ساخت و بررسي عملكرد غشاي پليمري ELVALOY®4170 جهت جداسازي و تغليظ اسيدهاي چرب امگا-3

Synthesis and Performance Evaluation of ELVALOY®4170 Polymeric Membrane for Separation and Concentration of Omega-3 Fatty Acids

امگا-3 يكي از اسيدهايي است كه در ساختمان برخي چربي‌ها وجودداشته و در سلامت انسان نقش ضروري ايفا مي‌كند. لذا تحقيق‌هاي گسترده‌اي به‌منظور تغليظ و خالص‌سازي امگا-3 از روغن ماهي انجام گرفته است. در اين پژوهش، به بررسي كارايي فرايند غشايي در تغليظ اسيدهاي چرب امگا-3 بلندزنجير موجود در فانوس ماهي كه حاوي 25/23 درصد امگا-3 بوده، پرداخته شده است. به‌منظور ساخت غشاء، از پليمر ELVALOY®4170 استفاده شد و غشاء به روش ترسيب به‌واسطۀ غوطه‌وري تهيه شد. ساختار غشاي حاصله ازطريق ميكروسكوپ الكتروني روبشي موردارزيابي قرار گرفت. در فرايند تغليظ، اثرات 3 پارامتر شامل دماي فرايند، فشار و نرخ هم‌زدن به روش آماري سطح پاسخ Box-Behnken موردمطالعه قرار گرفتند. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني غشاء نشان داد غشاي حاصله متشكل از ساختاري متخلخل به همراه يك لايۀ فوقاني چگال بسيار نازك بوده است. نتايج به‌دست‌آمده از آزمون تغليظ به روش آناليز واريانس موردارزيابي قرار گرفت و نشان داد كه در بين پارامترهاي موردبررسي، دما از بيشترين تأثير در فرايند تغليظ برخوردار بوده است. علاوه‌بر اين، رفتار گرفتگي غشاها در دور هم‌زدن‌هاي مختلف موردبررسي قرار گرفت و نتايج نشان داد كه كمترين گرفتگي در حالت هم‌زدن برابر با 100 دور در دقيقه اتفاق افتاد. در بين شرايط مختلف فرايند تغليظ، بيشترين تغليظ امگا-3 در دماي 40 درجۀ سلسيوس، فشار 5 بار و شدت هم‌زدن صفر و برابر با 37/32 درصد وزني بود.

Omega-3 is an acid that exists in the structure of some fats and has a vital role in the human health. Thus, the widespread research has been done to concentrate and purify the omega-3 from fish oil. In this research, the performance of membrane process in long chain omega-3 fatty acid concentration of Lantern fish oil which contains 25.23 wt.% omega-3, was investigated. To synthesize the membrane, the ELVALOY®4170 was used and the membrane was prepared through phase inversion method. The morphology of prepared membrane was analyzed using scanning electron microscopy. In concentration process, the effects of three parameters including temperature, pressure and mixing rate were studied through Box-Behnken statistical method. Scanning electron microscopy images showed that the prepared membrane consists of porous structure with thin dense toplayer. The obtained results from concentration process studied through ANOVA method and indicated that between evaluated parameters, temperature had the highest impact on concentration process. Moreover, the fouling behavior of membranes at different mixing rate was studied and outcomes revealed that the lowest fouling occurred at 100 rpm. Among various concentration process parameters, the highest value omega-3 concentration of 37.32% was obtained at temperature of 40 °C, pressure of 5 bar and mixing rate of zero.