برای اطلاع از آخرین مقالات علمی و اخبار کرونا(COVID-19) کلیک کنید

مشخصات

عنوان:

بررسی استخراج قند از چغندر با استفاده از دستگاه مولد پالسهای ولتاژ بالا - جلد دوم: فرآیند استخراج



گروه تخصصی:  کشاورزی و منابع طبیعی

سازمان مجری:  پژوهشکده علوم و صنایع غذایی 

گروه پژوهشی: 

پژوهشگران: 
تاریخ خاتمه:  شهریور 1389

کارفرما: 

خروجی طرح: 
 
تلفن: 

نشانی سازمان مجری: 
 

چکیده:

اثر میدان های الکتریکی پالسی قوی بر میزان تخریب و انتقال جرم چغتدر قند مورد مطالعه قرار گرفت. در این تحقیق در مرحله اول شرایط میدان که شامل شدت میدان (0.5 تا 6 کیلوولت بر سانتیمتر )، تعداد پالس (1 تا 100 پالس) و ظرفیت خازن (0.5 تا 32 میکرو فاراد) بر درجه تخریب سلول چغندر بررسی گردید. نتایج اولیه نشان داد که تحت شرایط 20 پالس، 2 کیلوولت بر سانتیمتر و 8 میکرو فاراد و یا 10 پالس، 3 کیلو ولت بر سانتیمتر، 8 میکرو فاراد قادر است به سرعت و در کمتر از 1 دقیقه سبب تخریب سلول گردد. مهم ترین عوامل موثر بر قابل نفوذ نمودن سلول چغندر قند به ترتیب عبارتند از انرژی اعمال شده و شدت میدان الکنریکی. در مقادیر انرژی مساوی ویا بیشتر از 3.2 کیلوژول بر کیلوگرم با افزایش قدرت میدان میزان تخریب سلولی نیز افزایش می یابد. بررسی میزان انتقال جرم پس از تخریب سلولی به وسیله میدان الکتریکی پالسی با اندازه گیری انتقال و نشت یونها و مواد قندی از داخل سلول در درجه حرارت معمول، حرارت متوسط و بالا (50، 75 و 80 درجه سانتیگراد در مدت 15 دقیقه مورد ارزیابی قرار گرفت و با روشهای معمول و سنتی استخراج قند از چغندر (70 و 80 درجه سانتیگراد مقایسه گردید.نتایج نشان داد که مقادیر قابل ملاحظه ای مواد قندی پس از اعمال میدان 2 کیلوولت و 8 میکروفاراد در حرارت معمول به خارج از سلول منتقل شده و وارد شربت اطراف گردید درحالی که برای حصول همین مقدار قند اعمال حرارت 70 درجه سانتیگراد و زمان طولانی نیاز است. علاوه بر این میزان انرژی مصرفی در فرآیند حرارتی تقریبا 20 تا 50 برابر انرژی مورد نیاز برای میدان الکتریکی پالسی است. هم چنین افزایش بریکس و هدایت الکتریکی درشربت با افزایش شدت میدان به صورت خطی افزایش می یابد. در حالیکه این روند برای تیمار حرارتی غیر خطی است و این مساله در کنترل و جلوگیری از ورود مواد غیر قندی و نیز کفایت استخراج قند در سطح اقتصادی اهمیت زیادی دارد. تنظیم شرایط میدان (شدت میدان، ظرفیت خازن ها، تعداد پالس) و نیز تنظیم شرایط محفظه تیمار از نظر درجه حرارت فاصله الکترودها و حجم و مقدار چغندر درون محفظه اهمیت زیادی در راندمان و انرژی مورد نیاز دارند.



کلیدواژگان:

 
 
Title:



Abstract:

The effects of pulsed electric field (PEF) on the cell disintegration and mass transfer of sugar beet were studied. Field strength (0.5 kV/cm to 6 kV/cm), pulse number (1 to 100 pulses) and capacity of capacitors (0.5 mF to 32 mF) were evaluated on degree of cell disintegration. PEF treatment (20 pulses, 2kV/cm, 8 mF or 10 pulses, 3KV, 8 mF) rapidly disintegrated cell membrane in less than 1 min. The most important parameters during cell permeabilization were the total energy input followed by field strength. At energy input of ³3.2 kJ/kg, the higher the field strength resulted the higher cell permeabilization at given energy input. Mass transfer (sugar and ion leaching) at room temperature for PEF pretreated sugar beet was compared to moderate and high heat treatment (50, 75 and 80oC, 15 min).Comparison between PEF pretreatment and conventional thermal cell disintegration (at 70-80oC) showed that high values of sugar may extracted after PEF pretreatment using 2kV/cm, 8m Ffield strength at ambient temperature while 70oC or more with long time thermal treatment is needed to achieve the same amount extracted sugar. In addition, the energy consumption for thermal treatment is approximately 20 to 50 times more than PEF pretreatment. Moreover, increasing the conductivity and brix (mass transfer) are linear in PEF pretreated samples while the mass transfer increments are nonlinear when we used thermal pretreatment consequently the control of non sugar cell substances migration may be better than thermal processing. Optimization of field condition (Field strength, capacity of condensers, and number of pulses) as well as treatment chamber conditions are very important factors to achieve high yield of sugar from sugar beet when using PEF.



Keyword(s):