(RSM) بهينه‌يابي شرايط تصفيه شربت خام چغندر‌قند با استفاده از بنتونيت با روش سطح پاسخ

Optimization of Raw Sugar Beet Juice Purification Process Conditions Using Bentonite by Response Surface Methodology

در اين تحقيق از روش سطح پاسخ (RSM) براي تعيين شرايط بهينه فرآيند تصفيه شربت خام چغندر‌قند با استفاده از بنتونيت جهت توليد قند مايع انورته استفاده شد. براي اين منظور فاكتورهاي موثر بر فرآيند تصفيه شامل غلظت بنتونيت (gr/li 5-1)، pH (6-5/3) و دما (C° 95-35) مورد بررسي قرار گرفت. براي هر پاسخ مدل چند جمله اي درجه دوم با استفاده از تحليل رگرسيون خطي چند متغيره به دست آمد. ضرايب تبيين مدل‌هاي رگرسيوني برازش شده براي پارامترهاي رنگ، كدورت، خاكستر، درجه خلوص اصلاح شده و قند انورت در فرآيند تصفيه شربت به ترتيب 95/0، 89/0، 90/0، 91/0 و 96/0 تعيين شدند. نتايج نشان داد كه با افزايش غلظت بنتونيت ميزان كدورت افزايش ولي درجه خلوص اصلاح شده كاهش يافت در حالي كه اين متغير تاثير معني‌داري بر ساير پارامترها نداشت. هم چنين با كاهش pH جداسازي عوامل ايجاد‌ رنگ و كدورت توسط بنتونيت افزايش، ولي جداسازي خاكستر كاهش يافت. با افزايش دما از ?C 35 به ?C 95، حذف عوامل ايجاد رنگ و كدورت روند افزايشي داشت و ميزان قند انورت و درجه خلوص اصلاح‌شده نيز افزايش يافت در حالي كه اين متغير تاثير معني‌داري بر ميزان خاكستر شربت نداشت. شرايط اپتيمم تصفيه شربت خام چغندر با استفاده از بنتونيت جهت به حداقل رساندن ميزان رنگ، كدورت و خاكستر و همچنين به حداكثر رساندن ميزان قند‌انورت و درجه خلوص اصلاح شده كه در آزمايش هاي عملي مورد تاييد قرار‌گرفت، براي پارامترهاي مستقل شامل غلظت بنتونيت، pH و دما به ترتيب gr/li 7/1، 47/4 و ?C 75 به دست آمد. در اين نقطه بهينه ميزان رنگ، كدورت، خاكستر، درجه خلوص اصلاح شده و قند انورت به ترتيب 1664 (420ICU)، 30/6 (NTU) ، 55/0 (%)، 9/93 (%) و 60/1 (%) تعيين شد.

In this study, response surface methodology was used to determine the optimum raw sugar beet juice purification process conditions using bentonite to produce inverted liquid sugar. For this purpose, impact of factors on the purification process such as bentonite concentration (1-5 gr/li), pH (3.5-6) and temperature (35-95 ?C) was investigated. For each response, a second-order polynomial model was developed using multiple linear regression analysis. Correlation coefficients of fitted regression models of color, turbidity, ash, adjusted purity and invert sugar for juice purification process were determined as 0.95, 0.89, 0.90, 0.91 and 0.96 respectively. Results showed that while increasing the bentonite concentration increased the turbidity content but the adjusted purity decreased, and had no significant effect on other parameters. At lower pH levels, separation of color and turbidity causes by bentonite, but was in creased it decreased separation of ash and also increased invert sugar levels. With increasing temperature from 35?C, to 95?C, Separation of color and turbidity causes and invert sugar and adjusted purity content as well as increased, while this variable has no significant effect on syrup ash content. The optimum conditions of raw sugar beet juice purification process using bentonite was determined to obtain minimum color, turbidity and ash with maximum invert sugar and adjusted purity which were verified experimentals were found to be bentonite concentration of 1.70 gr/li, pH of 4.47 and temperature of 75?C. At this optimum point, color, turbidity, ash, adjusted purity and invert sugar content were found to be 1664 ICU420, 6.3 NTU, 0.55 %, 93.9 % and 1.60 %, respectively.