بهينه سازي دما و غلظت منعقد كننده ها در كاهش اكسيژن مورد نياز بيولوژيكي آب پنير با روش آماري كسري از فاكتوريل كامل

Optimization of temperature and coagulators concentration to reduce biological oxygen demands in whey using fraction of full factorial statistical method

آب پنير يكي از عمده پساب هاي لبني و غني از تركيبات آلي مي باشد. اين تركيبات، اكسيژن محلول در آب را كاهش داده، اكوسيستم فعال آب را غيرفعال كرده و باعث از بين رفتن موجودات آبزي مي گردند. فرمولاسيون تركيبي بهينه اي از غلظت منعقد كننده هاي پكتين، آلژينات سديم، سولفات آلومينيوم و كلريد آهن و دماي لخته سازي به منظور كاهش شاخص اكسيژن مورد نياز بيولوژيكي آب پنير تعيين شد. طراحي آزمايش ها با روش آماري كسري از فاكتوريل كامل و نرم افزار Qualitek-4 و تجزيه و تحليل نتايج آزمايشگاهي با استفاده از روش تاگوچي انجام شد. شرايط بهينه با غلظت سولفات آلومينيوم، آلژينات سديم، كلريد آهن و پكتين به ترتيب برابر با 2، 02/0، 5/1 و 1 گرم در ليتر و دماي 25 درجه سانتي گراد حاصل شد. درصد كاهش مورد انتظار در شاخص ميزان اكسيژن مورد نياز بيولوژيكي تحت شرايط بهينه، 722/33 درصد تخمين زده شده است. موثرترين فاكتور در كاهش بار آلي آب پنير، تغييرات دماي لخته سازي با سهم 63 درصد بوده است. تغيير در غلظت سولفات آلومينيوم كمترين تاثيرگذاري (7/1 درصد) و تغييرات غلظت كلريد آهن نيز اثر ناچيزي در حد 7 درصد داشته است. تغييرات غلظت آلژينات سديم و پكتين به ترتيب 18 و 10 درصد در كاهش ميزان اكسيژن مورد نياز بيولوژيكي در آب پنير موثر بوده اند.

Whey is one of the major dairy wastes which is rich in organic compounds. These compounds reduce oxygen dissolved in water, inactivating the active water ecosystem and cause the loss of aquatics. An optimized composite formula of coagulator concentrations including Pectin, Sodium alginate, Aluminum sulfate and Iron chloride and coagulation temperature was determined to reduce biological oxygen demands in whey. Experiments designing was done using fraction of full factorial statistical method and Qualitek-4 software and Taguchi approach was applied for results analysis. Optimal conditions was obtained in Aluminum sulfate, Sodium alginate, Iron chloride and Pectin concentrations equal to 2, 0.02, 1.5 and 1 g L-1, respectively and temperature as 25 degree centigrade. The expected reduced percentage in biological oxygen demands in optimal conditions was estimated as 33.722%. Coagulating temperature was recognized as the most effective factor to reduce organic load of whey with a contribution share equal to 63%. Aluminum sulfate concentration changes showed less effectiveness (1.7%) and Iron chloride concentration changes had a negligible impact as 7%. The changes of Sodium alginate and Pectin concentrations were effective as 18 and 10%, respectively in reducing the biological oxygen that is needed.