عنوان پایان‌نامه
تاثیر سانتریفوژ کردن بر کارایی شفاف سازی غشایی آب انار و عصاره چغندر قرمز
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی-مکانیک ماشینهای کشاورزی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 64511;کتابخانه پردیس ابوریحان شماره ثبت: 782
- تاریخ دفاع
- ۲۹ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- بهمن یوسف نژاد
- استاد راهنما
- حسین میرسعیدقاضی
- چکیده
- انار و چغندر قرمز خواص تغذیه ای و سلامتی مفیدی دارند. آب انار و آب چغندر قرمز هر دو دارای ظاهری کدر هستند که نگهداری و تغلیظ آن‌ها را با مشکل مواجه کرده است. شفاف سازی آبمیوه‌ها یکی از روش‌های پیش تغلیظ است که از چسبیدن ذرات درشت به دیواره‌ی اواپراتور در حین فرآیند تغلیظ جلوگیری کرده و بنابراین بو و طعم نامطلوب در کنسانتره پخش نمی‌شود. برای جلوگیری از کاهش کیفیت کنسانتره مواد کدورت زا بایستی از آبمیوه حذف شوند. معمولا"در صنعت این عمل را با افزودن آنزیم و مواد کمکی انجام می‌دهند که این فرآیند نیازمند آنزیم‌های گران قیمت و مدت زمان قابل توجهی می‌باشد. امروزه استفاده از فرآیندهای غشایی ریزپالایش و فراپالایش به جهت انرژی مصرفی نسبتا" کم و هزینه سرمایه گذاری پایین مورد توجه قرار گرفته است. یکی از مسایلی که باعث محدودیت استفاده از فرآیندهای مختلف غشایی گردیده، وقوع پدیده گرفتگی است که به دلیل رسوب مولکول‌ها و ذرات درشت در منافذ غشاء اتفاق می‌افتد. از جمله کارهایی که برای کاهش این پدیده صورت گرفته است، استفاده از پیش فرآیندهای مختلف از جمله سانتریفیوژ است که باعث جداسازی ذرات درشت از آبمیوه می‌شود، بدین منظور آبمیوه در سرعت و زمان های معین سانتریفیوژ می‌گردد. در این مطالعه به منظور شفاف سازی، دو آبمیوه مذکور در دو سرعت rpm 2000 و rpm 4000 به مدت پنج و 10 دقیقه سانتریفیوژ گردید و تاءثیر سانتریفیوژ بر خواص فیزیکو شیمیایی بررسی شد. آبمیوه سانتریفیوژ شده با غشاء میکس سلولز استر با اندازه منفذ 22/0 میکرومتر در فشار 5/0 بار تحت عمل ریزپالایش قرار گرفت و به لحاظ شار تراوه، مقاومت گرفتگی غشاء، مکانیسم‌های گرفتگی کلی و زمان پیدایش هر یک از مکانیسم‌های بلوکه شدن مقایسه شدند. نتایج نشان داد که آب انار سانتریفیوژ شده در دورrpm 2000 به مدت 10 دقیقه و آب چغندر قرمز سانتریفیوژ شده در دور rpm 4000 به مدت پنج دقیقه دارای راندمان شفاف سازی غشایی بالاتری در بین سایر تیمارها بودند. مطالعه‌ی خواص فیزیکوشیمیایی دو آبمیوه مذکور نشان داد که دلیل اختلاف در مقادیر شار تراوه، تغییرات در مقادیر برخی خواص نظیر مواد فنولی کل و اندازه ذرات موجود در آبمیوه بوده است. در حین سانتریفیوژ برخی خواص آب انار نظیر pH، اسیدیته، کدورت، محتوی مواد جامد محلول و مواد فنولی کل کاهش و میزان فعالیت آنتی اکسیدانی و محتوی آنتوسیانین کل بدون تغییر ماند. همچنین در مورد آب چغندر قرمز خواصی مانند pH، محتوی مواد جامد محلول، محتوی بتاسیانین و بتاگزانتین و فعالیت آنتی اکسیدانی کاهش یافت. نتایج مربوط به ریزپالایش آب انار نشان داد که در سرعت ثابت، افزایش زمان سانتریفیوژ باعث افزایش مقدار مقاومت کل می‌شود. همچنین نتایج مربوط به ریزپالایش آب چغندر قرمز نشان داد که در زمان ثابت، افزایش سرعت سانتریفیوژ باعث کاهش مقادیر مقاومت کل، گرفتگی غیر قابل برگشت و گرفتگی قابل برگشت می‌شود . کلمات کلیدی: سانتریفیوژ، فرآیندهای غشایی، پیش فرآیند، ریزپالایش، گرفتگی، آب انار، آب چغندر قرمز
- Abstract
- Pomegranates and red beet have nutritional and health benefits. The juices of these products have turbid appearance that causes it is difficulties in their maintenance and concentration. Clarification of juices is a preconcentration method that prevents from sticking large particles to the walls of the evaporator during concentration process and thus avoids broadcasting of undesirable odor and flavor throughout concentration. To prevent reduction of the juice quality the turbidity-causing materials must be removed from concentrate. Usually in industry this removal is performed by adding enzymes and auxiliaries materials that this process requires considerable time and expensive enzymes. To resolve this problem microfiltration and ultrafiltration are taken into consideration membrane processes for beacause low energy consumption and investment costs. One of the limitations to use of membrane processes is fouling phenomenon that occurs due to the deposition of molecules and larger particles in the pores of the membrane. Among the previous researches to reduce this phenomenon, the use of the various pretreatment such as centrifugation have been done that Causes separation of large particles from the juice، For this purpose the juices were centrifuged at different speeds and duration time. In this study, the pomegranate juice and red beet extract centrifuged at rotational speeds of 2000 and 4000 rpm for five and 10 minutes centrifuged and then effect centrifugtion on physicochemical properties were studied. Microfiltration of centrifuged juice was carried out with mixed cellulose ester membrane with a pore size of 0.22 ?m at transmission pressure of 0.5 bar. The result were compared in terms of permeate flux, resistance fouling membrane، mechanisms of the overall fouling and blocking mechanisms. The results showed that efficiency of the membrane clarification was higher for pomegranate juice centrifuged at 2000 rpm for 10 minutes and red beet extract centrifuged at 4000 rpm for five minutes among all treatments. Evaluation of physicochemical properties of the juices showed that differences in the amounts permeate flux is due to the changes in the values some physicochemical properties such as polyphenols content and particle size in juice. During centrifugation of pomegranate juice some physicochemical properties such as pH, acidity, turbidity, total soluble solids content and total phenolic content decreased while no changes were observed for antioxidant activity and total anthocyanin. Also for red beet extract, some properties such as pH, total soluble solids content, betaxanthins and betacyanin content and antioxidant activity were decreased. The effect of operating parameters of centrifuge on the values of resistance microfiltration of pomagranate juice was studied and the results showed that the amount of the resistance total increased with time at constant rotational speed. Also the results of microfiltration of red beet extract showed that the amount of the total resistance, inreversible fouling resistance and reversible resistance fouling decreased with rotational speed at constant time duration. Keywords: centrifugation, membrane processes, microfiltration, fouling, pomegranate juice, red beet extract
