Pretreatment of cheese whey effluent using a microfiltration process: a statistical design approach

Peyniraltı suyunun mikrofiltrasyon prosesiyle ön arıtımı: istatiksel tasarım yaklaşımı

Özet

Bu çalışmada, süt endüstrisinden alınan peyniraltı suyunun, çitosanın koagülant olarak kullanılmasıyla ve katı/sıvı ayrımının yapıldığı mikrofiltrasyon prosesiyle ön arıtımı incelenmiştir. Çitosan konsantrasyonu, membran basıncı, işletme zamanı gibi önemli proses değişkenlerinin akı ve KOI giderme verimi üzerine etkileri araştırılmıştır. En az deney ile en uygun sonucu bulmak için Box-Wilson deneysel tasarımı kullanılmıştır. Tepki fonksiyon katsayıları deneysel verilerin regresyon analizleri ile belirlenmiş deneysel sonuçlar ile uyum içinde olduğu tespit edilmiştir. 23,0 L/m2.sa’lik maksimum akı değeri için optimum çitosan konsantrasyonu 5 mg/L ve optimum basınç 2 bar olarak bulunmuştur. Diğer taraftan, maksimum KOİ giderme verimi (%68,1) 15 mg/L çitosan konsantrasyonu ve 1 bar basınçta elde edilmiştir.

Abstract

Pretreatment of cheese whey effluent from the dairy industry using chitosan as a coagulant and a microfiltration process such as a solid/liquid separator was investigated in this study. The optimization of major process variables, such as chitosan concentration, transmembrane pressure, and operation time on permeate flux and COD removal efficiency was investigated. To find the most appropriate result for the experiment, The Box–Wilson experimental design was employed. Response function coefficients were determined by regression analysis of experimental data and predictions were found to be in good agreement with the experimental results. The optimal concentration of chitosan and transmembrane pressure was 5 mg/L and 2 bar pressure for maximum permeate flux with a 23.0 L/m2.h flux value, respectively. On the other hand, the maximum COD removal efficiency (68.1%) was achieved at 15 mg/L chitosan concentration and 1 bar pressure.