Peyniraltı Suyunun Fraksiyonlarına Ayrılmasında Bütünleşik Membran İşlemlerinin Uygulanabilirliği

Abstract

Peyniraltı suyu süt teknolojisinin önemli bir yan ürünüdür. Peynir üretim endüstrilerinin yan ürünü olan peyniraltı suyu, BOİ (Biyolojik Oksijen İhtiyacı) ve KOİ (Kimyasal Oksijen İhtiyacı) değerlerinin yüksek olması nedeniyle çevre kirleticisi olarak düşünülmektedir. Peyniraltı suyunun yüksek organik yükü, artık süt besinlerinin varlığından kaynaklanmaktadır. Sütten türetilen ürünlere olan talebin artması, ciddi bir atık yönetimi sorunu olan peyniraltı suyu üretiminde artışına neden olmuştur. Bu sorunun üstesinden gelmek için, çeşitli teknolojik yaklaşımlar uygulanarak peyniraltı suyu katma değeri yüksek ürünlere dönüştürülmektedir. Peyniraltı suyunun işlenmesi için membran teknolojisi kullanılarak, peyniraltı suyunun demineralize edilmesi, konsantre hale getirilmesi ve peyniraltı suyunun verimli bir şekilde fraksiyonlarına ayrılması ve böylelikle atık yan ürünün değerli ürünler haline getirilmesi mümkün olabilmektedir. Bu çalışmada, peyniraltı suyunun fraksiyonlanmasında ultrafiltrasyon (UF), nanofiltrasyon (NF) ve ters osmoza (TO) dayalı bütünleşik membran işleminin uygulanabilirliği araştırılmıştır. Deneysel çalışmalar, laboratuvar ölçekli bir membran test sistemi (SEPA CF II GE-Osmonics) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Konsantre ve süzüntü örneklerinin pH, sıcaklık, tuzluluk, iletkenlik ve toplam çözünmüş katı (TÇK) değerleri, Hach Lange-HQD çoklu ölçüm cihazı ile ölçülmüştür. Örneklerin protein içeriği, Kjeldahl-N ölçümü ile, laktoz derişimi ise HPLC yöntemi kullanılarak tayin edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, UF membranının süzüntüsü NF-90 membranından geçirildiğinde iletkenlik, TÇK ve tuzluluk giderimi %90'lara kadar ulaşırken, NF-270 membranında %40'larda giderim sağlanmıştır. Bütünleşik UF-NF-90 ve UF-NF-270 çalışmalarında, proteinin zenginleşme oranı %26-28, protein giderimi ise %69-74 civarındayken, laktozun zenginleşme oranı sırasıyla %28 ve %11, laktoz giderimi ise sırasıyla %99 ve %97 düzeyinde olmuştur. Son aşamada, NF-270 konsantre bileşeni, BW30-RO membranı ile muamele edildiğinde laktozun zenginleşme oranı %11'lerden %19-20 düzeyine, laktoz giderimi ise %99 düzeyine kadar ulaşmıştır. Bu da bize bütünleşik bir biçimde ardışık olarak kullanılan membran işlemlerinin peyniraltı suyunun fraksiyonlarına ayrılmasında daha etkin sonuçlar verdiğini göstermektedir.

Süt Endüstrisi Atık Sularının Arıtılmasında Aktif Çamur Prosesinin Kullanımı

“…Peyniraltı suyu protein, yağ, laktoz, mineraller ve tuzlar yönünden zengin bileşime sahip olduğu için kanalizasyona direkt deşarj edilmesi ciddi çevresel sorunlara yol açmaktadır. Peyniraltı suyunun çeşitli yöntemlerle değerlendirilerek ekonomiye katkısı olan ve çevre açısından daha güvenli bir endüstriyel atık formuna dönüştürülmesi mümkündür [18]. Yüksek miktarlarda yağ ve gres ile işletme atık sularında süreklilik arz eden peynir ve tereyağı üretiminin son ürünleri olan peyniraltı suyu ve yayıkaltı, arıtma sürecinde oldukça yavaş parçalanmaktadır [3,19].…”

“…Sistem ilk defa 1913-1914 yıllarında Ardern ve Lockett'in çalışmaları sonucunda Manchester'da keşfedilmiştir [13]. Organik ve inorganik maddeleri içeren atık su ile canlı ve ölü mikroorganizmaların karışımı aktif çamur olarak bilinmektedir [13,18].…”

“…Aktif çamur olarak adlandırılan çöktürülen biyokütlenin bir kısmı havalandırma tankına geri gönderilirken kalan fazla çamur atık olarak uzaklaştırılır [34]. Bu biyolojik arıtma yönteminde organik materyalin bir kısmı yeni hücre sentezinde kullanılırken bir kısmı da serbest enerjiye dönüşür [13,18,32,34] CO2, H2O, NO3 ve SO4 gibi daha stabil son ürünler oluşur [29]. Aktif çamur prosesinin basit bir gösterimi Şekil 1'de verilmiştir [22].…”