo

TÁMOPͲ4.2.2.AͲ11/1/KONVͲ2012Ͳ0029

A rosszindulatú daganatos halálozás változása 1975 és 2001 között Magyarországon

Szívkatéterek hajlékonysága, meghajlítása

A membrán-szeparáció és annak hatékonyságát növelő kombinált eljárások kutatása a Szegedi Tudományegyetem Mérnöki Karán

A kolloidika alapjai. 4. Fluid határfelületek

First experiences with Gd fuel assemblies in. Tamás Parkó, Botond Beliczai AER Symposium

Könyv (szerző munkahelyének kiadványa, közérdekű):

Süle Zoltán publikációs listája

Tejsavasan erjesztett savó alapú ital kifejlesztésének membrán-szeparációs és mikrobiológiai alapjai

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Építőmérnöki Kar

Átírás:

OLA, SZAPPAN, KOZMETIKA 217 O L A S Z A P P A N K O Z M E T I K A A CEREOL NÖVÉNYOLAIPARI RT. MAGYARORSZÁG AZ UNILEVER ÉLELMISZER- ÉS MOSÓSZERGYÁRTÓ RT. ÉS A MÉTE NÖVÉNYOLAIPARI SZAKOSZTÁLYÁNAK LAPA Az ultraszûrés során keletkezõ gélréteg ellenállásának modellezése olajtartalmú emulzió szétálasztásánál KORIS ANDRÁS Szent Istán Egyetem, Élelmiszertudományi Kar, Élelmiszeripari Gépek és Mûeletek Tanszék, 1114 Budapest, Ménesi út 44. E-mail: koris@omega.kee.hu ÖSSZEFOGLALÁS Munkám során stabil olaj-a-ízben emulzió szeparációját izsgáltam ultraszûrõ membránon, és meghatároztam a gélréteg ellenállását. A kísérleti eredmények azt mutatják, hogy a transzmemrán-nyomás hatása a szürletfluxusra nagymértékben függ a membrán tulajdonságaitól, a betáplált emulzió koncentrációjától és hõmérsékletétõl. Kis emulzió koncentráció nál a nyomás nöeléséel egyenletesen nõ a szûrletfluxus egy kritikus nyomásig. Nagyobb emulzió-koncentrációnál a koncentráció polarizáció befolyásoló hatása álik lényegessé, és amennyiben az alkalmazott nyomás meghaladja a kritikus nyomást, lényegében megszûnik annak fluxust befolyásoló hatása. A KOI (kémiai oxigénigény) értékek és a permeátum olajtartalma megfelelõen kicsinek bizonyultak abban az esetben, amikor a transzmembrán-nyomás a kritikus nyomás alatt maradt, és ennek ellenkezõjét tapasztaltuk akkor, amikor a nyomás meghaladta azt. A bemutatott modell leírja a membrán méretezésének alapját képezõ gélellenállás és a transzmembrán-nyomás között fennálló összefüggést. Az eredmények azt mutatják, hogy a számolt értékek jól megegyeznek a kísérleti eredményekkel. ABSTRACT Separation of stable oil in water emulsion has been studied on ultra filtration membrane and the resistance of the gel layer has been determined. It has been found that the influence of the trans-membrane pressure on the filtrate flux highly depends on the membrane properties, the inlet concentration of the emulsion and on the temperature. At low emulsion concentration the filtrate flux uniformly increases in function of the increasing pressure, up to a critical pressure. At higher emulsion concentration the polarizing effect of the concentration becomes essential and if the actual pressure surpasses the critical pressure, it losses entirely its effect influencing the flux. If the trans-membrane pressure remained under the critical pressure, the COD (Chemical Oxygen Demand) alues and the oil content of the permeate hae been found low, but occurred contrarily if the pressure surpassed the critical pressure. The presented model describes the relation between the gel resistance and the trans-membrane pressure which seres as basis to the membrane designing. The study showed good agreement between the calculated alues and the experimental results. ZUSAMMENFASSUNG Die Trennung stabiler Öl in Wasser Emulsion wurde auf Ultrafiltrationsmembran geprüft und der Widerstand der Gelschicht bestimmt. Es wurde gefunden, dass auf den Filtratfluß ausgeübte Wirkung des Transmembrandruckes on den Membraneigenschaften, on den eingespeisten Emulsionskonzentration und on der Temperatur wesentlich abhängig ist. Bei niedriger Emulsionskonzentration steigt der Filtratfluss bis zu einem kritischen Druck on der Druckerhöhung gleichmäßig abhängig. Bei höherer Emulsionskonzentration bekommt die polarisationbeeinflussende Wirkung der Konzentration Bedeutung, und wenn der aktuelle Druck den kritischen Druck übersteigt, erliert ihre flussbeeinflussende Wirkung. Die Chemische Oxygen Bedarf Werte und der Permeatölgehalt waren entsprechend niedrig, wenn der Transmembrandruck unter dem kritischen Druck blieb, aber konnte man das Gegenteil finden, wenn der Druck diesen Wert überstieg. Das dargelegte Modell beschreibt die Relation zwischen dem Gelwiderstand und dem Transmembrandruck, worauf man die Membranformung basiert. Die kalkulierte Werte und die experimentelle Resultate demonstrieren gute Übereinstimmung.

218 OLA, SZAPPAN, KOZMETIKA 1. Beezetés Az ultraszûrés (UF) élelmiszeripari alkalmazása ma már elterjedtnek neezhetõ [1], különösen a tejiparban [2 4] és a borászatban [5 8]. Az élelmiszeripari tiszta íz és ióíz elõállítási módjai között újabban szintén szerepelnek az ultraszûrõk [9, 10], és új kihíást jelent például a cukoriparban a színanyagok eltáolítása [11], a nöényolajiparban a hideg nyálkátlanítás, nöényi fehérje elõállítása [12, 13], a gyümölcslégyártásban pedig a hideg besûrítés [1]. Az ultraszûrés elterjedésének legnagyobb lehetõsége a jöõben az ipari szennyizek kezelésénél lehet [14 19]. Itt a szennyíz megtisztítását és a íz újrahasznosítását, agyis tisztább technológia kialakítását kell fõ célnak tekinteni [20 21]. Munkámban az ipari szennyizek közül az olaj-a-ízben típusú emulziók izsgálatáal foglalkozom. Olajtartalmú szennyíz keletkezik a tejiparban, az olaj kinyerése során a nöényolajiparban, a halfeldolgozásnál, a hús- és baromfiiparban, a margarinok, salátaöntetek gyártásánál stb. Emellett a gépiparban a forgácsolás során nagy mennyiségben alkalmazott hûtõ-kenõ folyadékok is stabil olaj-íz emulziók, és nagymennyiségû olajos szennyíz kezeléséel küzd a mûanyag-, textil-, papír-, nyomda- és bõripar is. Olaj-a-ízben típusú emulziók szétálasztására alkalmazott ultraszûrõ membránokkal számos közlemény foglalkozik [22 28]. Az olajos szennyízbõl aló ízeltáolítást az irodalom szerint a membrán anyaga, fizika teljesítménye és a mûeleti paraméterek befolyásolják [29 31]. Egy adott ágási értékû (MWCO) és pórusméretû ultraszûrõ membránnál igen fontos, hogy a legjobb mûeleti értékeket alkalmazzuk, így optimális mûködést biztosítsunk. A megfelelõ permeátum-fluxust, a kis KOI értéket a permeátumban, azaz a jó isszatartást különbözõ membránoknál különbözõ optimális üzemeltetési paraméterek biztosítják [32 33]. Olaj-a-ízben emulziók szétálasztása hagyományos ultraszûréssel a membrán eltömõdéséel és a szûrlet csökkenéséel jár [27, 28]. Ezért ipari fejlesztésnél fõ szempont a koncentráció polarizációnak, a gélellenállás kialakulásának csökkentése. A koncentráció polarizáció megfordítható folyamat, amely fõleg a transzmembrán-nyomástól függ. Az olajos szennyíz szûrésénél a gél koncentrációját izsgálták, illete modellezték Hu és munkatársai [34, 35, 36]. Az ultraszûrés gazdaságossága az eltömõdést megakadályozó/csökkentõ, helyesen megálasztott mûeleti paraméterek függénye [31, 37], ezért a gélellenállás számíthatósága nagymértékben segíti a membrán méretezését. 2. Anyagok és módszerek 2.1. Membrán és kísérleti berendezés A kísérletben használt FP055A jelzésû membrán fizikai paraméterei a köetkezõek: anyaga PVDF (poliinilidénfluorid), MWCO 68 80 kd, a tiszta íz fluxusa 4 bar-on és 20 C-on 1000 l/m 2 h, alkalmazható maximális hõmérséklet 60 C. A kíséletekhez használt UF berendezés mûködési ele korábbi publikációban megtalálható [13]. A modulban a membránfelület 35 cm 2 olt. 2.2. A betáplált elegy jellemzõi A felhasznált stabil olaj-a-ízben emulzió olajat, felületaktí anyagokat és ionmentesített izet tartalmazott. Két különbözõ koncentrációjú elegyet készítettünk, mindegyikbõl 10 litert. A kisebb koncentrációjú emulzió 0.5 térf.%, a másik 5 térf.% olajat tartalmazott. Az emulziók stabilnak mutatkoztak koaleszcencia szempontjából. Az 5 térf.%- os emulzió iszkozitása (h) 20 C-on h 1.381 10 3 Ns/m 2 olt, az 0.5%-os emulzióé pedig h 1.139 10 3 Ns/m 2. Az olaj koncentrációját a betáplált emulzióban és a szûrletben UV spektrométerrel határoztuk meg. A szénhidrogéneknek ultraibolya tartományban jellemzõ abszorpciós csúcsuk an, és a különbözõ koncentrációjú olajos emulziók transzmittanciája eltérõ. A KOI (mg/l) meghatározása kálium-dikromát módszerrel történt. Ennek alapja, hogy mérhetõ a ízben léõ redukciós anyag oxidálásához szükséges standard kálium-dikromát mennyisége erõs sa jelenlétében. A feleslegben maradt kálium-dikromát mennyisége standard ammónium-asszulfátos titrálással határozható meg. 3. Eredmények és értékelésük 3.1. A szûrletfluxus áltozása Mint az közismert, a membránszûrésnél nyomás alkalmazásáal biztosítjuk azt, hogy a szûrlet áthaladjon az ellenállásokon: a membránon és a membrán felszínén léõ határrétegen. A transzmembrán-nyomás iszonya a membrán tulajdonságától és a határréteg iselkedésétõl függ. Az ultraszûrésnél alkalmazott nyomás általában 1 7 bar., [l/m 2 h] DP, [bar] 1. ábra: Az 0,5%-os emulzió szûrletfluxusának nyomásfüggése A kísérletben használt membrán szûrletfluxusának és transzmembrán nyomásának az összefüggését a két, különbözõ koncentrációjú emulzió szûrésekor az 1. és 2. diagram mutatja be. Ezeket izsgála látható, hogy a tesztelt membránon kisebb emulzió koncentrációnál nagyobb mértékben képes a íz áthaladni. Megfigyelhetõ toábbá, hogy a hõmérséklet nöelésekor nõtt a fluxus is. Nagyobb emul-

OLA, SZAPPAN, KOZMETIKA 219 zió koncentrációnál iszont az alkalmazott nyomás és a fluxus közötti összefüggés bonyolultabbá álik. Kis nyomásértékeknél a permeátum fluxusa fõképp az alkalmazott nyomástól függ, amennyiben a nyomás meghaladja a kritikus értéket, fluxust befolyásoló hatása lecsökken. Az FP055A memb rán kritikus nyomása körülbelül 2 bar. A koncentráció polarizáció akkor álik jelentõssé, amikor nagy koncentrációjú emulzió szûrésekor nöeljük a mûeleti nyomást. A koncentráció polarizáció miatt az emulzióban léõ olajcseppecskék feldúsulnak a membrán felszínének közelében, és gélréteget képeznek. Amikor a határrétegben megnõ az olajcseppecskék koncentrációja, megnõ az összeütközések száma is. Egyes ütközések ereje elegendõ ahhoz, hogy a cseppek aggregátumokat képezzenek. A koncentráció nöeléséel megnõ ezen aggregátumok száma és mérete is. Bizonyos idõ elteltéel a határrétegben egyensúlyi állapot áll be, állandó aggregátum koncentrációal, ezt gélnek híjuk. A nyomás hatását toábbra is befolyásolja a hõmérséklet, eltérõ hõmérsékleteken megáltozik a nyomás hatásterjedelme. Miel a hõmérséklet emelése a diffúziós együttható nöekedéséel jár, a hõmérséklet nöelése koncentrációtól függetlenül nöeli a fluxust. Az 1. és 2. diagram igazolja a nyomás és a hõmérséklet szûrletfluxusra gyakorolt összekapcsolódó hatását., [l/m 2 h] DP, [bar] 2. ábra: Az 5%-os emulzió szûrletfluxusának nyomásfüggése 3.2. A KOI és az olajkoncentráció áltozása A kísérlet során a szûrletben 40 C-on mért KOI értékeket és olajkoncentrációkat az 1. táblázat tartalmazza. Látható, hogy a tesztelt membránnal kis (0.5%) kiindulási koncentrációnál megfelelõ értékre lehetett csökkenteni a koncentrációkat. A nagyobb (5%) betáplálási koncentrációnál a szûrlet KOI értéke nagyobb olt, iszont az olaj koncentrációja kisebb. Abban az esetben, amikor a nyomást 4 bar-ra emeltük, a szûrletben gyorsan nõtt mind a KOI, mind 1. táblázat: A szûrlet olaj- és KOI tartalmai áltozó nyomásokon a.: Kiindulási koncentráció 0.5% b.: Kiindulási koncentráció 5%. Transzmembrán KOI KOI Olajkoncent- Olajkoncent nyomás (bar) (mg/l a ) (mg/l b ) ráció (mg/l a ) ráció (mg/l b ) 2 158 1140 19 8.0 4 435 2560 65 78 az olajkoncentráció értéke. Ezért megállapítható, hogy ezen membrán nem alkalmas nagy koncentrációjú emulziók nagynyomáson aló elálasztására. Ez annak a köetkezménye, hogy bár kis nyomáson nem jelentõs a membrán eltömõdése, a kritikus nyomást meghalada e jelenség meghatározóá álik. Feltételezzük, hogy a koncentráció polarizációal megnõ az esélye annak, hogy az olajcseppecskék a membrán pórusaihoz kerüljenek, és amikor a nyomás meghaladja a kapilláris nyomást, az olajcseppek deformálódnak, és ezáltal a pórusok belsejébe kerülhetnek. Ebbõl fakadóan a nagyobb transzmembrán-nyomás segíti az olaj átjutását a membránon, de ugyanakkor nöeli a membrán felszíne felé tartó olajcseppek fluxusát. Az olaj membránon aló átjuttatásához szükséges nyomás a köetkezõ összefüggéssel számolható [10]: 4γ cos θ D m (1) ahol Dm a pórus átmérõje, g a felületek közötti tenzió és q a kontaktszög. A pórusoknál melyek eloszlása membrántól függ léõ cseppek egyesülnek, és betöltik a membrán felületét, és ezzel eltömõdést okoznak. Másképpen fogalmaza, amennyiben az olaj olyan pórust talál, amelyre igaz az elõbbi összefüggés, akkor képes lesz azon átjutni. Ebbõl fakadóan egy adott membránnál az olajisszatartás és a permeátum KOI-ja csökken, ha nöeljük a nyomást. Megfordíta tehát igaz az is, hogy állandó nyomáson minél nagyobb a pórusméret, annál kisebb az olajisszatartás. 3.3. Olajos emulziók szûrletfluxusának modellezése Tiszta íz ultraszûrésekor a fluxus egyenesen arányos a transzmembrán nyomással [1]: o η R (2) ahol 0 a tiszta íz szûrletfluxusa, h 0 a íz iszkozitása, R M a membrán ellenállása. Ennek az összefüggésnek az ismeretében az R M kísérlettel meghatározható, ennek értéke ultraszûrõ membránoknál állandó. Kolloid oldatoknál, mint amilyen például az olaj-a-ízben emulzió is, a permeátum fluxusa az ellenállás modell alapján a köetkezõ egyenlettel írható le [11]: (3) ahol a permeátum szûrletfluxusa, R G a gélréteg ellenállása. A szûrlet gyakorlatilag tiszta íz, iszkozitását a modellben a íz iszkozitásáal helyettesíthetjük (h 0 ). Kis nyomás és kiindulási koncentráció esetében a permeátum fluxus egyedül a nyomástól függ, miel R G elhanyagolható. Ezt erõsítik meg az 1. diagram mérési adatai. A (3) összefüggés szerint R G a transzmembrán-nyomástól (DP) függ. R o M η ( R + R G 0 M G η 0 R M ) (4)

220 OLA, SZAPPAN, KOZMETIKA A 3. és 4. diagram adataiból látható, hogy ultraszûrésnél az R G nõ a nyomás nöeléséel, miel R M ebben az esetben gyakorlatilag elhanyagolható R G -hez iszonyíta. Ennek magyarázata az, hogy a nyomás nöeléséel ugyan nõ a permeátum fluxusa, de ugyanakkor több oldott anyag jut a membrán felszínére, ezáltal nõ a gélréteg és nõ annak ellenállása is, fõképp nagyobb emulzió-koncentrációnál. R g *10-11, [1/m] 60 50 40 30 20 10 20 o C 30 o C 40 o C 50 o C 60 o C Concentration: 0.5% Membrane: FP055A 0 0 1 2 3 4 5 6 7 P, [bar] 3. ábra: A gélellenállás és a nyomás összefüggése 0,5%-os emulzió-koncentrációnál Ehhez hasonlóan a hõmérséklet hatása a gélréteg ellenállására is nagyobb koncentrációnál figyelhetõ jól meg. A hõmérséklet nöekedéséel csökken az emulzió iszkozitása és a gélréteg ellenállása is. R g *10-11, [1/m] 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 20 o C 30 o C 40 o C 50 o C 60 o C Membrane: FP055A Concentration: 5% 0 0 1 2 3 4 5 6 7, [bar] 4. ábra: A gélellenállás és a nyomás összefüggése 5%-os emulzió-koncentrációnál Amennyiben az ultraszûrés nagykoncentrációjú emulzióal és nagy nyomással történik, a nyomás hatása a fluxusra és a gélréteg ellenállásra bonyolultabbá álik, a fenti összefüggések ekkor már nem kellõ pontossággal írják le a lejátszódó folyamatokat. Ilyenkor a ízfluxust túlnyomó részt a gélképzõdés befolyásolja a nyomás helyett, amint azt a köetkezõ összefüggés is kifejezi [1]: D CG ln (5) δ C B ahol D a diffúziós állandó, d a polarizácós réteg astagsága, C G a gélkoncentráció, C B a folyadék fõtömegének koncentrációja. Amennyiben az oldat koncentrációja a membrán felszínén eléri a gélréteg koncentrációját (C G ) a transzmembrán-nyomás permeátum fluxust befolyásoló hatása megszûnik. A szûrletfluxus és a kiindulási elegy koncentrációjának logaritmusa között lineáris a kapcsolat. Minél nagyobb a kezdeti koncentráció, annál kisebb a fluxus. A (3) és (5) összefüggésekkel számolt eredmények megegyeztek a mérési adatokkal. 4. Köetkeztetések Kis nyomástartományban, a kritikus nyomástól kisebb nyomásnál a fluxus lineárisan áltozik a nyomással, iszont amikor a nyomás elérte a kritikus értéket, akkor a nagyobb nyomások tartományában a szûrletfluxust a gélréteg szabályozza. (1)Nyomás-, illete hõmérsékletnöeléssel a permeátum fluxus nöelhetõ. Kis emulziókoncentrációnál (0.5%) a koncentráció polarizáció nem jelentõs, a fluxust a nyomás befolyásolja. Nagy (5%) koncentrációnál és 2 bar fölött a fluxust a kialakuló gélréteg határozza meg. (2)A hõmérséklet nöeléséel, koncentrációtól függetlenül nõ a permeátum fluxusa. (3)A gélellenállás és a nyomás iszonyát leíró modell szerint a nyomás és a hõmérséklet nöeléséel csökkenthetõ a gélréteg ellenállása. (4)A izsgált ultraszûrõ membrán kielégítõ mértékben tartotta issza az olajat, és megfelelõ KOI értéket eredményezett a szûrletben. Megállapítható azonban, hogy a kritikus nyomás fölött már jelentõsen nõtt a permeátum KOI és olajkoncentráció értéke, ennek megfelelõen a nyomást a kellõ hatásfokú elálasztás érdekében a kritikus érték alatt kell tartani. Köszönetnyilánítás A szerzõk köszönetét fejezi ki a köetkezõ cégeknek: Hoechts Co., Zoltek Magyar Viscosa Rt. Köszönjük toábbá az OTKA-nak (T037848) az anyagi támogatást. IRODALOMEGYZÉK [11] Bélafi-Bakó K. Ed.: Integration of Membrane Processes into Bioconersion, p.165 176. Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York (2000) [12] Babella Gy.: Az ultraszûrés alkalmazásának tudományos és gyakorlati eredményei Magyarországon. Tejipar 39, p 17 29 (1989) [13] Atra R., Vataí Gy., Békássyné Molnár Erika (2000): Az ultra- és nanoszûrés alkalmazási lehetõségei a tejiparban. Possibilities of application of ultra- and nanofiltration in dairy industry. Tejgazdaság 15, 21. [14] Vatai Gy., Bekassy- Molnar E. (2000): Clean technologies in the food industry. 10 th Membranetechnical Conference in Hungary, Proceedings p.14 15, 2000 Oct. 12 13, Tata, Hungary. [15] Eperjesi I., Kállay M., Magyar I.: Borászat. Mezõgazda Kiadó, Budapest, (1998) [16] Manninger K., Gergely S., Békássy-Molnár E., Vatai Gy., Kállay M.: Pretreatment effect on the quality of white and red wines using

OLA, SZAPPAN, KOZMETIKA 221 cross-flow ceramic membrane filtration. Acta Alimentaria 27, p. 377 387. (1998) [17] Manninger K., Szántó Cs., Vatai Gy., Békássy-Molnár E.: Modelling of permeate flux of membrane filtration in the base of wine filtration measurements. Horticultural Science 29 (3 4), p.83 86. (1997) [18] Edwards.S.A. Ed.: Culinary Arts and Sciences, p.241 250. Computation Mechanics Publications, Southampton, Boston (1996) [19] Domany Z., Galambos I., Vatai Gy., Bekassy-Molnar E. (2002): Humic acid substances remoal from drinking water by membrane filtration. Desalination 145, p. 333 337. [10] Galambos I., Domány Z., Vatai Gy., Békássyné Molnár Erika (2001): Huminanyagok eltáolítása felszínalatti izekbõl. XI. Membrántechnikai Konferencia, Konferenciakiadány 57 60, Tata [11] Gyura., Seres Z., Vatai Gy., Bekassy-Molnar E. (2002): Separation of non-sucrose compaunds from the syrup of sugar-beet processing by ultra- and nanofitration using polymer membranes. Desalination 148, 49 56. [12] Vatai Gy., Békássyné Molnár E., Karloits Gy. (1998): Membránmûeletek alapjai és nöényolajipari alkalmazási lehetõségei. Olaj, Szappan, Kozmetika 47, 64 70. [13] Koris A., Vatai Gy. (2002): A nyersolaj membránszûrésének izsgálata. Olaj, Szappan, Kozmetika. 51, 50 53, 2002. [14] Bandy T., Magda S., Bekassy-Molnar E., Vatai Gy. (1998): Oil and Fat Remoal from Industrial Wastewaters by Ultrafiltration. Proceedins of International Symposium Energy and Food Industry, Budapest, 1998. September 15 16, p. 206 211 [15] Magda S., Goers B., Békássyné Molnár E., Vatai Gy. (2000): Felületaktí anyag kinyerése mosóizekbõl membránszûréssel környezetédelmi céllal. Olaj, Szappan, Kozmetika 49, 156 159. [16] Vatai Gy., Bekassy-Molnar E., Goers B., Magda S., Wozny G.(2000): CIP water treatement and reuse with membrane separation. Hung,. Ind. Chem. 28, p.305 310. [17] Bekassy-Molnar E., Vatai Gy. (1999): Metal ion remoal from Hungarian drinking water sources. 79. Congres AGHTM (Association Generale des Hygienistes, Techniciens Municipaux), Budapest, May 25 28, p. 307 313. [18] Mora M.., Vatai Gy., Békássyné Molnár Erika (2002): Fermentációs szennyíz tisttítása nanoszûréssel és fordított ozmózissal. Mûszaki Kémiai Napok 02, Konferenciakiadány 141 145, Veszprém [19] Máriás K., Vatai Gy., Békássyné Molnár E. (2001): Különbözõ tenzidek eltáolíthatósága ízbõl nanoszûréssel. XI. Membrántechnikai Konferencia, Konferenciakiadány 39 44, Tata [20] Békássyné Molnár E., Vatai Gy. (2000): A membrántechnika környezetédelmi alkalmazásai. PURE Környezetbarát technológiák terezése, Ankét. Elõadások Kötet, 1 11. Budapest. [21] Békássyné Molnár E., Vatai Gy. (2001): A membrántechnika környezetédelmi alkalmazásai. Magyar Kémikusok Lapja 56, p. 369 372. [22] Benito. M., Ebel S., Gutierrez B., Pazos C., Coca., Ultrafiltration of a waste emulsified cutting oil using organic membranes, Water, Air & Soil Pollut. 128(2001) 181 195. [23] Mahdi S. M., Skold R. O., Experimental study of membrane filtration for the recycling of synthetic water-based metal working fluids, Tribology Intl., 24(1991) 389 395. [24] Arnot T. C., Rfield. W., Koltuniewicz A. B., Cross-flow and deadend microfiltration of oily-water emulsions: Part II Mechanisms and modeling of flux decline,. Membr. Sci., 169(2000) 1 15. [25] Vatai Gy., Békássyné Molnár E. (1997): Olaj-íz emulzió szétálasztása ultraszûréssel. Olaj, Szappan, Kozmetika 46, 228 230. [26] Hu X., Bekassy-Molnar E., Vatai Gy. (2002): Study of ultrafiltration behaiour of emulsified metalworking fluids based on enironmental protection. Desalination 149, p.191 197. [27] Hu X., Bekassy-Molnar E., Vatai Gy., Meiszel L., Olah. (1998): The study of oil/water separation in emulsion by ultrafiltration membranes. Chem. Technik 50, p.119 124. [28] Hu X., Békássy-Molnár E., Vatai Gy., Meiszel L., Oláh.. (1996): Remoal of water from oil-water emulsion by ultrafiltration membranes. Hung.. Ind. Chem, 24., 241 246. [29] Koltuniewicz A. B., Field R. W., Process factors during remoal of oil-in-water emulsions with cross-flow microfiltration, Desalination, 105 (1996) 79 89. [30] Lee S., Aurelle Y., Roques H., Concentration polarization, membrane fouling and cleaning in ultrafiltration of soluble oil,. Membr. Sci., 19(1984) 23 38. [31] Magda S., Vatai Gy., Bándy T., Békássyné Molnár E. (1998): Olajíz emulziók szétálasztása ultraszûréssel II. A kisérleti eredmények modellezése és a rendszer berendezésének költségfüggényei. Olaj, Szappan, Kozmetika. 47, 265 270, 1998. [32] Hu X., Bekassy-Molnar E., Vatai Gy., Meiszel L., Olah.: Remoal of water from oil-water emulsion by ultrafiltration membrane, Hungarian. Ind. Chem., 24(1996) 241 246. [33] Hu X., Bekassy-Molnar E., Vatai Gy., Meiszel L., Olah.: The study of oil/water separation in emulsion by ultrafiltration membranes, Chemische Technik (Leipzig), 50(1998) 119 123. [34] Hu X., Bekassy-Molnar E., Vatai Gy. (2002): Characterization of gel concentration in ultrafiltration of oil-in-water emulsion. Hungarian ournal of Industrial Chemistry 30, 47 52. [35] Hu X., Bekassy-Molnar E., Vatai Gy. (2002): Study of ultrafiltration behaiour of emulsified metalworking fluids based on enironmental protection. Desalination 149, 191 197. [36] Hu X., Bekassy-Molnar e., Vatai Gy. (2002): Effect of transmembrane pressure on ultrafiltration behaiour of emulsified oily wastwater. CHISA 2002, Int. Congr of Chem. And Proc. Engng. P3.73., Prague, Czech Republic [37] Bélafiné Bakó K: Membrános mûeletek. Veszprémi Egyetemi Kiadó, Veszprém, 2002. Dr. Perédi ózsef 80 ées Sok szeretettel köszöntjük 80. születésnapján, alamint 50 ées nöényolajipari teékenysége alkalmából. Vegyészmérnöki diplomáját 1944-ben szerezte a Budapesti ózsef Nádor Mûszaki és Gazdaságtudományi Egyetemen. Néhány éi ásányolaj-ipari teékenysége után 1952-ben a Nöényolaj- és Háztartásegyipari, ill. néáltozása után a Nöényolaj- és Mosószeripari Kutatóintézet munkatársa lett. Tudományos munkatárs, majd osztályezetõ, késõbb pedig tudományos igazgatóhelyettesként dolgozott. 1979-tõl 1986-ig, nyugdíjbameneteléig az intézet ezetõje olt. Majd 1992-ig a állalat priatizációjáig annak tudományos tanácsadójaként teékenykedett. Tudományos munkássága alapján 1967-ben elnyerte a kémiai tudomány kandidátusa címet, 1995-ben pedig az akadémiai doktori címet. Zsiradék-kémia tárgykörben mintegy 15 könynek, jegyzetnek olt a szerzõje, társszerzõje. Kétszázötennél több tudományos, mûszaki cikket közölt hazai és külföldi folyóiratokban, kongresszusi kiadányokban. Több mint 40 ée lapunknak a szerkesztõ bizottsági tagja. Sokáig roatezetõje is olt. Munkássága réén a fiatal szakemberek publikációs teékenységét is segítette, ezetéséel az egyetemen számos szakdolgozat készült, a szerzõit segítette, hogy publikáljanak a folyóiratokban. 1989-ben egyetemi docensé neezték ki a Kertészeti és Élelmiszeripari Egyetemen, ahol azóta is a nöényolajipari technológiát oktatja és lipidkémiai-technológiai kutatómunkáal is foglalkozik. Dr. Perédi ózsef a szakmában eltöltött hosszú éek során bel- és külföldön egyaránt jelentõsen gyarapította a magyar tudományos munka hírneét. Toábbi jó egészséget és aktí, de nyugalmas és hosszú nyugdíjas kort kíán Szerkesztõségünk és olasóink neében: Kiss Béla