مقايسه اثر ميدان الكتريكي پالسي و فرآيند حرارتي بر انتقال جرم در استخراج قند از چغندرقند

Comparison of Pulse Electric Field and Thermal Processing on Mass Transfer in Sugar Extraction from Sugar Beet

اثر ميدان الكتريكي پالسي قوي بر فرآيند انتقال جرم از خلال چغندر با ضخامت هاي متفاوت در مقايسه با تيمار حرارت مورد بررسي قرار گرفت . براي اين منظور، ميدان الكتريكي قوي (با قدرت kV3، µF 8 با 20 پالس) بر دو نوع خلال ضخيم با ابعاد 5/0 ± 3 ميلي متر عرض و خلال نازك 3/0 ± 2 عرض هر دو داراي 5-3 سانتي متر طول اعمال و با نمونه هاي تيمار شده توسط حرارت C°80 به مدت ثابت 15 دقيقه مقايسه گرديدند. نمونه هاي شاهد و تيمار شده توسط پرس آزمايشگاهي در سه مرحله و هربار به ميزان 20بار (2 مگاپاسكال) فشرده و ميزان بريكس ، هدايت الكتريكي شربت حاصل به عنوان شاخص هاي انتقال جرم ، راندمان شربت و سرعت خشك شدن تفاله حاصل از نمونه ها نيز اندازه‌گيري شدند. نتايج پس از تجزيه و تحليل آماري حاكي از افزايش انتقال جرم بيش از دو برابر در نمونه هاي تيمار شده با ميدان الكتريكي به ويژه در خلال نازك و نيز افزايش راندمان بالاتر شربت نسبت به فرآيند حرارتي بود . بيشترين ميزان مواد جامد محلول در اولين مرحله پرس به دست آمد. هم چنين سرعت خشك شدن تفاله در نمونه هاي تيمار شده توسط ميدان الكتريكي به دليل حفظ شكل فيزيكي خلال ها ، افزايش روزنه هاي ايجاد شده در بافت و سلولهاي چغندر در مقايسه با نمونه هاي تيمار شده توسط حرارت به دليل از هم گسيختگي سلولها و ايجاد كلوخه و ممانعت از خروج رطوبت افزايش قابل ملاحظه اي نشان دادند.

The effect of pulse electric field on mass transfer in sugar beet cossettes with different thicknesses were investigated and compared with traditional thermal processing. Two kinds of sugar beet cossettes 3±0.5 cm and 2±0.5 thicknesses with 3–5 cm long subjected to Pulse electric field (3kV, 8 µF, and 20 pulse) and compared with heat treated samples (80?C for15 minutes) as conventional thermal processing. All treated samples were pressed at 20 Bar (2Mpa) using laboratory press. Brix, electrical conductivity as mass transfer index, yield and drying rate of pulp for each treatment were evaluated. Further to statistical analysis, the results showed that the Brix and electrical conductivity as well as juice yield in PEF treated samples especially in thin cossettes were two times higher than thermal treated samples. The majority of juice extracted in the first step of pressing process. In addition, the drying rate of pulp amount in PEF treated samples was significantly higher than thermal treated one. This phenomenon can be due to keeping of physical structure of cossettes and increasing of porosities of PEF treated beet cells versus decomposed cell structure and lump formation which led to prevent the moisture release in thermal treated samples.