• صفحه اصلی
  • امکان سنجی صمغ گیری و خنثی سازی روغن خام ذرت با استفاده از غشای پلی وینیلیدین فلوئوراید

اشتراک گذاری

آدرس مقاله


کد مقاله : 140301271107041 بازدید : 25 صفحه: -

نوع مقاله: پژوهشی

امکان سنجی صمغ گیری و خنثی سازی روغن خام ذرت با استفاده از غشای پلی وینیلیدین فلوئوراید

محورهای موضوعی : تکنولوژی روغن

مریم رشیدیان 1 , مریم قراچورلو 2 , منوچهر بهمئی 3 , مهرداد قوامی 4 , حسین میرسعید قاضی 5

1 - گروه علوم و صنایع غذایی- واحد علوم و تحقیقات- دانشگاه آزاد اسلامی- تهران- ایران
2 - گروه علوم و صنایع غذایی- واحد علوم و تحقیقات- دانشگاه آزاد اسلامی- تهران- ایران
3 - گروه شیمی-دانشکده شیمی- واحد تهران شمال- دانشگاه آزاد اسلامی- تهران- ایران
4 - دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران
5 - پاکدشت- پردیس ابوریحان دانشگاه تهران - گروه فناوری صنایع غذایی

تاریخ دریافت : 1403/01/27 تاریخ پذیرش : 1403/06/09 تاریخ انتشار : 1403/10/08

کلید واژه: اسیدیته, تراوه, تصفیه, روغن ذرت, غشاء,

چکیده مقاله :

مقدمه: روش های مرسوم روغن کشی از دانه های روغنی در سراسر جهان، منجر به مصرف بالای انرژی، بازیابی حلال، مصرف زیاد آب و مواد شیمیایی می گردد و علاوه بر کاهش کیفیت روغن استحصال شده، هزینه فرایند را نیز بالا می برد. در این پژوهش استفاده از غشای پلی وینیلیدین فلوئوراید در فرایندهای صمغ زدایی و خنثی سازی روغن خام ذرت حین تصفیه مورد ارزیابی قرار گرفت. مواد و روش ها: میسلای روغن خام ذرت با استفاده از حلال هگزان به نسبت های20:80 و 30:70 تهیه و تحت شرایط مختلف عملیاتی از درون غشا عبور داده شد. متغیر های این تحقیق: اختلاف فشار در سطوح 2، 3 و 4 بار، دما در 40،30 و 50 درجه سانتیگراد و سرعت جریان در سطوح 5/0 و 1 متر بر ثانیه بود. تیمارها در 3 تکرار انجام شد. پارامترهای کارایی فرآیند غشای دو مرحله ای، شامل شار جریان تراوه و گرفتگی غشایی بررسی شدند. یافته ها: نتایج نشان داد برای هر دو میسلا، با گذشت زمان، شار تراوه به تدریج کاهش یافته و به حالت پایا رسید. بررسی اثر توام دما و فشار بر میزان شار تراوه در مرحله خنثی سازی نیز نشان داد که در میسلای با نسبت 20:80، بیشترین شار مربوط به دمای 0 C 50، فشار bar 2 و سرعت جریان m/s 0/1 می باشد. اثر توام دما و فشار بر میزان شار تراوه در مرحله خنثی سازی در میسلای با نسبت 30:70 نیز نشان داد که بیشترین شار مربوط به دمای 0 C 40، فشار bar 2 و سرعت جریان m/s 0/1 می باشد. نتیجه گیری: نتایج آزمون های فیزیکوشیمیایی نشان داد روش تصفیه غشایی قادر است به خوبی روش تصفیه کلاسیک، ناخالصی-های روغن ذرت مانند فسفولیپیدها، اسیدهای چرب آزاد، اندیس پراکسید و رنگ را کاهش دهد که این امر، مزایایی همچون کارایی بالاتر، مصرف انرژی و مواد شیمیایی کمتر و حفاظت بیشتر از محیط زیست را در پی دارد.

چکیده انگلیسی:

Introduction: Conventional methods of extracting oil from oilseeds all over the world lead to high energy consumption, solvent recovery, high consumption of water and chemicals, etc., which in addition to reducing the quality of the extracted oil, also increases the cost of the process. Therefore current research, has evaluated the efficiency of the microfiltration system made of polyvinylidene fluoride membrane in degumming and neutralization of crude corn oil. Materials and Methods: Crude corn oil miscellas were prepared using hexane solvent with 20:80 and 30:70 ratios and passed through the membrane under different operating conditions. The variables include three levels of pressure (2, 3 and 4 bar), three levels of temperature (30, 40, and 50 degrees of centigrade) and two levels of flow rate: (0.5 and 1.0 m/s). All treatments were done in 3 replicates. Then, the performance parameters of the two-stage membrane process (MF), including permeate flux, membrane resistances, and fouling were investigated. Results: The results showed that for both micella, the flux gradually decreased with the passage of time and reached to a stable state. Surveying the simultaneous effect of temperature, pressure and flow rate through the neutralization process for 20:80 micella, revealed that the highest flux corresponds to 50 0C, 2 bar, 1.0 m/s. The simultaneous effect of temperature, pressure and flow rate through the neutralization process for 30:70 micella, also revealed that the highest flux corresponds to 40 0C, 3 bar, and 1.0 m/s. Conclusion: The results of the physicochemical tests showed that the membrane refining method is able to reduce corn oil impurities such as phospholipids, free fatty acids, peroxide value and color as well as the classical refining method, which possesses advantages such as higher efficiency, lower energy and chemical consumption and more protection of the environment.

منابع و مأخذ:

Abdellah, M. H., Liu, L., Scholes, C. A., Freeman, B. D., & Kentish, S. E. (2019). Organic solvent nanofiltration of binary vegetable oil/terpene mixtures: Experiments and modelling. Journal of Membrane Science, 573, 694–703. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2018.12.026.
Aghaei A, Mirsaeedghazi H, Ramezan Y. (2017). Simulation of the Effect of Centrifugation on Membrane Efficiency by Using Computational Fluid Dynamics During the Clarification of Pomegranate Juice. Nutr Food Sci Res; 4 (4) :25-30. http://dx.doi.org/10.29252/nfsr.4.4.4. [In Persian].
Akdemir, E. O., & Ozer, A. 2008. Application of a statistical technique for olive oil mill wastewater treatment using ultrafiltration process. Separation and Purification Technology 62: 222-227. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2008.01.006.
Alicieo, T.V.R., Mendes, E.S., Pereira, N.C., Lima, O.C.M. (2002). Membrane ultrafiltration of crude soybean oil. Desalination, 148 (1-3): 99-102. https://doi.org/10.1016/S0011-9164(02)00660-4.
Almeida, R.L., Ravagnani, M., Modenes, A.N. (2010). Soybean oil extraction in belt extractors with miscella recirculation, Chem. Eng. Process. Process Intensif. 49: 996–1005. https://doi.org/10.1016/j.cep.2010.07.002.
Anonymous (1999). Measurement of the color of vegetable and animal oils. Method of test. Iran national standard, No. 5110, 1st ed.
Anonymous (2009). Official Methods and Recommended Practices of the American Oil Chemist’s Society, fifth ed. AOCS Press, Illinois.
Anonymous (2021). Vegetable and animal oils and fats - measurement of acid number and acidity. Method of test, Iran national standard, No. 4178, 2nd ed.
Anonymous (2017). Vegetable and animal oils and fats - measurement of peroxide amount by iodometric method - determination of end point by visual method. Method of test. Iran national standard, No. 4179, 2nd ed.
Aryanti, N., Wardhani, D.H., Nafiunisa A. (2018). Ultrafiltration membrane for degumming of crude palm oil-isopropanol mixture Chem. Biochem. Eng. Q., 32 (3), pp. 325-334. https://doi.org/10.15255/CABEQ.2017.1244.
Basso, R. C., Gonçalves, L. A. G., Grimaldi and R., Viotto, L. A. (2009). Degumming and production of soy lecithin, and the cleaning of a ceramic membrane used in the ultrafiltration and diafiltration of crude soybean oil. J. Membr. Sci., 330, 127-134. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2008.12.052.
Ceriani, R., Meirelles, A.J.A. (2007). Formation of Trans PUFA during deodorization of canola oil: a study through computational simulation, Chem. Eng. Process. Process Intensif. 46: 375–385. https://doi.org/10.1016/j.cep.2006.05.023.
Dallaev R., Pisarenko, T., Sobola, D., Orudzhev, Farid., Ramazanov, S., and Trčka, T. (2022). Brief Review of PVDF Properties and Applications Potential. Polymers (Basel), 14(22): 4793. doi: 10.3390/polym14224793. PMID: 36432920; PMCID: PMC9698228.
Doshi, K., Trivedi, Y., Ray, PP., Singh, S. (2019). Degumming of crude vegetable oil by membrane separation: probing structure-performance and stability of PVDF membranes, Sep. Sci. Technol. 54: 360–369. https://doi.org/10.1080/01496395.2018.1488867 .
Dupont J., White, P.J., Carpenter, M.P., Schaefer, E.J., Meydani, S.N., Elson, C.E., Woods, M., Gorbach, S.L. (1990). Food uses and health effects of corn oil. J Am Coll Nutr. 9(5):438-70. doi: 10.1080/07315724.1990.10720403. PMID: 2258533.
García, A., Álvarez, S., Riera, F., Álvarez, R., & Coca, J. (2006). Sunflower oil miscella degumming with polyethersulfone membranes: effect of process conditions and MWCO on fluxes and rejections. Journal of Food Engineering, 74, 516–522. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2005.03.038.
Hafidi, A., Pioch, D., & Ajana, H. )2005(. Membrane-based simultaneous degumming and deacidification of vegetable oils. Innovative Food Science and Emerging Technologies 6: 203-212. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2004.12.001.
Hou, Z., Cao, X., Cao, L., Ling, G., Yu, Z., Pang, M., ... & Jiang, S. (2020). The removal of phospholipid from crude rapeseed oil by enzyme-membrane binding. Journal of Food Engineering, 280, 109910. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2020.109910.
Ismail, D.N.F.A., Ghazali, N. (2018). Separation of fatty acids from palm oil using organic solvent nanofiltration. Malaysian Journal of Analytical Science 22(3):561-569.
Kumar, S.M. and S. Roy. (2008). Recovery of water from sewage effluents using alumina ceramic microfiltration membranes. Separation Science and Technology, 43(5): p. 1034-1064.
Kong, W., Baeyens, J., Qin, P., Zhang, H. Tan, T. (2018). Towards an energy-friendly and cleaner solvent-extraction of vegetable oil, J. Environ. Manage. 217: 196–206. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.03.061.
Koubaa,M., Mhemdi, H., Barba, F.J., Roohinejad, S. Greiner, R., Vorobiev, E. (2016). Oilseed treatment by ultrasounds and microwaves to improve oil yield and quality: An overview, Food Res. Int. 85: 59–66. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2016.04.007.
Koyuncua, I., Topacika, D., and Wiesne, M.R. (2006). Factors influencing flux decline during nanofiltration of solutions containing dyes and salts. Water Research. 38: 432-440
Li, X., Cai, W., Wang, T., Wu, Z., Wang, J., He, X., Li, J. (2017). AF2400/PTFE composite membrane for hexane recovery during vegetable oil production, Sep. Purif. Technol. 181: 223–229. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2017.02.051.
Liu, D., Wu, H., Cui, S., Zhao, Q. (2023). Comprehensive Optimization of Western Blotting. Gels. 2023 Aug 14;9(8):652. doi: 10.3390/gels9080652. PMID: 37623107; PMCID: PMC10453944.
Manjula, S., & Subramanian, R. (2006). Membrane technology in degumming, dewaxing, deacidifying, and decolorising edible oils.Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 46, 569–592. https://doi.org/10.1080/10408390500357746.
Manjula, S., & Subramanian, R. (2008). Enriching Oryzanol in Rice Bran Oil Using Membranes, Appl. Biochem. Biotechnol. 151, 629–637.
More, N.S., Gogate, P.R. (2018). Intensification of degumming of crude soybean oil using ultrasound in combination with oxidizing agents, Chem. Eng. Process. Intensif. 128: 132–142. https://doi.org/10.1016/j.cep.2018.04.008.
Niazmand, R., Farhoosh, R. Razavi, SMA.(2011).Micelle-enhanced Ultrafiltration of chemical pretreated crude canola oil miscella. . Journal of Food Engineering, 2, 1-16. https://doi.org/10.1515/1556-3758.2680. [In Persian]
Patel, V. R., Dumancas, G. G., Kasi, Viswanath L. C., Maples, R., Subong, B. J. (2016). Castor oil: properties, uses, and optimization of processing parameters in commercial production. Lipid Insights . 9:1–12. doi: 10.4137/LPI.S40233.
Rafe, A., Razavi, S. M. A., & Khodaparast, M. H. (2012) .Refining of crude canola oil using PSA ultrafiltration membrane. International Journal of Food Engineering, 8(2). https://doi.org/10.1515/1556-3758.1931. [In Persian].
Rafe, A., Razavi, S. M. A., & Khodaparast, M. H. (2007). Feasibility of UF method for degumming, bleaching, and refining crude canola oil.
Proceedings of the second scientific-applied seminar of Iranian vegetable oil industry, pp: 383-394. [In Persian].
Rangaswamy, S., Kumar, G. S., & Kuppusamy, C. (2021). Membrane technology for vegetable oil processing—Current status and future prospects. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 20(5), 5015-5042. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12825.
Ribeiro, A. P. B., Bei, N., Gonçalves, L. A. G., Petrus, J. C. C. and Viotto, L. A. (2008). The optimization of soybean oil degumming on a pilot plant scale using ceramic membrane. J. Food Eng., 87, 514- 521. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2008.01.003.
Roy, B., Dey, S., Sahoo, G.C, Roy, S.N, Bandyopadhyay, S. (2014). Degumming, dewaxing and deacidification of rice bran oil-hexane miscella using ceramic membrane: Pilot plant study. J. Am. Oil Chem. 91, 1453–1460. https://doi.org/10.1007/s11746-014-2473-7.
Salehi, F., Razavi, M. (2010). Solvent recovery from rapeseed oil-hexane misela using nanofiltration membrane process: Electronical Journal of Food Processing and Preservation. 2(4): 107-121. [In Persian].
Sedaghat Borujeni, L., Nghshbandi, B., Habibi Najafi, B. (2021). Optimizing the simultaneous effect of change in bleaching parameters on oxidative stability, bleaching efficiency and bioactive compounds of corn oil using response surface methodology. Journal of Food Science and Technology (Iran), 130 (19): 245-257. [In Persian].
Srikanth, S., Reddemma, K.H., Riyaz, S.k., Siva Reddy, G., Chakradhar, C.h., Vishnu, P. (2023). Removal of Fluorides Using a Low-Cost Adsorbent. International Journal of Innovative Research in Engineering & Management (IJIREM). 10(1): 126-133. https://doi.org/10.55524/ijirem.2023.10.1.23.
Subramanian, R., Raghavarao, K. S. M. S., Nabetani, H., Nakajima, M., Kimura, T., & Maekawa, T. (2001). Differential permeation of oil constituents in nonporous denser polymeric membranes. Journal of Membrane Science, 187, 57–69. https://doi.org/10.1016/S0376-7388(00)00673-6.
Tress, M. V., Mohr, S., Corazza, M. L., Luccio, M. D., & Oliveira, J. V. (2009). Separation of n-butane from soybean oil mixtures using membrane processes. Journal of Membrane Science 333: 141-146. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2009.02.008.
Vaisali, C., Charanyaa, S., Belur, P. D., & Regupathi, I. (2015). Refining of edible oils: a critical appraisal of current and potential technologies. International Journal of Food Science & Technology, 50, 13–23. https://doi.org/10.1111/ijfs.12657.
Haynes, W.M. (2016). CRC Handbook of Chemistry and Physics (97th ed.). Boca Raton: CRC Press. pp. 3–338. ISBN 978-1-4987-5429-3.
Zanganehvand, Z., Javadikia, H., Aghili, N. & Nadrloo, L. (2023) Detection of different percentages of palm in corn oil using an electric nose (detection of adulteration): Agricultural Machines Journal 13(2): 163-174. https://doi.org/10.22067/jam.2021.70930.1046. [In Persian].
متن کامل:
عوامل موثر بر کیفت روابط ایجاد شده میان

 علوم غذايي و تغذيه/ پاییز 1403 / سال بیست و یکم / شماره 4                                                                                                                                  Food Technology & Nutrition / Fall 2024 / Vol. 21 / No. 4 

مریم رشیدیان و همكاران

 

امکان‏سنجی صمغ‏گیری و خنثی‏سازی روغن خام ذرت با استفاده از غشای پلی وینیلیدین فلوئوراید


 

مریم رشیدیانa، مریم قراچورلو*b، منوچهر بهمئیc، مهرداد قوامیb، حسین میرسعید قاضیd

 

a دانشجوي دکترای علوم و صنایع غذایی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

b استاد گروه علوم و صنایع غذایی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

c دانشیار گروه شیمی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

d دانشیار گروه فناوری صنایع غذایی، دانشکده ابوریحان، دانشگاه تهران، تهران، ایران

 

 

 

 

تاریخ دریافت مقاله: 27/01/1403                        تاریخ پذیرش مقاله: 09/06/1403

 

چکيده

مقدمه: روش‏های مرسوم روغن کشی از دانه‏های روغنی در سراسر جهان، منجر به مصرف بالای انرژی، بازیابی حلال، مصرف زیاد آب و مواد شیمیایی می‏گردد و علاوه بر کاهش کیفیت روغن استحصال شده، هزینه فرآیند را نیز بالا می‏برد. در این پژوهش استفاده از غشای پلی وینیلیدین فلوئوراید (PVDF) در فرآیندهای صمغ زدایی و خنثی سازی روغن خام ذرت حین تصفیه مورد ارزیابی قرار گرفت. 

مواد و روش‏ها: میسلای روغن خام ذرت با استفاده از حلال هگزان به نسبت های20:80 و 30:70 تهیه و تحت شرایط مختلف عملیاتی از درون غشا عبور داده شد. متغیر‏های این تحقیق: اختلاف فشار در سطوح 2، 3 و 4 بار، دما در سطوح 30، 40 و 50 درجه سانتی‏گراد و سرعت جریان در سطوح 5/0 و 1 متر بر ثانیه بود. تیمارها در 3 تکرار انجام شد. پارامترهای کارایی فرآیند غشای دو مرحله ای، شامل شار جریان تراوه و مکانیسم‏های گرفتگی غشایی بررسی شدند.

یافته‏ها: نتایج نشان داد برای هر دو میسلا، با گذشت زمان، شار تراوه به تدریج کاهش یافته و به حالت پایا رسید. بررسی اثر توام دما و فشار بر میزان شار تراوه در مرحله خنثی سازی نشان داد که در میسلای با نسبت 20:80، بیشترین شار مربوط به دمای º C 50، فشار bar 2 و سرعت جریان m/s 0/1 بود همچنین در میسلای با نسبت 30:70 نیز بیشترین شار عبوری تراوه در مرحله خنثی سازی مربوط به دمای Cº40، فشار bar 2 و سرعت جریان m/s 0/1 بود.

نتیجه گیری: نتایج آزمون‏های فیزیکوشیمیایی نشان داد روش تصفیه روغن ذرت با استفاده از غشای (PVDF) قادر است فسفولیپیدها را تا %98/99، اسیدهای چرب آزاد را تا %88/98، اندیس پراکسید را تا %64، شاخص قرمزی را تا %55/55  و شاخص رنگ زرد روغن را تا %14 کاهش دهد که کاملا قابل رقابت با روش تصفیه کلاسیک روغن می‏باشد؛ این امر، مزایایی همچون کارایی بالاتر، مصرف انرژی و مواد شیمیایی کمتر و حفاظت بیشتر از محیط زیست را در پی دارد.

 

واژه‌های کلیدی: تراوه، تصفیه، روغن ذرت، عدد اسیدی، غشاء

 

* نويسنده مسئول مكاتبات                                                                                                    email: m_gharachorlo@srbiau.ac.ir

 

مقدمه

روغن‏های خوراکی حاصل از دانه‏های روغنی، معمولاً به واسطه یک فرآیند پیش- پرس و سپس استفاده از حلال استخراج می‏شوند (Almeida et al., 2010) که منجر به تشکیل مخلوطی از روغن و حلال می‏گردد که معروف به میسلا می‏باشد و تقریبا حاوی 25 الی %30 (وزنی) روغن می‏باشد (Li et al., 2017). در نهایت حلال (که عموماً هگزان می‏باشد) حذف می‏شود (Kong et al., 2018). اما این روش معایبی از جمله مصرف بالای انرژی، آب و ترکیبات شیمیایی، افت روغن و آلودگی محیطی به همراه دارد (Doshi et al, 2019). به همین دلیل تحقیقات نشان دادند که فرآیندهای غشایی به دلیل ماهیت غیرآلاینده برای محیط زیست و همچنین صرفه جویی در مصرف انرژی، می‏تواند به عنوان یک جایگزین مناسب برای تصفیه روغن‏های خوراکی به کار رود (Rangaswamy et al., 2021). 1

غشاء به صورت فازی که اجزای جدا شونده خوراک با سرعت‏های متفاوت از آن عبور می‏کنند، عمل می‏کند. در این روش، معمولاً تغییر فاز صورت نمی‏گیرد و محصولات نیز قابل تمایز هستند (Srikanth et al., 2023). فرآیند‏های غشایی با داشتن مزایایی همچون کاهش مصرف انرژی، عدم نیاز به فضای زیاد، بالا بودن راندمان جداسازی برای محلول‏های رقیق، نیاز کم به مواد افزودنی و حلال‏ها و سهولت کاربرد آنها در مقیاس‏های صنعتی و همچنین به دلیل اینکه دوست دار محیط زیست هستند، از سایر روش‏های جداسازی متمایز شده‏اند (Aghaei et al., 2017). امروزه، تصفيه غشايي به عنوان راه‏حلي براي حذف يا كاهش مضرات روش متداول تصفيه روغن هاي گياهي مطرح است. ناخالصي هاي مختلف روغن خام طي اين فرآيند بر حسب عواملي نظير وزن مولكولي، اندازه و فشار عملياتي جدا مي شوند. مهمترين مزيت فرآيند تصفيه غشايي روغن، اجراي عمليات در شرايط ملايم حرارتي است. از اين رو، انتظار مي رود اين فرآيند بتواند از بروز اكسايش روغن و تغييرات نامطلوب آن تا حد ممكن بكاهد (Gosh, 2007). 

از جمله این غشاها، می‏توان به غشای پلی وینیلیدین 


فلوئوراید12اشاره نمود؛ غشای مذکور، بخشی از خانواده فلوروپلیمرها است و یک پلیمر شبه کریستالی2 محسوب می‏گردد که از واحدهای تکرار شونده –(CH2CF2)n– تشکیل شده است (Kang and Cao, 2014). به دلیل پیکربندی‏های خاص گروه‏های CH2 و CF2 پليمر PVDF فازهای مختلف قطبی بتا و غیر قطبی آلفا و ترکیباتی از آن‏ها دارد که منجر به بروز خواص مکانیکی، شیمیایی و حرارتی قابل توجه می‏شود (Khansanami et al., 2021). از جمله ویژگی‏های این غشا می‏توان به دمای خمش آن اشاره نمود که تحت حرارت و فشار مقداری بیشینه است که سبب بالا بردن استحکام مکانیکی آن می‏گردد. همچنین تنش سطحی وینیلیدین فلوئوراید باعث می‏شود تا میزان نفوذ پذیری آن (نسبت به ناخالصی‏ها) در مقایسه با سایر انواع فلوئوروپلیمرها خیلی کمتر باشد؛ بی‏اثری شیمیایی این غشا نیز از جمله ویژگی‏های مهم دیگر آن می‏باشد و دارای مقاومت خوبی در برابر مواد معدنی و اسید‏های ارگانیک، الیفاتیک ها و هیدروکربن‏های آروماتیک، الکل ها و حلال‏های آلی می‏باشد؛ همچنین از دیگر ویژگی‏های مهم این غشا نیز می‏توان به"مقاومت بالادر برابر اکسیداسیون" اشاره نمود (Manjula & Subramanian, 2006; Vaisali et al., 2015) که سبب شده از جمله غشاهای کاربردی در صنایع مختلف محسوب گردد. 

 

نکته قابل توجه، منافذ در غشا می‏باشد؛ غشای مذکور، دارای تنوع در اندازه منافذ در محدوده 1/0 تا 47/0 میکرومتر می‏باشد که کاربرد آن را تحت تأثیر قرار می‏دهد؛ زیرا میزان عبور تراوه از غشا، به شدت تحت تأثیر منافذ غشا می‏باشد؛ به گونه‏ای که هر چه منافذ غشای PVDF بزرگ باشد، از یک سو، شار تراوه افزایش می‏یابد و گرفتگی غشا کمتر می‏شود؛ اما به همین میزان، انتخابی بودن غشا نیز تحت تأثیر قرار گرفته و کاهش می‏یابد (Drobny, 2009). در این میان، غشای PVDF با اندازه منافذ 22/0 میکرومتر، دارای مناسب ترین اندازه منافذ جهت کاربرد در صنعت روغن می‏باشد؛ زیرا ناخالصی ها (که از جمله مهم ترین آن اسیدهای چرب آزاد می‏باشند)، دارای وزن مولکولی کمتر از 20 کیلودالتون می‏باشند و 

تحقیقات نشان داده که غشای PVDF با اندازه منافذ 22/0، برای جداسازی اجزای مذکور بسیار مناسب و کارا می‏باشد (Liu et al., 2023). تا کنون مطالعات زیادی در زمینه کاربرد فناوری غشایی در فرآیندهای مختلف تصفیه روغنی انجام شده است که در ادامه به برخی از این تحقیقات پرداخته شده است.

Wibisonoa و همکاران (2019) ضمن صمغ‏زدایی روغن ذرت با استفاده از یک غشای سرامیکی لوله‏ای گزارش نمودند که با افزایش دما، ویسکوزیته روغن کاهش یافته که این امر سبب افزایش شار تراوه گردید. همچنین مشخص گردید که با افزایش سرعت جریان متقاطع3، منجر به کاهش ضخامت لایه کیک تشکیل شده بر سطح غشا و افزایش عملکرد غشا در جذب فسفولیپیدها از روغن ذرت گردید. De Souza و همکاران (2008)، به بررسی صمغ‏گیری میسلای روغن ذرت به کمک غشای سرامیکی پرداختند. در این تحقیق شار تراوه و سرعت حذف فسفولیپیدها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آشکار ساخت که فرآیند غشایی مذکور، قادر است تا %95 مقدار فسفولیپیدها را در روغن ذرت کاهش دهد. Rashidian و همکاران (2023)، ضمن صمغ گیری و خنثی سازی روغن کانولا با استفاده از غشای PVDF نشان دادند که روش تصفیه غشایی، در مقایسه با روش سنتی، محتوای فسفولیپیدها را تا %50، اسیدهای چرب آزاد را نیز تا % 99 و موم ها را نیز تا %72 کاهش داد. همچنین مشخص گردید که شار تراوه با افزایش فشار، سرعت خوراک و دما، افزایش یافت. گرفتگی غشا نیز بیشتر از نوع گرفتگی استاندارد و تشکیل کیک بود. تحقیقات Doshi و همکاران (2019) ضمن صمغ‏گیری از روغن خام بادام زمینی با استفاده از غشای PVDF، گزارش دادند که غشای مذکور، در وهله اول، به میزان %10 شار تراوه را می‏کاهد اما قادر است تا حدود %95 از فسفولیپیدهای موجود در روغن خام بادام زمینی را بکاهد. Azmi و همکاران (2015) به بررسی اسید زدایی روغن پالم خام با استفاده از غشای PVDF پرداختند و نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که غشای PVDF قادر است پس از 3 ساعت کار، مقدار اسیدهای چرب آزاد را تا %95 در روغن پالم کاهش دهد. علاوه بر این، غشای مذکور در کاهش محتوای فسفر و کاهش نسبی شدت رنگ قرمز و زرد در تراوه نیز عملکرد مطلوبی از خود برجای گذاشت.

مرور ادبیات پژوهش حاضر نشان داد که تکنولوژی غشایی، پتانسیل بالایی در زمینه فرآوری و تصفیه روغن‏های خوراکی دارد. اما اکثر پژوهش‏های صورت گرفته، تنها به بررسی تأثیر شرایط مختلف کارکردی غشا بر "شار تراوه"، "گرفتگی" و "ویژگی‏های فیزیکوشیمیایی" روغن پرداخته اند، حال آن که جای خالی مقایسه همزمان ویژگی‏های فیزیکوشیمیایی روغن حاصل از فرآیند غشایی با روغن حاصل از فرآیند تصفیه کلاسیک کاملاً مشهود می‏باشد؛ همچنین جستجویی در ادبیات پژوهش نشان داد که روغن ذرت، از جمله روغن‏هایی است که در زمینه تصفیه به کمک فناوری غشایی مورد غفلت واقع شده است؛ لذا پژوهش حاضر از این جهات دارای نوآوری می‏باشد. لذا با عنایت به روند رو به رشد کاربرد این فناوری نوین در زمینه روغنکشی، و همچنین با توجه به آنچه که ذکر گردید، در پژوهش حاضر به بررسی میزان اثربخشی غشای مذکور در فرآیندهای صمغ‏گیری و خنثی سازی روغن خام ذرت و مقایسه آن با روش تصفیه کلاسیک پرداخته شده است. 4

 

مواد و روش ها

 

برای انجام آزمایشات، روغن خام ذرت با ویژگی‏های درج شده در جدول (1) از مجتمع کشت و صنعت ماهیدشت کرمانشاه (روغن خوراکی نازگل) فراهم شد. غشاء مورد استفاده یک غشاء ریزپالایش از جنس PVDF ساخت ایالات متحده امریکا با اندازه منفذ 22/0 میکرومتر و مساحت فعال 109 سانتی متر مربع در حالت جریان غیر مداوم بود. سیستم مورد استفاده شامل یک تانک تغذیه، پمپ سانتریفوژی، فشارسنج، مبدل حرارتی، غشا، اینورتر و شیر کنترل جریان بود. همچنین سپراتور (eppendorf, Germany) جهت جداسازی صابون از میسلا استفاده گردید. در تمام مراحل تصفیه غشایی روغن ذرت از حلال n-هگزان %95 (سالار شیمی، ایران) استفاده شد که به صورت میسلا [( %80 روغن+ %20 هگزان) و (%70 روغن+ %30 هگزان)] بود. سایر مواد شیمیایی بکار رفته در این پژوهش نیز شامل، اسید فسفریک %85 (Merck, Germany)، سدیم هیدروکسید %10 و %30 (Merck, Germany)، خاک رنگبر (Merck, Germany) حاوی سیلیکون (SiO2)، اکسید آلومینیوم (Al2O3) و اکسید آهن (Fe2o3)، اسیداستیک گلاسیال (Merck, Germany)، ایزواکتان (Merck, Germany) بدون گاز شده در یک حمام فراصوت و در شرایط خلأ، پتاسیم یدید (Merck, Germany) اشباع شده و عاری شده از ید و یدات، محلول استاندارد سدیم تیوسولفات (Merck, Germany) با غلظت 1/0 مول بر لیتر و فنل فتالئین (Merck, Germany) بود.5

 

-       روش عملیات غشایی در صمغ‏گیری و خنثی‏سازی

برای انجام عملیات ریزپالایش، ابتدا میسلای روغن ذرت خام با نسبت‏های حلال %20 و %30 (وزنی/وزنی) تهیه شد. حلال مورد استفاده برای ساختن میسلا، هگزان بود. سپس به میسلای تشکیل شده % 3/0 (نسبت وزنی به وزن) اسید فسفریک %85 در دمای اتاق اضافه شد و با سرعت زیاد، عملیات همزدن به مدت30 دقیقه انجام شد، به دنبال آن میسلای تشکیل شده جهت فرآیند صمغ گیری، به مدت شصت دقیقه از غشاء عبور داده شد. پس ازصمغ گیری از میسلا در مرحله دوم به میسلای مورد نظر محلول آبی سود NaOH در دو غلظت اضافه شد، غلظت محلول‏های آبی سود مورد نظر به ترتیب % 10 و % 30 (وزنی/حجمی) بود که این دو غلظت بر مبنای مرور ادبیات پیشین انتخاب شده و مورد استفاده قرار گرفت. این عملیات در دمای اتاق و با استفاده از یک پیپت بر اساس میزان اسیدهای چرب موجود در روغن و بطور خیلی آهسته انجام شد و محتویات میسلا با استفاده از یک همزن مغناطیسی در دور rpm 100 مخلوط شده و در نهایت میسلای حاوی سود به تانک تغذیه وارد شد. در مرحله صمغ‏گیری، از سه فشار 2، 3 و 4 بار و دو سرعت جریان 5/0 و 0/1 متر برثانیه و در مرحله خنثی سازی نیز علاوه بر فشار و سرعت جریان مذکور، از سه دمای 30، 40 و 50 درجه سانتی‏گراد، جهت بررسی عملکرد جداسازی همزمان صمغ‏ها و خنثی‏سازی میسلا استفاده شد. در پایان هر عملیات، غشای جدیدی مورد استفاده قرار گرفت6 البته سیکل شست و شو غشاء را نیز می‏توان جهت پایین آمدن هزینه به کار برد.

شایان ذکر است که محدوده فشار، سرعت جریان و دماهای بکار رفته در پژوهش، بر مبنای مرور ادبیات و مطالعات پیشین انتخاب گردید و پس از انجام پیش تیمارهای مختلف، مقادیر دقیق مذکور انتخاب شدند؛ معیار اصلی در انتخاب شرایط دما، فشار و سرعت جریان نیز حداقل دما و ویسکوزیته، حداکثر شار تراوه و کمترین گرفتگی بود.

 

-       سامانه غشایی مورد استفاده1

در این تحقیق یک سیستم غشایی ریزپالایش MF مورد استفاده قرار گرفت. این سیستم شامل یک تانک تغذیه، پمپ، فشارسنج، مبدل حرارتی، ماژول غشایی، اینورتر و شیر کنترل جریان بود. شکل (1) به صورت شماتیک سامانه جریان عرضی و غیر مداوم1 استفاده شده در فرآیند ریزپالایش را نشان می‏دهد. در این سیستم ابتدا در مخزن آب ریخته و دبی بصورت دستی و فشار با استفاده از اینورتر و ترانسمیتر تنظیم شد. روغن ریخته شده در مخزن، توسط پمپ کشیده شده و به ورودی ماژول غشایی تحویل داده شد. جریان تغذیه2 بعد از عبور از روی غشاء به دو قسمت تراوه3 و ناتراوه4 تقسیم و از طریق دو خروجی تعبیه شده بر روی ماژول به ترتیب به ظرف جمع‏آوری و مخزن اولیه انتقال داده شد. غشاء صفحه‏ای استفاده شده در داخل ماژول صفحه‏ای قرار گرفته و ماژول در مقابل نشت سیال آب‏بندی شد.

دو عدد فشارسنج در طرفین ماژول برای نشان دادن فشار ورودی و خروجی سیستم قرار داده شد. همچنین یک عدد تنظیم کننده دور موتور پمپ یا اینورتور5 به همراه یک عدد شیر تنظیم دبی که در مسیر برگشت ناتراوه به تانک قرار دارد، به ترتیب وظیفه‏ی تنظیم فشار و دبی خروجی را در مسیر برگشت ناتراوه به مخزن بر عهده داشتند. برای اندازه‏گیری وزن روغن بخش تراوه از یک ترازوی دیجیتالی با دقت 1/0 گرم که در زیر ظرف جمع‏آوری تراوه قرار داده شده استفاده گردید.

 

 

 

[1] 2 Semicrystalline

[2] 1 Polyvinilidene fluride (PVDF)

[3]  Cross-Flow

[4] 1 Cross-Flow

[5] 4 Retentate 5 Inverter

[6] 1 Batch 2 Feed 3 Permeate

جدول 1- خصوصیات فیزیکوشیمیایی روغن ذرت خام

Table 1- Physicochemical characteristics of crude corn oil

Vitamin E

(mg / 100 gr oil)

Smoke point 

)C0(

saponification value

(mg KOH / 1gr oil)

Iodine value 

(gr I2 / 100 gr oil)

Oleic

Acid (%)

Linoleic

Acid (%)

Palmitic Acid
 (%)

Characteristics

72

228

191

118

29.3

59.2

10.5

Content 

 

E:\123غیر برنامه\rashidian\مقاله\Capture1.PNG 

Figure 1- Schematic of the micro-refining system (1- feed tank 2- pump 3- inverter 4- transmitter 5- input pressure gauge 6- membrane module 7- membrane 8- permaete collection tank 9- weighing scale 10- output pressure gauge 11- flow control valve)

شکل 1- شماتیکی از سامانه ریزپالایش (1- مخزن تغذیه 2- پمپ 3- اینورتور 4- ترانسمیتر 5- فشارسنج ورودی 6- ماژول غشایی 7- غشاء 8- مخزن جمع‏آوری تراوه 9- ترازو 10- فشارسنج خروجی 11- شیر تنظیم دبی جریان)

 

 

-       محاسبه شار نفوذی جریان تراوه

شار تراوه () به میزان تراوه‏ی حاصل از واحد سطح غشاء در واحد زمان گفته می‌شود که از رابطه (1) محاسبه شد (Ribeiro et al., 2008, Basso et al., 2009):

(1)                                          

 

که در آن، m(kg)Δ مقدار وزن تراوه‌ی حاصل در زمان t (s) در سطح A (m2) غشاء است. در بعضی مواقع شار به جای وزن بر حسب حجم سنجیده می‌شود که در آن به جای mΔ از v (m3)Δ (حجم تراوه حاصل) استفاده می‌شود.

 

-       مطالعه مکانیسم‏های مختلف گرفتگی غشاء

به طور کلی، چهار مکانیسم اصلی برای گرفتگی غشاء وجود دارد که شامل بلوکه شدن کامل، بلوکه شدن میانی، تشکیل کیک و بلوکه شدن استاندارد می‏باشند. مکانیسم غالب گرفتگی، با استفاده از رابطه‌ی (2) محاسبه شد:

(2)                            

 

که در آن:img0 ضریب گرفتگی و img0 اندیس بلوکه شدن است. مقدارimg0 نشان دهنده مکانیسم یا شاخص بلوکه شدن است بدین صورت که:

الف) اگر img0 باشد مکانیسم غالب، تشکیل کیک است.

ب) اگر img0 باشد مکانیسم غالب، بلوکه شدن میانی است.

ج) در صورتی که i = 1.5 باشد، بلوکه شدن استاندارد مکانیسم غالب است.

د) زمانی که img0 باشد، مکانیسم غالب بلوکه شدن کامل است.

 

-       حذف حلال از روغن

پس از عبور میسلا از غشا و به منظور حذف حلال از روغن، به مخلوط هگزان و روغن، بخار تزریق شد. هگزان که یک حلال فرار است به راحتی از روغن جدا شد و با بخار، به بخش خنک کننده انتقال یافت و دوباره به صورت مایع استفاده شد. علاوه بر روش بالا، در ادامه برای حذف کارآمد و ملایم حلال از نمونه‌ها از دستگاه تبخیر کننده روتاری نیز استفاده شد. از دستگاه روتاری به این دلیل استفاده شد که آب و حلال در فشار کاهش یافته، دارای نقطه جوش کمتری بودند؛ لذا هگزان در دمای 40 درجه سلسیوس تبخیر شده و خارج ‌شد تا مقدار روغن موجود در تراوه مشخص گردد و بدنبال آن جهت بررسی کیفیت روغن تصفیه شده آزمون‏های شیمیایی زیر بر روی آنها انجام شد.

 

-       صمغ‏گیری و خنثی‏سازی کلاسیک (در مقیاس صنعتی)

ابتدا به روغن خام در مرحله صمغ‏گیری و خنثی‏سازی به ترتیب اسید فسفریک و سود با درجه بومه 14، برحسب میزان اسید چرب آزاد اضافه گردید و در دمای 70 تا 80 درجه سانتیگراد مخلوط شد. پس از آن توسط سپراتور I و II، جداسازی صابون انجام شد. سپس روغن شسته شد تا صابون باقیمانده در روغن حذف گردد و تحت خلا روغن خشک گردید. روغن پس از این، وارد مرحله بی‏رنگ سازی شد و در دمای 85 درجه سانتیگراد تحت خلا از فیلتر پرس رد شد. در این مرحله خاک به روغن اضافه شد پس از آن روغن وارد مرحله بی بو سازی شد تا اسیدهای چرب آزاد و مواد ایجاد کننده طعم و بو از آن جدا شود. در همه مراحل از روغن خام تا بی‏بو سازی نمونه برداری شده و آزمایشات فیزیکوشیمیایی انجام شد. سپس نتایج با روش غشایی مقایسه گردید.

 

-       آنالیزهای فیزیکوشیمیایی

جهت مقایسه روش فیلتراسیون غشایی با روش کلاسیک، شاخص‏های فیزیکوشیمیایی (روغن تصفیه شده در هر دو روش)، از جمله فسفولیپیدها، عدد پراکسید، عدد اسیدی و رنگ پس از هر مرحله تصفیه اندازه گیری شدند؛ در ادامه روش اندازه گیری هر یک از این معیارها ارائه شده است:

 

-       محاسبه میزان فسفولیپیدها

محتوای فسفرها بوسیله روش استاندارد مولیبدن آبی


(مطابق با استاندارد AOCS ca 12-55) اندازه گیری شد. مقدار فسفولیپیدها، از روی مقدار فسفر با ضرب در فاکتور 1/30 بدست آمد. درصد نگهداشت فسفرها از روی رابطه (3) (Niazmand et al., 2011) بدست آمد:

                                          (3)

 

Cp: غلظت فسفر در تراوه، Cf: غلظت فسفر در خوراک ورودی به سیستم است.

 

-       اندازه گیری عدد پراکسید

مقدار پراکسید موجود در روغن بر حسب میلی‏اکی والان گرم اکسیژن فعال برای یک کیلوگرم روغن بیان شد و بر اساس استاندارد ملی ایران به شماره 4179 تعیین شد (INSO, 2017). نمونه مورد آزمون در اسیداستیک و ایزواکتان با پتاسیم یدید واکنش داد و ید آزاد شده با محلول استاندارد حجمی سدیم تیوسولفات عیارسنجی شد. ابتدا 5 گرم نمونه وزن شد و در زیر هود، مقدار 20 میلی لیتر ایزواکتان به آن اضافه شد و سپس فوراً مقدار 30 میلی لیتر اسیداستیک به مخلوط اضافه گردید. سپس 5/0 میلی‏لیتر پتاسیم یدید به مخلوط مذکور اضافه گردید و مخلوط به مدت یک دقیقه دریک محیط تاریک قرار داده شد؛ سپس 30 میلی لیتر آب مقطرو چند قطره چسب نشاسته اضافه شد و تا شفاف شدن فاز بالایی روغن پس از هم زدن شدید با تیوسولفات سدیم 01/0 نرمال تیتر شد.

W / ×N×1000) ((Vs- VB)                              (4)

 

که در آن: Vsحجم تیوسولفات سدیم مصرفی برای نمونه، VB حجم تیوسولفات سدیم مصرفی برای نمونه شاهد و N نرمالیته تیوسولفات سدیم و W وزن نمونه می‏باشد.

 

-       اندازه‏گیری عدد اسیدی

اندازه‏گیری عدد اسیدی مطابق با استاندارد ملی ایران به شماره 4178، با عنوان "اندازه‏گیری عدد اسیدی و اسیدیته در روغن‏ها و چربی‏های خوراکی" انجام گرفت (INSO, 2021). ابتدا 20 گرم روغن در ارلن ریخته وبه آن 10 میلی لیتر اتانول و 5 قطره فنل فتالئین افزوده و با سود 1/0 نرمال تا ظهور رنگ صورتی که 13 ثانیه پایدار است تیتر شد. در نهایت عدد اسیدی بصورت مقدار پتاسیم هیدروکسید مورد نیاز بر حسب میلی گرم برای خنثی سازی اسیدهای چرب آزاد موجود در یک گرم چربی اندازه‏گیری شد و مطابق استاندارد ملی شماره 4178، با استفاده از معادله (5) محاسبه شد.

Acid Value =                                     (5)

 

که در آن: M: وزن روغن، V : حجم سود مصرفی و N: نرمالیته سود است.

 

-       اندازه‏گیری رنگ

رنگ نمونه‏ها، مطابق روش AOCS Cc 13e_02 و با استفاده از دستگاه رنگ سنج لاویباند دارای شیشه‏های رنگی شماره‏دار (با سایزهای یک اینچ و پنج اینچ) استاندارد محاسبه ‏گردید. این شاخص، برای رنگ قرمز بین 0 تا 9 است و آنرا با R نشان می‏دهند و برای رنگ زرد نیز بین 0 تا 70 است که آنرا با Y نشان می‏دهند. نتایج در این پژوهش بصورت Y و R نشان داده شد (AOCS, 2009).

 

-       تجزيه و تحليل آماری1

بررسی روند تصفیه روغن با روش عبور از غشاء، بر پایه طرح فاکتوریل کاملا تصادفی با 48 تیمار و در دو مرحله انجام شد. در مرحله اول پس از افزودن اسید فسفریک به هر یک از میسلاهای 20:80 و 30:80، فرآیند صمغ‏گیری در دو سرعت جریان و سه سطح فشار (مجموعاً 12 تیمار) و در گام بعدی با افزودن سود به میسلای صمغ گیری شده، فرآیند خنثی سازی در دو سرعت جریان، سه سطح فشار و سه سطح دمایی (مجموعاً 36 تیمار) روند تصفیه تکمیل شد و در نهایت، شرایط بهینه به لحاظ حداکثر شار تراوه و کمترین میزان گرفتگی غشا، برای تصفیه انتخاب شد. سپس ویژگی‏های فیزیکوشیمیایی روغن‏های تصفیه شده غشایی و روغنتصفیه شده به روش کلاسیک، با هم مقایسه شدند. تمام محاسبات آماری وتجزیه و تحلیل داده‏ها با استفاده از نرم‏افزار SAS (Ver 9.1) انجام شد. برای مقایسة میانگین‏ها از آزمون دانکن استفاده شد و نمودارها با نرم افزار Excel رسم گردید.

 

یافته‏ها

در این بخش، به بررسی اثر سرعت، فشار و دما بر راندمان حصول تراوه در مراحل صمغ گیری و خنثی سازی برای هر یک از دو میسلا (با نسبت‏های 20:80 و 30:70) پرداخته شد و سپس مکانیسم غالب گرفتگی در هر تیمار مشخص گردید. سپس با بررسی اثر توام "دما"، "فشار" و "نرخ جریان" بر میزان "شار تراوه"، تیمار بهینه انتخاب شد. در نهایت نیز به مقایسه ویژگی‏های فیزیکوشیمیایی روغن تصفیه شده به روش کلاسیک با روغن تصفیه شده به روش فیلتراسیون غشایی پرداخته شده است.

2 

-       اثر فشار1 بر شار تراوه میسلای ذرت 20:80 در مرحله صمغ‏گیری

در شکل (2) اثر فشار بر فرآیند صمغ‏گیری میسلای روغن ذرت (20:80) در سرعت ثابت 5/0 و 1 متر بر ثانیه آورده شده است. نتایج نشان داد که به طور کلی، با افزایش زمان فرآیند، شار تراوه کاهش می‏یابد و پس از مدتی به حالت پایا رسیده و با گذشت زمان تغییر نمی‏کند یا تغییرات آن بسیار جزئی است. شکل (2)، شار تراوه در مدت زمان یک ساعت را نشان می‏دهد. همان طور که مشاهده می‏شود با گذشت زمان شار تراوه به تدریج کاهش یافته و پس از گذشت حدود 15 دقیقه به حالت پایا رسیده است. همچنین نتایج نشان داد که در سرعت جریان‏های 5/0 متر بر ثانیه، با افزایش فشار از 2 به 4 بار، میزان شار عبوری، افزایش محسوسی نداشته است، اما در سرعت جریان 0/1 متر بر ثانیه در زمان 15 دقیقه پس از شروع فرآیند با افزایش فشار از 2 به 4 بار، میزان شار تراوه حدود 3/1 برابر افزایش یافته است که اندکی محسوس و معنی دار می‏باشد.

 

-       اثر سرعت جریان بر شار تراوه میسلای روغن ذرت

 

اثر سرعت جریان 5/0 و 1 متر بر ثانیه در فشارهای ثابت 2، 3 و 4 بار شکل (3) آورده شده است. همان گونه که مشاهده می‏شود، به‏طور کلی، در فشار ثابت، سرعت جریان، تأثیر محسوسی بر شار تراوه عبوری ندارد؛ به گونه ای که در فشار ثابت 2 بار و در زمان تعادلی 15 دقیقه، با افزایش سرعت عبور جریان از 5/0 به 0/1 متر بر ثانیه، میزان شار تراوه 2/1 برابر گردید؛ اما با این حال، در فشارهای 3 و 4 بار، با افزایش سرعت جریان، شار تراوه اندکی افزایش یافت؛ به گونه ای که در این دو فشار، با افزایش سرعت جریان از 5/0 به 0/1 متر بر ثانیه، شار تراوه به 5/1 برابر افزایش یافت.

 

[1]  Trancemembrane pressure

[2] 1 Trancemembrane pressure

 

img0 

img0 

 

Figure 2- The effect of pressure on the flux of the degumming of corn oil micella (20:80) at flow rate of 0.5 and 1 m/s.

شکل 2- اثر فشار بر شار تراوه مرحله صمغ‏گیری میسلای روغن ذرت (20:80) در سرعت‏های ثابت 5/0 و 1 متر بر ثانیه

 

img0 

img0 

 

img0 

 

Figure 3- The effect of flow rate on the flux of the degumming of corn oil micella (20:80) at constant pressures

شکل 3- اثر سرعت جریان بر شار تراوه در مرحله صمغ‏گیری میسلای روغن ذرت (20:80) در فشارهای ثابت

 

 

-       فرآیند خنثی‏سازی میسلای ذرت 20:80

میسلای روغن ذرت حاوی %20 هگزان در فرآیند خنثی‏سازی در فشار‏های 2 و 3 و 4 بار، در سرعت‏های 5/0 و 1 متر بر ثانیه و در دماهای 30 و 40 و 50 درجه


سانتی‏گراد مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به شکل (4) در دمای ثابت 30 درجه سانتیگراد و سرعت ثابت 5/0 متر بر ثانیه با افزایش فشار، شار تراوه کاهش یافت و همین نتیجه در سرعت ثابت 1 متر بر ثانیه بدست آمد اما مقدار شار


 

img0 

img0 

img0 

img0 

img0 

img0 

 

Figure 4- The effect of pressure on the neutralization process of corn oil (20:80) at a flow rate of 0.5 m/s and temperatures of 30 (a), 40 (b) and 50 C0 (c) and a flow rate of 1 m/s and temperatures of 30 (d), 40 (e) and 50 º C (f).

شکل 4- اثر فشار بر فرآیند خنثی‏سازی میسلای روغن ذرت (20:80) در سرعت ثابت 5/0 متر بر ثانیه و دماهای 30 (a)، 40 (b) و 50 (c) درجه سانتیگراد و سرعت ثابت 1 متر بر ثانیه و دماهای 30 (d)، 40 (e) و 50 (f) درجه سانتیگراد.

 

اختلاف چندانی نداشت. می‏توان نتیجه گرفت که افزایش فشار جریان در مرحله خنثی‏سازی در ابتدا باعث افزایش شار تراوه و سپس بعد از گذشت چند دقیقه روند شار تراوه تغییر پیدا کرد و کاهش پیدا کرد و سپس به حالت پایا رسید؛ در فشارهای پایین با افزایش سرعت جریان میزان شار تراوه کاهش یافت. اما با مقایسه سرعت، بین فشار 2 و 3 بار در دمای ثابت می‏توان نتیجه گرفت که افزایش سرعت جریان در دمای ثابت 30 درجه سانتیگراد و فشار ثابت 2 بار باعث کاهش شار تراوه شد. همچنین افزایش سرعت جریان در دمای ثابت 30 درجه سانتی‏گراد و فشار 3 بار تأثیر قابل توجهی نسبت به فشار 2 بار نداشته است. افزایش سرعت در فشار 2 بار در دماهای 40 و 50 درجه سانتیگراد باعث افزایش شار تراوه شد این در حالی است که افزایش سرعت در فشار 2 بار در دمای 30 درجه سانتیگراد باعث کاهش شار تراوه گردید.

 

-       بررسی اثر توام دما و فشار بر میزان شار تراوه در زمان 15 دقیقه پس از شروع فرآیند (میسلای ذرت 20:80)

در شکل (5) اثر توام دما و فشار بر میزان شار تراوه در شرایط تعادلی آورده شده است. همان گونه که مشاهده می‏شود، افزایش فشار از 3 به 4 بار منجر به افزایش شار شده است ولی از فشار 2 به 3 بار شار کاهش یافته است. از سوی دیگر افزایش دما تقریبا در تمامی فشارها منجر به افزایش شار شده است و سرعت جریان نیز تا حدود شار تراوه را کاهش داده است. درنتیجه شرایط مناسب برای فرآیند غشایی میسلای روغن ذرت شامل، دمای 40 درجه سانتیگراد، فشار 3 بار و سرعت جریان 5/0 متر بر ثانیه می‏باشد.

 

-       بررسی مکانیسم گرفتگی غشاء در میسلای ذرت 20:80

چنان چه پیشتر نیز عنوان شد، بطور کلی، چهار مکانیسم اصلی برای گرفتگی غشاء وجود دارد که شامل بلوکه شدن کامل، بلوکه شدن میانی، تشکیل کیک و بلوکه شدن استاندارد می‏باشند؛ هرمیا در سال 1982 قانونی را ایجاد نمود که با استفاده از آن می‌توان تشخیص داد که کدامیک از مکانیسم‌های گرفتگی مذکور غالب است. بر طبق این قانون از روی منحنی تغییرات حجم تراوه (v) نسبت به زمان (img0) می‌توان به مکانیسم گرفتگی غالب در فرآیند پی برد. بدین صورت که:

الف) در صورتی که منحنی img0 نسبت به img0 خطی باشد مکانیسم تشکیل کیک مکانیسم غالب است.

ب) در صورتی که منحنی img0 نسبت به img0 خطی باشد مکانیسم بلوکه شدن استاندارد غالب است.

ج) زمانی که بلوکه شدن میانی مکانیسم غالب است منحنیimg0 نسبت به img0 خطی خواهد بود.

 

با توجه به قانون هرمیا و همچنین نتایج ذکر شده در جدول (2)، مکانیسم گرفتگی در مرحله صمغ‏گیری، از نوع تشکیل کیک بود اما در مرحله خنثی‏سازی، در فشارهای پایین، غالبا از نوع استاندارد بود و با افزایش فشار، مکانیسم گرفتگی کیک نیز نمایان شد.

 

 

img0 

img0 

 

Figure 5- Examining the effect of temperature and pressure on the amount of flux in 15 minutes after the start of the process (a = 0.5 m/s and b = 0.1 m/s)

شکل 5- بررسی اثر توام دما و فشار بر میزان شار تراوه در زمان 15 دقیقه پس از شروع فرآیند
(m/s 5/0 = a و m/s 0/1 = b)

 

جدول 2- مکانیسم غالب گرفتگی غشا در مراحل صمغ‏گیری و خنثی‏سازی میسلای حاوی % 80 روغن

Table 2- Predominant mechanisms of membrane fouling in degumming and neutralization steps for micella containing 80% oil

 

Row

Experiment type

P(bar)

V(m/s)

T(C0)

R

Blocking type

(t/v)/v

t/( t/v)

Ln(t)/v

Cake formation

1

degumming

2

0.5

-

0.9885

0.9689

0.9239

2

1

-

0.9828

0.9537

0.9137

3

3

0.5

-

0.9821

0.9263

0.8761

4

1

-

0.9816

0.9234

0.8723

5

4

0.5

-

0.9945

0.9437

0.8918

6

1

-

0.9655

0.9056

0.8571

7

neutralization

2

0.5

30

0.9740

0.9825

0.9171

Standard

8

40

0.9267

0.9936

0.9583

9

50

0.9700

0.9858

0.9291

10

1

30

0.8282

0.9981

0.9810

11

40

0.9455

0.9899

0.9561

12

50

0.9759

0.9836

0.8655

13

3

0.5

30

0.7800

0.9992

0.9878

14

40

0.9447

0.9749

0.8514

15

50

0.9997

0.9620

0.9007

Cake formation

16

1

30

0.9196

0.9906

0.9800

Standard

17

40

0.9545

0.9952

0.9221

18

50

0.9836

0.9783

0.9575

Cake formation

19

4

0.5

30

0.7969

0.9987

0.9902

Standard

20

40

0.9726

0.9821

0.9425

21

50

0.9967

0.9621

0.9152

Cake formation

22

1

30

0.8344

0.9966

0.9942

Standard

23

40

0.9728

0.9907

0.9042

24

50

0.9979

0.9692

0.8976

Cake formation

 

 

-       اثر فشار بر شار تراوه میسلای ذرت 30:70 در مرحله صمغ گیری

در شکل (6) اثر فشار بر فرآیند صمغ‏گیری میسلای روغن ذرت (30:70) در سرعت ثابت 5/0 و 1 متر بر ثانیه آورده شده است. نتایج حاصل شده مشابه با میسلای 20:80 بود؛ به گونه ای که با افزایش زمان فرآیند، شار تراوه کاهش می‏یابد و پس از مدتی به حالت پایا رسیده و با گذشت زمان تغییر نمی‏کند همچنین، شار تراوه در مدت زمان یک ساعت نیز اندازه‏گیری شد و مشخص گردید که در این جا نیز مانند میسلای 20:80، زمان رسیدن به تعادل، 15 دقیقه بود. همچنین نتایج نشان داد که برخلاف میسلای 20:80، در سرعت جریان‏های 5/0 متر بر ثانیه، با افزایش فشار از 2 به 4 بار، میزان شار عبوری، افزایش محسوسی داشته و بیش از 3 برابر شده است؛، اما در سرعت جریان 0/1 متر بر ثانیه در زمان 15 دقیقه پس از شروع فرآیند با افزایش فشار از 2 به 4 بار، میزان شار تراوه حدود 9/1 برابر افزایش یافته است و لذا در این مرحله، سرعت جریان پایین تر، نقش موثرتری در شار تراوه در فشارهای بالاتر دارد.

 

-       اثر سرعت جریان بر شار تراوه میسلای روغن ذرت 30:70 در مرحله صمغ گیری

میسلای روغن ذرت در فرآیند صمغ‏گیری در فشارهای 2 و 3 و 4 بار، در سرعت‏های 5/0 و 1 متر بر ثانیه مورد ارزیابی قرار گرفت با توجه به شکل (7) می‏توان نتیجه گرفت که با افزایش سرعت میزان شار تراوه نیز افزایش پیدا کرده است و این اختلاف در فشارهای بالاتر قابل توجه است.

 

-       فرآیند خنثی‏سازی میسلای ذرت 30:70

میسلای روغن ذرت حاوی % 30 هگزان در فرآیند صمغ گیری در فشارهای 2 و 3 و 4 بار، در سرعت‏های 5/0 و 1 متر بر ثانیه و در دماهای 30 و 40 و 50 درجه سانتیگراد مورد ارزیابی قرار گرفت؛ با توجه به شکل (8) می‏توان نتیجه گرفت که افزایش فشار در مرحله خنثی‏سازی اثر مثبتی ندارد و گاهاً باعث کاهش میزان شار تراوه نیز می‏شود. این نتیجه مشابه نتایج مرحله خنثی‏سازی روغن ذرت % 20 هگزان بود.

 

 

img0 

img0 

 

Figure 6- The effect of pressure on flux during the degumming of corn micella oil with 30% hexane 

شکل 6- اثر فشار بر شار تراوه در مرحله صمغ‏گیری میسلاروغن ذرت حاوی 30 در صد هگزان

 

img0 

img0 

img0 

 

Figure 7- The effect of flow rate on flux during the degumming of corn micella oil with 30% hexane 

شکل 7- اثر سرعت بر شار تراوه در مرحله صمغ‏گیری میسلا روغن ذرت حاوی % 30 هگزان.

 

 

می‏توان نتیجه گرفت که مشابه نتایج قبلی افزایش سرعت در افزایش میزان شار تراوه در فشار 2 بار اثر مثبتی داشته است ولی در فشارهای 3 و 4 بار اثر قابل توجهی نداشته است. شکل (8) اثر دما و فشار عملیاتی را بر میانگین شار تراوه نشان می‏دهد. با توجه به شکل می‌توان نتیجه گرفت که افزایش دما باعث افزایش شار تراوه شده است. در واقع می‏توان به این نتیجه رسید که دمای 40 درجه سلسیوس نسبت به دماهای دیگر نتیجه بهتری نشان داد. همچنین می‏توان نتیجه گرفت که شار تراوه در دمای 40 درجه سلسیوس بالاتر از شار تراوه با دمای 30 و 50 درجه سلسیوس می‌باشد و این اختلاف در فشار 3 بار بیشتر مشهود است.

 

img0 

img0 

img0 

img0 

img0 

img0 

Figure 8- The effect of pressure on the neutralization process of corn oil (30:70) at a flow rate of 0.5 m/s and temperatures of 30 (a), 40 (b) and 50 º C (c) and a constant flow rate of 1 m/s and temperatures of 30 (d), 40 (e) and 50 º C (f)

شکل 8- اثر فشار بر فرآیند خنثی‏سازی میسلای روغن ذرت (30:70) در سرعت ثابت 5/0 متر بر ثانیه و دماهای30 (a)، 40 (b) و 50 (c)درجه سانتیگراد و سرعت ثابت 1 متر بر ثانیه و دماهای 30 (d)، 40 (e) و 50 (f) درجه سانتیگراد

 

 

-       بررسی اثر توام دما و فشار بر میزان شار تراوه در زمان 15 دقیقه پس از شروع فرآیند (میسلای ذرت 30:70)

در شکل (9) مشاهده می‏شود که افزایش فشار منجر به


کاهش شار شده است. افزایش دما نیز در تمامی فشارها منجر به افزایش شار تراوه شده است و با افزایش سرعت جریان شار تراوه افزایش داشته است. بنابراین، شرایط ایده ال برای فرآیند غشایی میسلای روغن ذرت % 30 شامل دمای 40 درجه سانتی‏گراد، فشار 2 بار و سرعت جریان 1 متر بر ثانیه می‏باشد.

 

-       بررسی مکانیسم گرفتگی‏ غشاء (میسلا ذرت 30:70)

مکانیسم گرفتگی میسلای روغن ذرت حاوی %30 هگزان


در فرآیند صمغ گیری در فشارهای 2 و 3 و 4 بار ، در سرعت‏های 5/0 و 1 متر بر ثانیه و در دماهای 30 و 40 و 50 درجه سانتیگراد مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به جدول (3) می‏توان نتیجه گرفت که در مرحله صمغ‏گیری مکانیسم گرفتگی غالب اکثرا از نوع تشکیل کیک بود و در مرحله خنثی‏سازی در فشار 2 بار از هر دو نوع استاندارد و تشکیل کیک بود و با افزایش فشار مکانیسم به نوع استاندارد تغییر پیدا کرد. در مرحله خنثی‏سازی محدوده گرفتگی از نوع استاندارد شروع شدند و در نهایت به کیک رسیدند. 

 

 

img0 

img0 

 

Figure 9- Investigating the effect of temperature and pressure on the amount of flux in 15 minutes after the start of the process (a = 0.5 m/s and b = 0.1 m/s)

شکل 9- بررسی اثر توام دما و فشار بر میزان شار تراوه در زمان 15 دقیقه پس از شروع فرآیند
(m/s 5/0 = a و m/s 0/1 = b)

 

جدول 3- مکانیسم غالب گرفتگی غشا در مراحل صمغ‏گیری و خنثی‏سازی میسلای حاوی % 70 روغن

Table 3- Predominant mechanisms of membrane fouling in degumming and neutralization steps for micella containing 70% oil

Row

Experiment type

P(bar)

V(m/s)

T(C0)

R

Blocking type

(t/v)/v

t/( t/v)

Ln(t)/v

1

degumming

2

0.5

-

0.9751

0.9198

0.8727

Cake formation

2

1

-

0.9695

0.9122

0.8653

3

3

0.5

-

0.9726

0.9806

0.9452

Standard

4

1

-

0.9393

0.8828

0.8430

Cake formation

5

4

0.5

-

0.8881

0.8398

0.8225

6

1

-

0. 8994

0.8473

0.8274

7

neutralization

2

0.5

30

0.8335

0.9988

0.9761

Standard

8

40

0.9238

0.8765

0.8256

Cake formation

9

50

0.9963

0.9693

0.9101

10

1

30

0.9215

0.9908

0.9757

Standard

11

40

0.9699

0.9950

0.8992

12

50

0.9980

0.9859

0.9013

Cake formation

13

3

0.5

30

0.7492

0.9993

0.9925

Standard

14

40

0.7893

0.9948

0.9358

15

50

0.8702

0.9903

0.9044

16

1

30

0.6670

0.9995

0.9805

17

40

0.8591

0.9994

0.9454

18

50

0.8726

0.9840

0.9675

19

4

0.5

30

0.8144

0.9980

0.9907

20

40

0.6868

0.9998

0.9835

21

50

0.7777

0.9997

0.9717

22

1

30

0.7931

0.9986

0.9925

23

40

0.7387

0.9999

0.9772

24

50

0.8958

0.9952

0.9359

 

 

-       نتایج پارامترهای فیزیکوشیمیایی روغن ذرت %20 و %30 طی تصفیه کلاسیک و تصفیه غشایی طی عبور از مرحله اول و مرحله دوم فیلتراسیون غشایی

نتایج پارامترهای فیزیکو شیمیایی روغن ذرت و مقایسه روش غشایی و روش کلاسیک به شرح جدول (4) می‏باشد.

 

-       اندازه گیری عدد اسیدی روغن ذرت

با توجه به نتایج موجود در جدول (4)، مقدار عدد اسیدی در روش غشایی به شکل معناداری در فیلتراسیون دوم در هر دو روغن ذرت %20 و % 30 نسبت به روغن خنثی شده و حتی رنگبری شده کاهش یافته است (p < 0.01) به گونه ای که میزان عدد اسیدی برای روغن رنگبری شده به روش کلاسیک، % 1/0 اما برای هر دو میسلای روغن تصفیه شده به روش غشایی % 05/0 بود. 

 

-       اندازه گیری اندیس پراکسید

مقايسه عدد پراكسيد تراوه دو میسلای مورد مطالعه با روغن تصفيه شده به روش متداول، نشان مي دهد اندیس پراکسید روغن حاصل از تصفيه غشايي بيشتر از  روغن تصفيه شده به روش متداول است. به گونه ای که میزان اندیس پراکسید در روش نصفیه متداول به صفر رسیده است؛ اما در روش غشایی به meq/kg 11/1 رسیده که البته در محدوده قابل قبول  (یعنی کمتر از meq/kg 10) می‏باشد و نشانگر کاهش % 63 ی اندیس پراکسید بود و موید عملکرد مناسب غشا می‏باشد. این نتایج بیانگر آن است که در هر دو روش تصفیه شیمیایی و غشایی میزان اندیس پراکسید در بازه قابل قبولی می‏باشد.

 

-       فسفر و فسفاتیدها روغن ذرت

با توجه جدول (4)، مقدار فسفر و فسفاتیدها در مورد هر دو روغن ذرت % 20 و %30 پس از فیلتراسیون دوم و همچنین روش تصفیه شیمیایی، به یک میزان کاهش یافته است؛ به گونه ای که میزان فسفر در هر سه تیمار، mg/kg 03/0 و میزان فسفاتیدها نیز % 00009/0 بود که به لحاظ آماری با هم اختلاف معناداری ندارند (p> 0.01).

 

-       رنگ سنجی

با توجه به جدول (4) میزان شاخص قرمزی رنگ در روش غشایی به شکل معناداری پس از فیلتراسیون دوم کاهش یافته است؛ به گونه ای که این شاخص برای روغن 20:80 به میزان 8/2 و برای روغن 30:70 به 4/2 رسیده است؛ همچنین این شاخص پس از طی مرحله رنگبری در روش کلاسیک، به 1/2 رسیده که اختلاف معنی‏داری با روش غشایی ندارد (p < 0.01) و نیز که نشان دهنده ظرفیت مناسب سیستم غشایی جهت کاهش رنگ می‏باشد. در ارتباط با شاخص زردی رنگ روغن نیز روغن خام و


 

 

جدول 4- نتایج پارامترهای فیزیکوشیمیایی روغن ذرت% 20 و % 30 طی تصفیه کلاسیک و عبور مرحله اول و دوم فیلتراسیون غشایی

Table 4- The results of the physicochemical parameters of corn oil with 20% and 30%hexzane during classical refining and passing the first and second stages of membrane filtration

Yellowness index (Y)

Redness index (R)

phosphatide (%)

phosphorus (mg/kg)

peroxide (meq/kg)

Acid value (mgKOH/g)

Refining phase

Oil type

70a

5.4a

0.69c

230c

3.08a

4.5a

Crude oil

Chemical method (classical)

70a

5.5a

0.79b

265b

3a

4.8a

Degumming

70a

3.9b

0.00009d

0.03 d

2.7b

0.08c

Neutralization

57c

2.1c

0.00009d

0.03 d

0f

0.1 c

Bleaching

65b

4.2b

0.89a

297a

1.66c

3.4b

Filteration1 

Corn 20%

60c

2.8c

0.00009d

0.03 d

1.11cd

0.05d

Filteration2

65b

4.2b

0.89a

296a

1.59c

3.45b

Filteration1

Corn 30%

60c

2.4c

0.00009d

0.03 d

1.11cd

0.05d

Filteration2

میانگین ± انحراف معیار استاندارد گزارش شده است. حروف لاتین غیر مشابه نشان دهنده معناداری در سطح احتمال کوچک‏تر از % 1 می‏باشد
 (01/0 >P).

The mean ± standard deviation is reported. Non-similar Latin letters indicate significance at a probability level smaller than 1% (P < 0.01).

 

 

همچنین روغن‏های عبور کرده از مرحله صمغ گیری و خنثی سازی بالاترین میزان رنگ زرد را داشته‏اند. کمترین میزان رنگ زرد در روغنی است که پس از مرحله بی رنگ کردن بدست آمده است اما اختلاف معناداری در زمینه این شاخص بین این روغن و روغن‏های ذرت % 20 و%30 که از مرحله فیلتراسیون دوم عبور کرده اند وجود ندارد
(p> 0.01). یافته‏های مذکور، منطبق با استاندارد ملی ایران به شماره 5110 با عنوان "اندازه گیری رنگ در روغن ها و چربی‏های خوراکی" می‏باشد؛ به گونه‏ای که مطابق استاندارد مذکور، بیشینه رنگ زرد و قرمز، به ترتیب نباید از اعدد 70 و 9 تجاوز کند (INSO, 1999).

 

بحث

-       تأثیر فشار و سرعت جریان بر فرآیند صمغ گیری

همانگونه که در بخش نتایج نیز ذکر گردید، پس از گذشت مدن زمان 15 دقیقه، شار تراوه به حالت پایا رسیده و با گذشت زمان تغییر نمی‏کند که این یافته، همسو با نتایج Salehi و همکاران (2010)، Rafe و همکاران (2012) و Subramanian و همکاران (2001) می‏باشد؛ زمان لازم برای رسیدن به این حالت پایا به خصوصیات خوراک، نوع غشاء و شرایط حاکم بر عملیات (دما، فشار و سرعت جریان) بستگی دارد. علت رسیدن به شرایط پایا احتمالاً به تعادل رسیدن ضریب نفوذ برگشتی و سرعت انتقال همرفتی مواد به سطح غشاء با یکدیگر است (Subramanian et al., 2001; Rafe et al, 2012).

همچنین مطابق نتایج، برای میسلای ذرت 20:80، با افزایش فشار و سرعت جریان خوراک، شار تراوه نیز افزایش یافت و Akdemir و Ozer (2008) و García و همکاران (2006) نیز در پژوهش‏های خود چنین نتایجی را گزارش کردند. علت این امر را می‏توان به افزایش نیروی محرکه1 جریان همرفتی به سطح غشاء مرتبط دانست که مطابق با قانون دارسی می‏باشد. به عبارتی، افزایش فشار در محـدوده معینی منجر به افزایش شار تراوه می‏شود و در فشارهای بالاتر، شـار تراوه تحت کنترل فرآیند انتقال جرم است. فشاري که در آن شار تراوه به حد ثابت می‏رسد را می‏توان فشار بهینه تلقی نمـود. در ایـن فشـار، شار تراوه به بیشترین حد خود می‏رسد و تمایل اندکی به تشکیل لایـه کیکی در سطح غشاء دارد (Akdemir and Ozer, 2008 García et al., 2006; Tres et al., 2009; ). اما در میسلای ذرت 30:70، مشخص گردید که با افزایش فشار، مقدار شار تراوه بر خلاف میسلای 20:80، در سرعت جریان پایین‏تر، بیشتر بود که منطبق با یافته‏های (2002) Alicieo بود اما با نتایج Tress و همکاران (2009) مغایرت داشت. احتمالاً دلیل این امر را می‏توان به ویسکوزیته کمتر میسلا و همچنین گرفتگی کمتر غشا (ناشی از مقدار روغن کمتر و مقدار بیشتر هگزان) نسبت داد که سبب می‏گردد در سرعت جریان پایین تر، حجم شار تراوه نیز افزایش یابد (Alicieo et al., 2002).

 

-       -تأثیر فشار، دما و سرعت جریان، بر فرآیند خنثی‏سازی2

 

نتایج نشان داد که با افزایش دما مقدار شار تراوه افزایش می‏یابد که ناشی از کاهش ویسکوزیته میسلا و روان تر شدن آن می‏باشد؛ همچنین مشخص گردید که افزایش نرخ جریان در فشار کم نیز باعث افزایش شار تراوه می‏شود که این نتایج با یافته‏های Wibisonoa و همکاران (2019) همسویی داشت. به طور کلی می‏توان نتیجه گرفت که افزایش دما در حالت کلی اثر قابل توجهی بر روی افزایش شار تراوه داشته است ولی با توجه به شکل (4) می‏توان به این نتیجه رسید که دمای 40 درجه سانتیگراد نسبت به دماهای دیگر شار تراوه بیشتری را به همراه داشت. صرفنظر از دمای مورد استفاده، مشخص گردید که با افزایش فشار، شار تراوه در هر دو میسلای 20:80 و 30:70 کاهش بافت که این نتایج با یافته‏های Salehi و همکاران (2007) و Rafe و همکاران (2012) همسویی داشت. در توضیح این پدیده، Rafe و همکاران (2012) گزارش کردند که با افزایش دما از 30 تا 40 درجه سانتی‏گراد، مقدار شار تراوه افزایش یافته اما با رسیدن به دمای 50 درجه سانتیگراد، این مقدار کاهش یافته است. همچنین آن ها گزارش نمودند که با افزایش زمان و فشار نیز شار تراوه کاهش یافت که دلیل احتمالی آن را به دام افتادن بیشتر اسیدهای چرب در میسل‏های فسفولیپیدی

ذکر کردند. همچنینKumar و Roy (2008) نیز در این زمینه گزارش نمودند که عموما پارامترهاي عملیاتی نقش بسزایی را در کاهش شار تراوه ایفا می‏کنند، به طور خاص، افزایش در فشار عملیاتی باعث تشکیل لایه کیک با دانسیته بالاتر روي سطح غشا می‏گردد که در نهایت منجر به گرفتگی کامل حفرات شده و حجم شار تراوه کاهش می‏یابد.

 

-       بررسی مکانیسم گرفتگی غشا

عامل اصلی محدود کننده به کار گیری فرآیندهای غشایی تحت فشار، گرفتگی است که به دلیل تجمع، رسوب و جذب ذرات کوچک روی سطح غشاء و رسوب مواد محلول ریزتر در میان منافذ غشاء است ( Guo, 2012 and Ngo). در هر دو میسلای مورد بررسی، در مرحله صمغ گیری، گرفتگی عمدتاً از نوع تشکیل کیک بود که مهم ترین دلیل آن برهمکنش میان ترکیبات قطبی با میسل‏های فسفولیپیدی می‏باشد که به منجر به افزایش سایز ناخالصی ها شده که خود منجر به انسداد دهانه منافذ غشا شده (Niazmand et al., 2013) و با گذشت زمان، یک لایه کیک در سطح غشا تشکیل می‏دهد و حتی منجر به گرادیان منفی در سطح غشا می‏گردد؛ شایان ذکر است که این امر سبب می‏گردد علاوه بر مقاومت ذاتی غشا، مقاومت مربوط به لایه کیک نیز بر کاهش شار تراوه اثرمضاعف گذارد و شار تراوه را به صفر برساند (Amiri Rigi and Kazemi Moghadam, 2017).

در مرحله خنثی سازی نیز، در میسلای 20:80 در فشارهای پایین، گرفتگی از نوع استاندارد بود اما در فشار، شدت جریان و دمای بالا، گرفتگی به سمت تشکیل کیک رفت که این نتایج با یافته‏های Rashidian و همکاران (2023) مطابقت دارد؛ علت این امر را می‏توان به تشکیل مقادیر بالاي ترکیبـات صـابونی در سطح غشـاء و گرفتگی شدید غشا نسبت داد (Hafidi, 2005)؛ اما در میسلای 30:70، گرفتگی در مرحله خنثی سازی، کاملا از نوع استاندارد بود که احتمالا به دلیل نسبت بالاتر حلال به روغن می‏باشد که سبب کاهش ویسکوزیته و عبور راحت تر صابون از سطح منافذ غشا و گیر افتادن آن در لایه داخلی غشا و تشکیل گرفتگی از نوع استاندارد گردید.

-       مقایسه پارامترهای فیزیکوشیمیایی روغن ذرت تصفیه شده با نسبت هگزان: روغن 20:80 و 30:70 با روغن تصفیه شده به روش کلاسیک

يکي از پارامتر هاي مهم در فرآيند تصفيه روغن هاي خوراکي، مقدار % اسيدهاي چرب آزاد آن مي باشد؛ به گونه اي که هر چه  % اسيد هاي چرب بيشتر باشد افت روغن در طي فرآيند بيشتر مي گردد؛ لذا حتما باید از روغن حذف شوند (Rafe et al., 2012). بیشترین میزان عدد اسیدی نیز در روغن خام ذرت مشاهده شده است؛ زیرا در روغن‏های خام، هیدرولیز تری گلیسریدها، موجب تشکیل اسیدهای چرب آزاد در روغن می‏شود و این به نوبه خود سبب تسریع هیدرولیز تری گلیسریدهای دیگر خواهد شد و در نتیجه عدد اسیدی افزایش می‏یابد (Rafe et al., 2007). مطابق نتایج، روش تصفیه غشایی، نسبت به روش تصفیه کلاسیک، کارایی بیشتری در زمینه کاهش عدد اسیدی داشت؛ این نتایج، با یافته‏های Rashidian و همکاران (2023) مطابقت داشت؛ آن ها گزارش دادند که تصفیه روغن ذرت به کمک غشای سرامیکی، در مقایسه با روش سنتی، اسیدهای چرب آزاد را تا % 99 کاهش داد. این موضوع دلالت بر آن دارد که فیلتراسیون غشایی قابلیت اجرایی لازم جهت کاهش میزان اسیدهای چرب آزاد را داشته است؛ در توضیح چرایی این موضوع، باید عنوان نمود که عمده اسید چرب تشکیل دهنده روغن ذرت، اسید پالمیتیک، اسید اولئیک و اسید لینولئیک می‏باشد که روی هم بیش از % 80 ترکیب اسید چرب‏های این روغن را تشکیل می‏دهند (Dupont et al., 1990) و به ترتیب دارای وزن مولکولی 254/0، 282/0 و 280/0 کیلودالتون می‏باشند (Hynes, 2016) و از آن جایی که غشای PVDF با اندازه منافذ 22/0 میکرومتر، مناسب برای جداسازی اجزای با وزن مولکولی کمتر از 20 کیلودالتون می‏باشد (Liu et al., 2023)، به خوبی قادر است از عبور این اسیدهای چرب به همراه تراوه جلوگیری کرده و سبب کاهش عدد اسیدی روغن می‏گردد. همچنین مشخص گردید که در هر دو نوع میسلای روغن ذرت حاوی %20 و %30  هگزان در مرحله فیلتراسیون اول، مقدار عدد اسیدی نسبت به روغن خام کاهش یافته است اما همچنان اندکی بالاتر از عدد اسیدی مرحله دوم فیلتراسیون غشایی می‏باشد که می‏تواند به دلیل شرایط اسیدی ایجاد شده بوسیله فسفریک اسید اضافه شده در این مرحله باشد.

نتایج مربوط به اندیس پراکسید نیز آشکار ساخت که روش غشایی توانایی قابل قبولی در کاهش اندیس مربوطه داشته است اما کمترین میزان اندیس پراکسید مربوط به روغن تصفیه شده در روش شیمیایی پس از بیرنگ کردن روغن است که صفر شده است و دلیل آن هم کاهش میزان ترکیبات اکسایش یافته به همراه رنگ در مرحله رنگبری است. از سوی دیگر، حذف آنتي اكسيدان هاي طبيعي مانند تركيبات فنلي، و مجاورت با هوا طي اولترافيلتراسيون ممكن است از جمله عوامل بالاتر بودن عدد پراكسيد در فيلتراسيون غشايي محسوب شوند (Niazmand et al., 2013).

نتایج مربوط به فرآیند صمغ گیری نشان داد، در روغن صمغ گیری شده با روش تصفیه کلاسیک، میزان فسفر، نسبت به روغن خام بیشتر می‏باشد؛ Hafidi و همکاران (2005) در این زمینه گزارش نمودند که استفاده از پیش تیمار اسید فسفریک، منجر به نفوذ نمک‏های اسید فسفریک در تراوه شده و محتوای فسفر میسلا را افزایش می‏دهد. اما در مرحله خنثی سازی، فسفولیپیدها؛ ضمن برهمکنش با صابون از میسلا خارج شده و این امر منجر به کاهش بیش از % 99 ی فسفر در روغن خنثی شده گردید. همچنین نتایج نشان داد که محتوای فسفر تراوه در مرحله صمغ گیری (فیلتراسیون اول) نیز نسبت به محتوای فسفر روغن خام بیشتر می‏باشد. این نتایج با یافته‏های Wibisonoa و همکاران (2019) مطابق داشت؛ آن ها گزارش نمودند که استفاده از غشای سرامیکی، قادر است میزان فسفولیپیدها در روغن ذرت را تا % 92 کاهش دهد؛ همچنین Abdellah و همکاران (2019) نیز گزارش کردند که کاربرد غشای پلی‏اکریلونیتریل3 قادر است تا % 95 فسفولیپیدها را از روغن کلزا حذف نماید که همسو با نتایج پژوهش حاضر می‏باشد. در توضیح این پدیده می‏توان گفت، افزودن اسید فسفریک به روغن خام در طی فرآیند صمغ گیری، سبب هیدراته شدن فسفولیپیدها شده و این به نوبه خود زمینه آزادسازی فسفولیپیدهای غیر قابل هیدراته2 را فراهم می‏نماید. چنین فرآیندی سبب برهمکنش فیزیکی بین این دو نوع فسفولیپید و تشکیل میسل‏های فسفولیپیدی می‏گردد. به عبارت دیگر، فسفولیپیدهای قابل هیدراتاسیون، انواع غیر قابل هیدراتاسیون را محصور کرده (Subramanian et al., 2001) و سبب پراکنده شدن حداکثری فسفر در میسلا می‏گردد که ممکن است در مرحله فیلتراسیون اول، به دلیل اندازه مولکولی پایین به میزان لازم کاهش پیدا نکند و به همراه تراوه از فیلتر عبور نماید که این امر می‏تواند سبب افزایش محتوای فسفر تراوه پس از فیلتراسیون اول گردد؛ اما در مرحله بعد، افزودن محلول آبی هیدروکسید سدیم، علاوه بر کاهش ویسکوزیته (Hafidi et al., 2005)، که عبور میسلا از غشا را تسهیل و احتمال گرفتگی را کمتر می‏کند، منجر به تشکیل صابون می‏گردد که این امر خود سبب اتصال میان صابون و فسفولیپیدها شده و از این طریق با بزرگ تر کردن ساختار میسل‏های فسفولیپید (متصل به صابون)، کمک بیشتری به عدم عبور آن از منافذ غشا نموده و در نتیجه محتوای فسفر پس از فیلتراسیون دوم، به میزان روش تصفیه کلاسیک کاهش یافت؛ از این رو مشخص گردید که استفاده از فناوری غشایی با صرف انرژی و هزینه پایین تر قابلیت مناسبی در زمینه کاهش صمغ ها دارد. 4

 

نتایج مربوط به کاهش رنگ روغن نیز نشان داد، روغن ذرت خام به دلیل داشتن کاروتنوئیدها، دارای رنگ قرمز تیره مایل به زرد می‏باشد و معمولاً به یک روغن با رنگ روشن فراوری می‏شود (Sedaghat Borujeni et al., 2021). لذا در ارتباط با شاخص‏های رنگ سنجی روغن ها با دستگاه لاویباند، دو شاخص زردی و قرمزی از اهمیت بالایی برخوردارند که در این میان قرمزی نسبت به زردی مهمتر است. کمترین میزان شاخص قرمزی رنگ، مربوط به روغن رنگبری شده در تصفیه کلاسیک است چرا که هدف این مرحله، جداسازی رنگدانه‏ها از میسلا می‏باشد. اما لازم است خاطر نشان گردد که روغن‏های تصفیه شده در روش غشایی نیز از نظر شاخص قرمزی رنگ به روغن رنگبری شده به روش شیمیایی نزدیک هستند که نشان از ظرفیت قابل قبول رنگبری در سیستم‏های غشایی دارد؛ به گونه ای که به لحاظ آماری، از نظر شاخص قرمزی، بین روغن رنگبری شده با روش شیمیایی و روغن حاصل از فیلتراسیون مرحله دوم اختلاف معناداری وجود ندارد (p< 0.01). در رابطه با رنگ زرد نیز مشخص گردید که روش فیلتراسیون غشایی، توانایی کمتری در کاهش این رنگدانه داشت و روش کلاسیک کارایی و عملکرد بهتری از خود به نمایش گذاشت؛ اما همچنان به لحاظ آماری، تفاوت معنی‏داری میان شاخص زردی روغن رنگبری شده با روش شیمیایی و روغن حاصل از فیلتراسیون مرحله دوم وجود نداشت (p< 0.01). مهم ترین دلیل کمتر بودن شاخص رنگ زرد و قرمز، در روغن تصفیه شده به روش کلاسیک نسبت به روش فیلتراسیون غشایی، حذف بخشی از آن توسط فرآیند خنثی سازی می‏باشد که به فرآیند رنگبری توسط خاک رنگبر کمک بیشتری نموده و سبب کاهش بیشتر رنگ زرد و قرمز در روغن تصفیه شده به روش کلاسیک داشت (Patel et al., 2016)؛ اما با این وجود، نتایج نشان داد که فرآیند غشایی قادر است میزان هر دو رنگ قرمز و زرد را تا حدود پایین تر از مقدار تعریف شده در استاندارد و حدود قابل قبول، کاهش دهد که این به معنای عملکرد مناسب و کارایی بالای فرآیند غشایی در زمینه رنگبری روغن ذرت می‏باشد؛ Subramanian و همکاران (2001) در توضیح این پدیده عنوان نمودند که عدم عبور ترکیبات رنگی به همراه تراوه، به دلیل به دام افتادن آن ها در میسل‏های فسفولیپیدی موجود در روغن خام می‏باشد که این امر مانع از عبور این ترکیبات رنگی به همراه تراوه شده و در نتیجه محتوای رنگ تراوه کاهش می‏یابد. این نتایج با یافته‏های Rafe و همکاران (2012) مطابقت داشت اما همسو با یافته‏های Subramanian و همکاران (2001) نبود؛ آن‏ها گزارش کردند که علیرغم وجود تفاوت در اندازه‌های مولکولی بین تری‏آسیل گلیسرول‏ها، کاروتنوئیدها و کلروفیل II، فرآیند فیلتراسیون غشایی، چندان کارایی لازم برای جداسازی رنگدانه‏ها را ندارد.

 

نتیجه گیری

در پژوهش حاضر، به بررسی و مقایسه کارایی دو روش "فیلتراسیون غشایی (به کمک غشای PVDF)" و "تصفیه کلاسیک" در صمغ گیری، خنثی سازی و رنگبری روغن خام ذرت پرداخته شد و شرایط بهینه عملکرد غشا (دما، فشار و نرخ جریان) از منظر "حداکثر شار تراوه"مشخص گردید؛ نتایج نشان داد که برای میسلای 20:80، شرایط بهینه عملکرد غشا، دمای 40 درجه سانتیگراد، فشار 3 بار و سرعت جریان 5/0 متر بر ثانیه و برای میسلای 30:70 نیز شرایط بهینه عملکرد غشا، دمای 40 درجه سانتی‏گراد، فشار 2 بار و سرعت جریان 1 متر بر ثانیه بود. همچنین نتایج آزمون‏های فیزیکوشیمیایی نیز آشکار ساخت که در مورد عدد اسیدی، تفاوت معنی داری میان دو روش وجود داشت و روش تصفیه غشایی در کاهش عدد اسیدی، عملکرد بهتری نسبت به روش کلاسیک داشت؛ اما در کاهش اندیس پراکسید، روش کلاسیک، به‏طور معنی‏داری عملکرد بهتری از خود به نمایش گذاشت؛ در فرآیند صمغ گیری نیز تفاوت معنی‏داری میان دو روش وجود نداشت و میزان باقیمانده فسفر و فسفاتید در هر دو روش به یک اندازه بود و در نهایت این که نتایج آزمون رنگ سنجی نیز نشان داد که تفاوت معنی‏داری میان شاخص زردی و قرمزی در دو روش وجود نداشت اما روش کلاسیک، نسبت به‏روش غشایی، اندکی عملکرد بهتری در کاهش شاخص‏های مذکور داشت. لذا با همه این تفاسیر، می‏توان نتیجه گرفت که با استفاده از فرآیند هاي غشایی در صنایع تصفیه روغن، می‏توان به واسطه استفاده از دماهای پایین‏تر، حذف خاک رنگبر و در نتیجه، مصرف کمتر انرژی (نسبت به فرآیندهای نصفیه کلاسیک)، به نتایج مطلوب دست یافت.

 

منابع

Abdellah, M. H., Liu, L., Scholes, C. A., Freeman, B. D. & Kentish, S. E. (2019). Organic solvent nanofiltration of binary vegetable oil/terpene mixtures: Experiments and modelling. Journal of Membrane Science, 573, 694–703. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2018.12.026.

Aghaei, A., Mirsaeedghazi, H. & Ramezan, Y. (2017). Simulation of the Effect of Centrifugation on Membrane Efficiency by Using Computational Fluid Dynamics During the Clarification of Pomegranate Juice. Nutrition and Food Sciences Research, 4 (4), 25-30. http://dx.doi.org/10.29252/nfsr.4.4.4. [In Persian].

Akdemir, E. O. & Ozer, A. (2008). Application of a statistical technique for olive oil mill wastewater treatment using ultrafiltration process. Separation and Purification Technology, 62, 222-227. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2008.01.006.

Alicieo, T.V.R., Mendes, E.S., Pereira, N.C. & Lima, O.C.M. (2002). Membrane ultrafiltration of crude soybean oil.  

[1]  Driving force

[2] 1 Driving force

[3]  Polyacrylonitrile 

[4] 1 Polyacrylonitrile                         Nonhydratable

Desalination, 148 (1-3), 99-102. https://doi.org/10.1016/S0011-9164(02)00660-4.

Almeida, R.L., Ravagnani, M. & Modenes, A.N. (2010). Soybean oil extraction in belt extractors with miscella recirculation, Chem. Eng. Process. Process Intensif, 49, 996–1005. https://doi.org/10.1016/j.cep.2010.07.002.

Anon. (1999). Measurement of the color of vegetable and animal oils. Method of test. Iran national standard, No. 5110, 1st ed.

Anon. (2009). Official Methods and Recommended Practices of the American Oil Chemist’s Society, fifth ed. AOCS Press, Illinois.

Anon. (2021). Vegetable and animal oils and fats - measurement of acid number and acidity. Method of test, Iran national standard, No. 4178, 2nd ed.

Anon. (2017). Vegetable and animal oils and fats - measurement of peroxide amount by iodometric method - determination of end point by visual method. Method of test. Iran national standard, No. 4179, 2nd ed.

Amiri-Rigi, Z. & Kazemimoghaddam, M. (2017). Modeling of membrane fouling in ultrafiltration of skim milk. Journal of Food and Science, 72(14), 231-241. [in Persian]

Azmi, A.R., Gog, P., Ismail, A.F., Lau, W.J., Othman, N.H. Noor, A.M. & Yusoff, M.S.A. (2015). Deacidification of crude palm oil using PVA-crosslinked PVDF membrane, Journal of Food Engineering, 166, 165-173. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2015.06.001

Basso, R. C., Gonçalves, L. A. G., Grimaldi, R. & Viotto, L. A. (2009). Degumming and production of soy lecithin, and the cleaning of a ceramic membrane used in the ultrafiltration and diafiltration of crude soybean oil. Journal of Membrane Science, 330, 127-134. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2008.12.052.

de Souza., Pereira, M., Cunha Petrus, J.C., Guaraldo Goncalves, L.A. & Viotto, L.A. (2008). Degumming of corn oil/hexane miscella using a ceramic membrane. Journal of Food Engineering, 86, 557–564. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2007.11.006

Drobny, J.G., (2009). Technology of Fluoropolymers, 2nd Edition, CR Press

Doshi, K., Trivedi, Y., Ray, PP. & Singh, S. (2019). Degumming of crude vegetable oil by membrane separation: probing structure-performance and stability of PVDF membranes, Separation Science and Technology, 54, 360–369. https://doi.org/10.1080/01496395.2018.1488867

Dupont J., White, P.J., Carpenter, M.P., Schaefer, E.J., Meydani, S.N., Elson, C.E., Woods, M. & Gorbach, S.L. (1990). Food uses and health effects of corn oil. J Am Coll Nutr. 9(5):438-70. https://doi.org/10.1080/07315724.1990.10720403. PMID: 2258533.

García, A., Álvarez, S., Riera, F., Álvarez, R. & Coca, J. (2006). Sunflower oil miscella degumming with polyethersulfone membranes: effect of process conditions and MWCO on fluxes and rejections. Journal of Food Engineering, 74, 516–522. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2005.03.038.

Ghosh, M. (2007). Review on Recent Trends in Rice Bran Oil Processing. Journal of American Oil Chemist Society, 84, 315-324. https://doi.org/10.1007/s11746-007-1047-3

Guo, W., Ngo, H. H. & Li, J. (2012). "A mini-review on membrane fouling", Bioresource Technology, 122, 27– 34. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2012.04.089

Hafidi, A., Pioch, D. & Ajana, H. )2005(. Membrane-based simultaneous degumming and deacidification of vegetable oils. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 6, 203-212. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2004.12.001.

Haynes, W.M. (2016). CRC Handbook of Chemistry and Physics (97th ed.). Boca Raton: CRC Press. pp. 3–338. ISBN 978-1-4987-5429-3.

Kang, G. & Cao, Y. (2014). Application and modification of poly (vinylidene fluoride) (PVDF) membranes – A review. Journal of Membrane Science, 463, 145-165. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2014.03.055

Khansanami., M., Esfandiar., A. & Ghanbari, H.R. (2021). Studying absorbtion of Cathionic pigments through PVDF nano-composite membrain- Griffin Oxide sheets. Journal of Iran physics research, 21(2), 283-291. https://doi.org/10.47176/ijpr.21.2.61070 [in Persian]

Kumar, S.M. & Roy, S. (2008). Recovery of water from sewage effluents using alumina ceramic microfiltration membranes. Separation Science and Technology, 43(5), 1034-1064. https://doi.org/10.1080/01496390801910187

Kong, W., Baeyens, J., Qin, P., Zhang, H. & Tan, T. (2018). Towards an energy-friendly and cleaner solvent-extraction of vegetable oil. Journal of Environmental Management, 217, 196–206. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.03.061.

Li, X., Cai, W., Wang, T., Wu, Z., Wang, J., He, X. & Li, J. (2017). AF2400/PTFE composite membrane for hexane recovery during vegetable oil production. Separation and Purification Technology, 181, 223–229. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2017.02.051.

Liu, D., Wu, H., Cui, S. & Zhao, Q. (2023). Comprehensive Optimization of Western Blotting. Gels, 9(8),652. https://doi.org/10.3390/gels9080652.

Manjula, S. & Subramanian, R. (2006). Membrane technology in degumming, dewaxing, deacidifying, and decolorising edible oils.Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 46, 569–592. https://doi.org/10.1080/10408390500357746.

Niazmand, R., Farhoosh, R. & Razavi, S.M.A. (2011). Micelle-enhanced Ultrafiltration of chemical pretreated crude canola oil miscella. Journal of Food Engineering, 2, 1-16. https://doi.org/10.1515/1556-3758.2680. [In Persian]

Niazmand, R., Farhoosh, R., Razavi, S.M.A. & Mousavi, S.M. (2013). Investigation of Effect Membrane Refining Process On Oxidative Indexes of Canola Oil. Iranian Journal of Food Science and Technology, 10(40), 81-91. http://fsct.modares.ac.ir/article-7-9678-en.html [in Persian]

Patel, V. R., Dumancas, G. G., Kasi, Viswanath L. C., Maples, R. & Subong, B. J. (2016). Castor oil: properties, uses, and optimization of processing parameters in commercial production. Lipid Insights, 9, 1–12. https://doi.org/10.4137/LPI.S40233.

Rafe, A., Razavi, S. M. A. & Khodaparast, M. H. (2012) .Refining of crude canola oil using PSA ultrafiltration membrane. International Journal of Food Engineering, 8(2), https://doi.org/10.1515/1556-3758.1931. [In Persian].

Rafe, A., Razavi, S. M. A. & Khodaparast, M. H. (2007). Feasibility of UF method for degumming, bleaching, and refining crude canola oil. 
Proceedings of the second scientific-applied seminar of Iranian vegetable oil industry, 383-394. [In Persian].

Rangaswamy, S., Kumar, G. S. & Kuppusamy, C. (2021). Membrane technology for vegetable oil processing—Current status and future prospects. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 20(5), 5015-5042. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12825.

Maryam Rashidian, M., Gharachorloo, M., Bahmaei, M.,  Ghavami, M. & Mirsaeedghazi, H. (2023). Effects of Solvent Concentration on Refining (Degumming, Dewaxing, and Deacidification) of Canola Oil Using Membrane Filtration. Iranian journal of chemistry and chemical engineering, 42(4), 126, 1257-1272. https://doi.org/10.30492/IJCCE.2022.546920.5123. [in Persian]

Ribeiro, A. P. B., Bei, N., Gonçalves, L. A. G., Petrus, J. C. C. & Viotto, L. A. (2008). The optimization of soybean oil degumming on a pilot plant scale using ceramic membrane. Journal of Food Engineering, 87, 514- 521. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2008.01.003.

Salehi, F. & Razavi, M. (2010). Solvent recovery from rapeseed oil-hexane misela using nanofiltration membrane process: Electronical Journal of Food Processing and Preservation, 2(4), 107-121. https://doi.org/ 20.1001.1.24233544.1389.2.4.7.0 [In Persian].

Sedaghat Borujeni, L., Nghshbandi, B. & Habibi Najafi, B. (2021). Optimizing the simultaneous effect of change in bleaching parameters on oxidative stability, bleaching efficiency and bioactive compounds of corn oil using response surface methodology. Journal of Food Science and Technology (Iran), 130 (19), 245-257. https://doi.org/ 10.22034/FSCT.19.130.245 [In Persian].

Srikanth, S., Reddemma, K.H., Riyaz, S.k., Siva Reddy, G., Chakradhar, C.H. & Vishnu, P. (2023). Removal of Fluorides Using a Low-Cost Adsorbent. International Journal of Innovative Research in Engineering & Management (IJIREM), 10(1), 126-133. https://doi.org/10.55524/ijirem.2023.10.1.23.

Subramanian, R., Raghavarao, K. S. M. S., Nabetani, H., Nakajima, M., Kimura, T. & Maekawa, T. (2001). Differential permeation of oil constituents in nonporous denser polymeric membranes. Journal of Membrane Science, 187, 57–69. https://doi.org/10.1016/S0376-7388(00)00673-6.

Tress, M. V., Mohr, S., Corazza, M. L., Luccio, M. D. & Oliveira, J. V. (2009). Separation of n-butane from soybean oil mixtures using membrane processes. Journal of Membrane Science, 333, 141-146. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2009.02.008.

Vaisali, C., Charanyaa, S., Belur, P. D. & Regupathi, I. (2015). Refining of edible oils: a critical appraisal of current and potential technologies. International Journal of Food Science & Technology, 50, 13–23. https://doi.org/10.1111/ijfs.12657.

Wibisonoa, Y., Nugrohoa, W.A. & Chung, T.W. (2014). Dry degumming of corn-oil for biodiesel using a tubular ceramic membrane. International Conference and Workshop on Chemical Engineering UNPAR 2013, ICCE UNPAR, Procedia Chemistry, 9, 210 – 219. https://doi.org/10.1016/j.proche.2014.05.025

 

 

 

 

 

 

21

 


مقالات مرتبط

حقوق این وب‌سایت متعلق به سامانه مدیریت نشریات دانشگاه آزاد اسلامی است.
حق نشر © 1403-1400

صفحه اصلی| عضویت/ ورود| درباره سند| تماس با ما|
[English] [العربية] [en] [ar]