Aronya suyunun polietersülfon (PES) ultrafiltrasyon membranları ile berraklaştırılması ve membran kirlenme mekanizmalarının incelenmesi

Aronya meyvesi zengin antosiyanin içeriğine sahip meyvelerden biri olarak bilinmektedir. Aronyada bulunan biyoaktif bileşenlerin insan sağlığına çeşitli olumlu etkileri bulunmaktadır. Meyvenin acımsı buruk bir tada sahip olması, taze olarak tüketimini zorlaştırmakta ve çeşitli alternatif üretim tekniklerine gerek duyulmaktadır. Bu çalışma berrak aronya suyu elde etmek amacıyla gerçekleştirilmiş olup, ultrafiltrasyon membran tekniğinin kullanılması ile de üretim sürecinin daha verimli hale getirilebilmesi hedeflenmiştir. Çalışma kapsamında farklı polimerik yapı ve gözenek boyutlarına sahip ticari iki farklı ultrafiltrasyon membranlarının aronya suyunu berraklaştırılmasındaki akı profilleri ve kirlenme mekanizmaları incelenmiştir. Sistemin performansı akı profili bazında 150 kDa PES ve 50 kDa PESH UF membranları için farklı çalışma parametrelerinde değerlendirilmiş, maksimum kritik permeat akısı ve minimum kirlenme verileri göz önünde bulundurularak optimum çalışma koşulları belirlenmiştir. Toplam geri döngü modunda gerçekleştirilen çalışmalarda 50 kDa PESH membranında akı düşüşü daha az oranda gerçekleşerek kritik akı değerine daha hızlı ulaşılmıştır. Kesikli modda ise 600 ml/dk akış hızı, 3 bar TMP koşullarında PES ve PESH membranları kullanılarak UF işlemi gerçekleştirilmiştir. Membran temizleme prosedürlerinde hidrolik geçirgenlik verileri incelendiğinde hidrofilik yapısından dolayı 50 kDa PESH membranın daha az kirlendiği görülmüştür. Çalışma sırasında kaydedilen kirlenme verileri, Seri Direnç ve Field modelleri kullanılarak yorumlanmıştır. Seri direnç modelinde 50 kDa membranında toplam direnç daha yüksek ve kirlenme direnci daha düşük sonuç vermiş, Field modelinde ise aynı membranda geri dönüştürülebilir bir kirlenme olan kek tabakası oluşumu baskın mekanizma olarak belirlenmiştir. Daha sonra elde edilen permeat ve retentat örneklerine genel kalite analizleri uygulanmış, sonuçlar ön işlem görmüş kontrol örneği ile karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Kalite kontrol analizlerinin tümünde 150 kDa membranına kıyasla 50 kDa membranda daha yüksek ve kontrol örneğine daha yakın değerler elde edilmiştir. Yapılan tüm çalışmaların sonucunda hidrofilik yapıdaki 50 kDa PESH membranı ile kirlenme davranışı ve nihai ürün kalitesi açısından daha verimli sonuçlar elde edilmiştir.