عنوان پایان‌نامه
بررسی اثر میدان مغناطیسی بر راندمان فرآیند شفاف¬سازی غشایی آب انار
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک بیوسیستم
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس ابوریحان شماره ثبت: 843;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 70047
- تاریخ دفاع
- ۲۸ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- ساسان زروک
- استاد راهنما
- حسین میرسعیدقاضی
- چکیده
- چکیده: شفاف سازی آب¬میوه‌ها یکی از پیش فرآیند¬های تغلیظ آن می‌باشد. این فرآیند به منظور جلوگیری از افت کیفیت رنگ و طعم آب¬میوه انجام می‌شود، در غیر این صورت ذرات درشت درون آن در حین تغلیظ به جداره اواپراتورها می‌چسبند و باعث سوختن و ایجاد طعم¬های نامطلوب در محصول نهایی می‌شود. با توجه به گران قیمت و زمان بر بودن روش¬های سنتی ، امروزه تحقیقات به سمت استفاده از فرآیندهای غشایی به عنوان روشی با نیاز سرمایه اولیه پایین و انرژی مصرفی نسبتا کم، پیش رفته است. با وجود تمام مزایای فرآیندهای غشایی، یکی از بزرگترین مشکلات آن بروز پدیده گرفتگی در غشاهای مصرفی توسط ترکیبات موجود در آب¬میوه‌ها می‌باشد. بروز پدیده گرفتگی و در پی آن توقف خط تولید و جابجایی غشا، به منظور از بین بردن گرفتگی، سبب تخریب غشاها و دستگاه‌ها توسط شویند¬ه‌های شیمیایی، تهدید سلامت مصرف کنندگان، آسیب‌های زیست محیطی و کاهش بهره‌وری می‌گردد. ترکیب سامانه تولید میدان مغناطیسی و شفاف سازی غشایی منجر به کاهش مشکلات فوق خواهد شد. در این مطالعه، غشا میکس سلولز استر با اندازه‌ی منفذ22/0 میکرومتر، درون مدول صفحه-ای قرار داده شده و به شکل سامانه ریز پالایش استفاده شد. سپس میدان مغناطیسی در قالب سه جهت میدان از تغذیه به تراوه، از تراوه به تغذیه و به صورت افقی اعمال شد. در آزمایش‌های جداگانه و در دبی‌های حجمی 5، 10، 15 و 20 میلی لیتر بر ثانیه اثر دبی حجمی بر کارایی استفاده همزمان میدان مغناطیسی و فرآیند ریزپالایش بررسی شد. همچنین در شدت میدان مغناطیسی 100، 300 و 500 میلی تسلا نیز فرآیند شفاف سازی انجام شد و اثر شدت میدان مغناطیسی بر میزان شار تراوه، مکانیسم‌های گرفتگی کلی، مکانیسم بلوکه شدن، مقاومت گرفتگی غشا، شاخص گرفتگی و همچنین خواص فیزیکوشیمیایی آب انار بررسی شد. طبق نتایج بدست آمده، جهت اعمال میدان مغناطیسی از تغذیه به تراوه بهترین حالت اعمال میدان بوده است. همچنین راندمان فرآیند شفاف سازی در حضور میدان مغناطیسی در دبی 10 میلی لیتر بر ثانیه و شدت میدان مغناطیسی 500 میلی تسلا بیشترین مقدار را داشته است. به طوری که با افزایش شدت میدان مغناطیسی و کاهش دبی، افزایش شار و فاکتور غلظت حجمی بیشتر بوده و گرفتگی کل کاهش چشمگیری داشته است. همچنین نتایج بدست آمده نشان داد که ترکیبات فنلی با حضور میدان مغناطیسی کاهش معنی داری نداشته است. اسیدیته کاهش داشته است. در شفاف سازی در حضور میدان مغناطیسی میزان مواد جامد به اندازه شفاف سازی بدون اعمال میدان مغناطیسی کاهش یافته اما کدورت را خیلی کمتر از آزمون شاهد کاهش داده است. همچنین در شفاف سازی با اعمال میدان مغناطیسی مقدار آنتوسیانین منومری کل نه تنها کاهش نداشته است بلکه به طور معنی داری افزایش یافته است. این افزایش در مقدار آنتوسیانین کل باعث افزایش در میزان فعالیت آنتی اکسیدانی پس از انجام میکروفیتراسیون آب انار با اعمال میدان مغناطیسی شد. واژه‌های کلیدی: آب انار، ریزپالایش، شفاف سازی،گرفتگی غشا، میدان مغناطیسی
- Abstract
- Clarification of fruit juice is one of the most important pretreatments before its concentration. This process can prevent quality lost, color and off flavor of fruit juices which were produced by sticking large particles to the walls of evaporators. Nowadays, membrane processing can be used to clarify fruit juice due to existence of the expensive and time-consuming traditional methods. Membrane fouling is a problem preventing process industrialization which reduces process performance. Combination of magnetic field and membrane clarification was used to decrease the problem. In current study, microfiltration with mixed callouses ester membrane with pore size of 0.22 micrometer which was coupled with magnetic field was used to clarify pomegranate juice. Three different directions of magnetic field namely, permeate to feed; feed to permeate and horizontal were used. Effect of feed flow rate on the efficiency of microfiltration process was studied in feed flow rates of 5, 10, 15 and 20 ml/s. Also, microfiltration was performed in different magnetic fields intensities (100, 300 and 500 mT). The effect of magnetic field on the permeate flux, fouling mechanism, membrane fouling resistance, and juice physicochemical properties was studied. Results showed that feed to permeate is the best direction for magnetic field. Also, clarification efficiency in the presence of magnetic field was increased with increasing the intensity of magnetic field and was decreased with increasing the feed flow rate. Evaluation of the physicochemical properties of pomegranate juice showed that total phenolic components and total acidity didn’t change in presence of magnetic field; however, soluble solid content and turbidity decreased. Also, monomeric anthocyanin content was increased in clarification with magnetic field causing antioxidant activity increasing.
