امکان سنجی صمغ گیری و خنثی سازی روغن خام ذرت با استفاده از غشای پلی وینیلیدین فلوئوراید
الموضوعات :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
الکلمات المفتاحية: اسیدیته, تراوه, تصفیه, روغن ذرت, غشاء,
ملخص المقالة :
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.
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].
