top of page
અલ્ટ્રાફિલ્ટરેશન (યુએફ) પટલની ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશન
ETP અને STP સિવાય, અલ્ટ્રાફિલ્ટરેશન મેમ્બ્રેનનો ઉપયોગ ખાદ્ય ઉદ્યોગ, ડેરી ઉદ્યોગ, જેવા વિવિધ પ્રોસેસિંગ ઉદ્યોગોમાં થાય છે.  ડાયઝ ડિસેલ્ટિંગ, "ઓપ્ટિકલ બ્રાઇટનર એજન્ટ" અને રંગદ્રવ્યનું શુદ્ધિકરણ (જેમ કે TiO2), મેટલ રિકવરી, ફાર્માસ્યુટિકલ  ઉદ્યોગ.

ફિગ 1.1 છાશની સાંદ્રતામાં અલ્ટ્રાફિલ્ટરેશન પ્રક્રિયા

1.1 ડેરી ઉદ્યોગ
a છાશ એકાગ્રતા
અલ્ટ્રાફિલ્ટરેશન એ ફૂડ ઇન્ડસ્ટ્રીમાં મેમ્બ્રેન ફિલ્ટરેશન સ્પેક્ટ્રમનો આગળનો તબક્કો છે. તે લગભગ 3000 થી 100,000 સુધીની મોલેક્યુલર વેઇટ કટ-ઓફ રેન્જ (MWCO) ધરાવે છે. સૌથી સામાન્ય કટ-ઓફ 10,000 મેગાવોટનું ડેરી ધોરણ છે. સામાન્ય રીતે 35% થી 85% WPC ના છાશ પ્રોટીન સાંદ્રતા (WPC) ઉત્પન્ન કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા લેક્ટોઝમાંથી છાશ પ્રોટીનના વિભાજન માટે આ પરંપરાગત કદ છે .

whey concentration flowchart
b ચીઝ ઉત્પાદન
ચીઝ વેટમાં, દૂધનું અલ્ટ્રાફિલ્ટરેશન એ ઘન પદાર્થોને વધારવાની બીજી રીત છે. રિવર્સ ઓસ્મોસિસ અને અલ્ટ્રાફિલ્ટરેશન વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત એ છે કે રિવર્સ ઓસ્મોસિસ દૂધના તમામ ઘન પદાર્થોને જાળવી રાખે છે જ્યારે અલ્ટ્રાફિલ્ટરેશન લેક્ટોઝ અને ઘણા દૂધના ખનિજોને પટલમાંથી પસાર થવા દે છે. આનો વારંવાર ચીઝમેકરને ફાયદો થાય છે, કારણ કે આ ચીઝ હેન્ડલ કરવા માટે ઓછી છાશ ઉત્પન્ન કરશે અને હાલના ચીઝ વેટ્સના થ્રુપુટને વધારશે.
cheese making

ફિગ 1.2 સોફ્ટ ચીઝ બનાવવાની પરંપરાગત અને અલ્ટ્રાફિલ્ટરેશન રીતની સરખામણી

c દૂધ એકાગ્રતા

પ્રવાહી દૂધમાં પ્રોટીનને મજબૂત બનાવવાની પદ્ધતિ તરીકે પ્રવાહી દૂધમાં પ્રોટીનની ટકાવારી વધારવા માટે અલ્ટ્રાફિલ્ટરેશનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આનાથી દૂધના પ્રોટીનના સ્વાદ અને મોંને અનુભૂતિના ગુણો કુદરતી રીતે પ્રાપ્ત કરી શકાય છે કારણ કે બિન-ચરબીયુક્ત શુષ્ક દૂધ ઉમેરવામાં આવે છે જે ઘણીવાર પ્રવાહી દૂધમાં રાંધેલ સ્વાદ તેમજ NFDM માં વધારાના લેક્ટોઝથી વધેલી મીઠાશ છોડી દે છે. પરિણામી બિન-ચરબી અથવા ઓછી ચરબીવાળી જાતો ઉચ્ચ ચરબી વિના સંપૂર્ણ દૂધ ઉત્પાદનનો સ્વાદ અને મોં અનુભવે છે.

milk processing

ફિગ 1.3 દૂધની સાંદ્રતાની અલ્ટ્રાફિલ્ટરેશન પ્રક્રિયા

ડી. આઈસ્ક્રીમ પ્રોસેસિંગ

આઇસક્રીમ ઉદ્યોગમાં , મિશ્રણની આગળ દૂધનું અલ્ટ્રાફિલ્ટરેશન મુખ્યત્વે લેક્ટોઝ સામગ્રીને બદલવા માટે વપરાય છે. આઇસક્રીમના પ્રોટીનના સ્તરમાં વધારો કરવાથી પાણીની વધુ ગતિશીલતા થાય છે, જો કે ચરબી વગરના શુષ્ક દૂધના ઘન પદાર્થોને ઉમેરવાથી એકંદર લેક્ટોઝનું પ્રમાણ વધે છે જે ઠંડું દરમિયાન સ્ફટિકના નિર્માણથી રેતાળતામાં ફાળો આપે છે. અલ્ટ્રાફિલ્ટરેશન દૂધના કેટલાક ખનિજો સાથે લેક્ટોઝને દૂર કરે છે. અલ્ટ્રાફિલ્ટરેશનનો ઉપયોગ કરીને તમે વધેલી લેક્ટોઝ સાંદ્રતાની આડ અસર વિના પ્રોટીન વધારી શકો છો અને ફ્રીઝ થૉ ચક્રમાં ઓછી ગરમીના આંચકાને કારણે લાંબી શેલ્ફ લાઇફ પ્રાપ્ત કરી શકો છો.

દૂધમાં જોવા મળતા લેક્ટોઝના 96% સુધી દૂર કરવા માટે ડાયફિલ્ટરેશન (પાણીના ઉમેરા) સાથે અલ્ટ્રાફિલ્ટરેશનનો ઉપયોગ કરીને લેક્ટોઝ-મુક્ત, ખાંડ-મુક્ત અથવા ઓછા કાર્બોહાઇડ્રેટ આઈસ્ક્રીમનું ઉત્પાદન પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. અંતિમ આઈસ્ક્રીમ ઉત્પાદન અંતિમ ઉત્પાદનમાં સેવા આપતા દીઠ એક ગ્રામ કરતા ઓછા કાર્બોહાઇડ્રેટની શ્રેણીમાં હોઈ શકે છે. ખાંડના વિકલ્પનો ઉમેરો મીઠા દાંતના ઉપભોક્તાને સંતોષશે અને સફળ એટકિન્સ અને સુગર બસ્ટર આહાર દ્વારા સંચાલિત વધતા "કાર્બોહાઈડ્રેટ" ડાયેટર્સ માર્કેટમાં આઈસ્ક્રીમની જરૂરિયાતને પૂર્ણ કરશે.

1.2 ખાદ્ય ઉદ્યોગ
a ક્રૂડ પામ ઓઈલ (CPO) સાંદ્રતા 
અલ્ટ્રાફિલ્ટરેશન (યુએફ) એ એક પટલ તકનીક છે જે ક્રૂડ પામ ઓઇલ (સીપીઓ) ડિગમિંગ માટે લાગુ કરવામાં આવી છે. તેને પરંપરાગત CPO ડિગમિંગ ટેક્નોલોજી માટે વિકલ્પ તરીકે ગણવામાં આવે છે કારણ કે તેની ઉર્જાનો ઓછો વપરાશ, રસાયણો ઉમેરવાની જરૂર નથી અને કુદરતી તેલની લગભગ કોઈ ખોટ નથી.   CPO-isopropanol મિશ્રણના UF નો ઉપયોગ 30% અને 40% ની ક્રૂડ તેલની સાંદ્રતા પર, અમે કરી શકીએ છીએ  જ્યારે ફીડનું તાપમાન 30 °C થી 45 °C હોય ત્યારે 99% થી વધુ ફોસ્ફોલિપિડ્સ અને જ્યારે ફીડનું તાપમાન 40 °C થી 45 °C હોય ત્યારે લગભગ 93% ફોસ્ફોલિપિડ્સને નકારવામાં સક્ષમ.  ઔદ્યોગિક નિયમો એવી અપેક્ષા રાખે છે કે ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા તેલમાં 95% કરતા વધુ તટસ્થ TAGs અને 0.5% અથવા ઓછા FFA હોવા જોઈએ.
પામ ઓઈલ ફળોમાંથી કાઢવામાં આવેલું ક્રૂડ ઓઈલ પામેટીક એસિડ, β-કેરોટીન અને વિટામીન E સાથે કેટલાક અનિચ્છનીય સંયોજનો, જેમ કે ફોસ્ફોલિપિડ્સ, ફ્રી ફેટી એસિડ્સ (FFA), પિગમેન્ટ્સ અને પ્રોટીન 5-6થી સમૃદ્ધ છે. CPO વિશાળ સંખ્યામાં ટ્રિગ્લિસરાઈડ્સ (TAGs) અને 6% ડિગ્લિસરાઈડ્સ (DAGs)થી બનેલું છે જે કુદરતી રીતે FFA7 ધરાવે છે. ઔદ્યોગિક નિયમો એવી અપેક્ષા રાખે છે કે ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા તેલમાં 95% કરતા વધુ તટસ્થ TAGs અને 0.5% અથવા ઓછા FFA હોવા જોઈએ.  ઔદ્યોગિક નિયમો એવી અપેક્ષા રાખે છે કે ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા તેલમાં 95% થી વધુ ન્યુટ્રલ ટ્રાઇગ્લિસરાઈડ (TAGs) અને 0.5% અથવા ઓછા ફ્રી ફેટી એસિડ્સ (FFA) હોવા જોઈએ. CPO ની ઊંચી સાંદ્રતા પર, મોટા કણો કે જે પટલની સપાટી પર એકઠા થાય છે અને પટલના છિદ્રોને અવરોધિત કરે છે તે TAGs હતા.
 
મુ  CPO ની ઓછી સાંદ્રતા, પ્રભાવશાળી ફાઉલિંગ મિકેનિઝમ પ્રમાણભૂત અવરોધ હતું, જે પટલના છિદ્રની અંદર જોડાયેલા નાના કણોનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, અને છિદ્ર સંકોચન (છિદ્રના કદમાં ઘટાડો) નું કારણ બને છે. સંભવતઃ મેમ્બ્રેન છિદ્રોને અવરોધિત કરતું સંયોજન ફેટી એસિડ હતું, કારણ કે ફેટી એસિડ ફોસ્ફોલિપિડ-આઇસોપ્રોપેનોલ માઇસેલ્સ કરતાં નાના હોય છે.  CPO ની ઓછી સાંદ્રતા પર, ફોસ્ફોલિપિડ-આઇસોપ્રોપાનોલ માઇસેલ્સની પૂરતી માત્રામાં રચના કરવામાં આવી હતી, જેમાં છિદ્ર સંકોચન ફોસ્ફોલિપિડ્સને ઉચ્ચ અસ્વીકાર પ્રદાન કરે છે. બીજી બાજુ, નાના અણુઓ, જેમ કે ફેટી એસિડ, પટલના છિદ્રોમાં પ્રવેશી શકે છે. 
crude oil processing

અલ્ટ્રાફિલ્ટરેશન મેમ્બ્રેન

ફિગ 1.4  યુએફ  પટલ  CPO ની સાંદ્રતામાં વપરાય છે

b વનસ્પતિ તેલની પ્રક્રિયા
આ પડકારોને પહોંચી વળવા માટે મેમ્બ્રેન સેપરેશન ટેકનોલોજીને પરંપરાગત વનસ્પતિ તેલ શુદ્ધિકરણમાં બદલી શકાય છે.  SRNF M મેમ્બ્રેનનો ઉપયોગ દ્રાવકની પુનઃપ્રાપ્તિ માટે દ્રાવક બાષ્પીભવન તેમજ નિષ્ક્રિયકરણ તબક્કાના વિકલ્પ તરીકે થઈ શકે છે.  વધુમાં, યોગ્ય સાથે દ્રાવક પ્રતિરોધક અલ્ટ્રાફિલ્ટરેશન પટલ  મોલેક્યુલર વેઇટ કટ-ઓફ (MWCO) નો ઉપયોગ ફોસ્ફોલિપિડ્સને કાર્યક્ષમ રીતે અલગ કરવા અને ક્રૂડ ઓઈલમાંથી કોમર્શિયલ લેસીથિનની પુનઃપ્રાપ્તિ માટે થઈ શકે છે.  
Oil processing flow chart

ફિગ 1.5  યુએફ  પટલ  વનસ્પતિ તેલની પ્રક્રિયામાં વપરાય છે

1.3  ફાર્માસ્યુટિકલ ઉદ્યોગ
અલ્ટ્રા ફિલ્ટરેશન એ એક વિભાજન તકનીક છે કારણ કે બાયોપોલિમર્સ (પ્રોટીન, ન્યુક્લીક એસિડ અને કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ) ના લેબલ સ્ટ્રીમ્સ પર આર્થિક રીતે પ્રક્રિયા કરી શકાય છે, મોટા પાયે પણ, ઊંચા તાપમાન, દ્રાવક વગેરેનો ઉપયોગ કર્યા વિના. નીચા શીયર (દા.ત., હકારાત્મક વિસ્થાપન) પંપ. ઇન્ફ્યુઝન સોલવન્ટ્સ, સીરમ, રસીઓ અને પ્લાઝ્મા એ માત્ર ફાર્માસ્યુટિકલ ઉદ્યોગના કેટલાક ઉત્પાદનો છે જે ગુણવત્તા અને શુદ્ધતા સંબંધિત ઉચ્ચતમ ધોરણોને પૂર્ણ કરવા માટે બનાવવામાં આવે છે.
અલ્ટ્રા ફિલ્ટર એવી સિસ્ટમ્સ ઓફર કરે છે જે અસંખ્ય એપ્લિકેશનો માટે ફાર્માસ્યુટિકલ ઉદ્યોગ અને બાયોટેકનોલોજીની જરૂરિયાતને અનુરૂપ વિકસાવવામાં આવી છે. અંતિમ ઉત્પાદનોની સતત ગુણવત્તા સુનિશ્ચિત કરવા માટે સમગ્ર ઉત્પાદન પ્રક્રિયા કોઈપણ દૂષણથી મુક્ત હોવી જોઈએ. અલ્ટ્રાફિલ્ટર મેમ્બ્રેન ફિલ્ટર્સ દ્વારા ધ્યેય વિશ્વસનીય, સલામત અને ખર્ચ કાર્યક્ષમ રીતે પ્રાપ્ત થાય છે. નીચેના પ્રકારના અલ્ટ્રા ફિલ્ટરેશન મેમ્બ્રેનનો ઉપયોગ આગવી રીતે થાય છે. આ "ફેઝ ઇન્વર્ઝન" પદ્ધતિઓ દ્વારા સિન્થેટીક પોલિમરમાંથી બનેલી અસમપ્રમાણ ત્વચાવાળી પટલ છે. અકાર્બનિક પટલ, અકાર્બનિક છિદ્રાળુ આધાર અને અકાર્બનિક કોલોઇડ્સનો ઉપયોગ કરે છે, જેમ કે ZrC*2 અથવા યોગ્ય બાઈન્ડર સાથે એલ્યુમિના.
અલ્ટ્રા ફિલ્ટરેશન ઝડપથી વિકસતા બાયોટેકનોલોજી ઉદ્યોગ માટે એક શક્તિશાળી વિભાજન સાધન બની રહ્યું છે. ઉદાહરણો સેલ હાર્વેસ્ટિંગ, ઇન્જેક્ટેબલ દવાઓનું ડિપાયરોજનેશન અને એન્ઝાઇમ શુદ્ધિકરણ છે. અલ્ટ્રા ફિલ્ટરેશન પણ  બેક્ટેરિયાની લણણી માટે સેન્ટ્રીફ્યુગેશન પર કેટલાક મહત્વપૂર્ણ ફાયદા આપે છે. આ ફાયદા એવા છે કે અલ્ટ્રા ફિલ્ટરેશન મેમ્બ્રેનનું અસમપ્રમાણ પાત્ર તેમને સૂક્ષ્મ છિદ્રાળુ ફિલ્ટર્સ કરતાં કોષો અને કાટમાળ દ્વારા ભરાઈ જવા માટે ઓછું જોખમ આપે છે. પ્લાઝમા પ્રોડક્ટ પ્રોસેસિંગ એ અલ્ટ્રા ફિલ્ટરેશનની બીજી આશાસ્પદ એપ્લિકેશન છે. જ્યારે કોહન પ્રક્રિયા અથવા કેટલીક નવી પદ્ધતિઓ દ્વારા માનવ પ્લાઝ્માનું વિભાજન થાય છે, ત્યારે મહત્વપૂર્ણ પ્રોટીન અપૂર્ણાંકો (આલ્બ્યુમિન અને ગ્લોબ્યુલિન) ની સાંદ્રતા અથવા આ અપૂર્ણાંકમાંથી આલ્કોહોલ અને મીઠું દૂર કરવાની જરૂરિયાત ઊભી થાય છે. આ અલ્ટ્રાફિલ્ટરેશન દ્વારા સરળતાથી પરિપૂર્ણ કરી શકાય છે.
bottom of page