بهبود فرآيند استخراج ساكارز از چغندر قند به كمك روش ميدان الكتريكي پالسي قوي و مقايسه آن با فرآيند حرارتي

Improvement the process of extracting sucrose from sugar beet by strong pulsed electric fields method and compare it with the thermal process

در اين پژوهش با استفاده از تكنولوژي ميدان الكتريكي پالسي، اثر پارامتر‌هاي ميدان پالسي قوي (PEF) به عنوان روشي غير حرارتي و دوستدار محيط زيست جهت استخراج ساكارز از چغندر قند، تحت شرايط مختلف تيمار شامل پارامتر‌هاي قدرت ميدان (kV/cm14-3/5) و تعداد پالس (150-40 پالس)، روي فرآيند انتقال جرم (بريكس و هدايت الكتريكي) بعنوان جايگزيني براي روش‌هاي سنتي حرارتي مورد بررسي قرار گرفت. در اين روش خلال‌هاي تهيه شده از چغندر درون يك سل دو جداره پر شده با حلال آب مقطر كه توسط دو الكترود از جنس استيل ضد زنگ با گريد دريايي احاطه شده قرار داده شدند بوسيله يك ميدان الكتريكي پالسي به كمك منبع تغذيه با ولتاژ بالا و داراي قابليت توليد پالس به آن اعمال و نتايج ثبت گرديد. ارزيابي پارامترهاي مذكور در فرآيند استخراج نشان داد مقادير بالاتر قدرت ميدان و تعداد پالس، بريكس و هدايت الكتريكي بطور قابل ملاحظه‌اي در مقايسه با نمونه‌ي شاهد افزايش يافت. اثر ميدان الكتريكي پالسي قوي (با قدرت ميدان kV/cm7 و 100 پالس) روي ميزان انتقال جرم و ميزان انرژي مصرفي در مقايسه با تيمار حرارتي نيز مورد بررسي قرار گرفت. نتايج تجزيه و تحليل آماري حاكي از كاهش قابل ملاحظه دما و زمان در روش ميدان الكتريكي پالسي در مقايسه با تيمار حرارتي با بازده استخراج مشابه است. علاوه بر اين ميزان انرژي مصرفي در فرآيند حرارتي تقريباً 13 برابر انرژي مورد نياز در ميدان الكتريكي پالسي است. همچنين ميزان انتقال جرم در تيمار حرارتي در مقايسه با روش پالسي مقادير بالاتري را نشان داد.

In this research, using technology of pulsed electric field, effect parameters of strong pulsed electric field (PEF) as a non-thermal method for extracting sugar from sugar beet and friendly environment, under different conditions treated include parameters field strength (3.5 -14, kV / cm) and the number of pulses (pulse 150-40) on the mass transfer process (Brix and conductivity) as an alternative to the traditional method of heating is studied. In this way taken during the beets in a double cell filled with distilled water solvent by two electrodes made of marine grade stainless steel surrounded by an electric field pulse to help put the power supply voltage with pulse generator applied and the results were recorded. Assessing these parameters in the extraction process showed higher levels of field strength and pulse, Brix and conductivity significantly increased compared to control. The effect of strong pulsed electric field (the field strength, 7 kV / cm and 100 pulses) on the mass and energy consumption compared to thermal treatments were evaluated. Results of statistical analysis showed a significant decrease in the temperature and time of a pulsed electric field in the heat treatment with the same extraction efficiency. In addition, almost 13 times the amount of energy used in the process of thermal energy is required for pulsed electric field. The rate of mass transfer in heat treatment compared to the pulsed method showed higher values.