การแยกโปรตีนออกจากผงเนื้อในเมล็ดมะขาม โดยใช้เครื่องกรองชนิดหมุนได้

Protein sepapation from tamarind kernel powder using rotating filter

Name: กิติพงษ์ รัตนาภรณ์

ThaSH: มะขาม

ThaSH: โพลิแซคคาไรด์

ThaSH: เครื่องกรองและการกรอง

ThaSH: โปรตีน

Abstract: การศึกษาการแยกโปรตีนออกจากผงเนื้อในเมล็ดมะขาม โดยใช้เครื่องกรองชนิดหมุนได้ แบ่งออกเป็น 3 ส่วนคือ ส่วนแรกศึกษาองค์ประกอบ และขนาดอนุภาคของผงเนื้อในเมล็ดมะขาม พบว่ามีปริมาณพอลิแซคคาไรด์ 63.42-73.57% ปริมาณโปรตีน 15.36-16.54% ปริมาณไขมัน 4.91-5.10% และองค์ประกอบอื่นๆอีก 16.31-4.79 โดยน้ำหนัก มีขนาดของอนุภาคเมื่อกระจายตัวในน้ำประมาณ 22-23 ไมโครเมตร และความหนืดของสารแขวนลอยจะเพิ่มขึ้น ตามความเข้มข้นของสารแขวนลอยที่สูงขึ้น ในขณะที่ความหนาแน่นเปลี่ยนแปลงน้อยมาก ค่าความหนืดและความหนาแน่นของสารแขวนลอยที่ความเข้มข้น 20 40 และ 60 กรัมต่อลิตร มีค่าเท่ากับ 2.42 6.12 และ 17.706 เซนติพอยส์ และ 1004.82 1011.18 และ 1014.52 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตรตามลำดับ ส่วนที่ 2 ศึกษาการเลือกชนิดของตัวกรองโดยใช้ชนิดของตัวกรอง 4 ชนิด คือ ผ้ากรองที่ทำจากเส้นใยสังเคราะห์ 3 ชนิด และตะแกรงสแตนเลสขนาด 33 ไมโครเมตร กรองสารแขวนลอยผงเนื้อในเมล็ดมะขามความเข้มข้น 10 กรัมต่อลิตร ที่ผ่านคลื่นเหนือเสียง 5 นาที ด้วยเครื่องกรองชนิดไหลผ่านตัวกรองโดยกวาดผิวหน้าตัวกรองด้วยใบกวาด และชะเค้กด้วยน้ำบริสุทธิ์จำนวน 4 ครั้ง พบว่า ผ้ากรองชนิดที่ 2 เป็นผ้ากรองที่มีความเหมาะสมที่สุดคือ ค่าร้อยละการกำจัดโปรตีนเท่ากับ 95.07 ค่าร้อยละการสูญเสียพอลิแซคคาไรด์เท่ากับ 56.30 และมีขนาดของรูพรุนประมาณ 12.34 ไมโครเมตร ส่วนที่ 3 ศึกษาปัจจัยต่างๆ ที่มีผลต่อการแยกโปรตีนจากผงเนื้อในเมล็ดมะขาม ด้วยเครื่องกรองชนิดหมุนได้ โดยมีขอบเขตของตัวแปรที่ศึกษาคือ ความเข้มข้นของสารแขวนลอยผงเนื้อในเมล็ดมะขาม ความดันคร่อมตัวกรอง ความเร็วรอบในการหมุนตัวกรอง ระยะห่างระหว่างผิวหน้าของตัวกรอง กับผนังด้านในของทรงกระบอกชั้นนอก ที่อัตราการไหลของสายป้อน 38 ลิตรต่อชั่วโมง พบว่า ที่ความเข้มข้นของสารแขวนลอยต่ำ ความเร็วรอบในการหมุนตัวกรอง และความดันคร่อมตัวกรอง มีอิทธิพลต่อการกรองมาก เมื่อความเร็วรอบในการหมุนตัวกรองเพิ่มขึ้น ความดันคร่อมตัวกรองที่เหมาะสมจะมีค่าสูงตามขึ้นไปด้วย ส่งผลให้ค่าฟิลเตรตฟลักซ์ ค่าร้อยละการกำจัดโปรตีน และค่าร้อยละการสูญเสียพอลิแซคคาไรด์มีค่าสูงขึ้น และที่ความเข้มข้นของสารแขวนลอยสูง ความเร็วรอบในการหมุนตัวกรอง จะมีอิทธิพลต่อการกรองเพียงอย่างเดียว ผลของระยะห่างระหว่างผิวหน้าของตัวกรอง กับผนังด้านในของทรงกระบอกชั้นนอก ต่อการกรองสารแขวนลอยผงเนื้อในเมล็ดมะขาม พบว่าที่ระยะห่างเพิ่มขึ้น หรือลดลงกว่า 0.008 เมตร จะทำให้แรงเฉือนที่เกิดจากการหมุนวนของเทย์เลอร์มีค่าลดลง ส่งผลให้ค่าฟิลเตรตฟลักซ์ ค่าร้อยละการกำจัดโปรตีนและค่าร้อยละการสูญเสียพอลิแซคคาไรด์มีค่าลดลง นอกจากนี้การกรองด้วยเครื่องกรองชนิดหมุนได้ สามารถคัดขนาดของอนุภาคที่มีขนาดเล็ก โดยดูจากการกระจายตัวของอนุภาคของสารแขวนลอยผงเนื้อในเมล็ดมะขามเริ่มต้น ในสายป้อน และในสายฟิลเตรต พบว่าที่ภาวะการกรองที่เหมาะสม การกระจายตัวของอนุภาคในสายป้อนจะแยกออกจากการกระจายตัวของอนุภาคเริ่มต้น โดยมีขนาดของอนุภาคเฉลี่ยประมาณ 22-23 ไมโครเมตร ส่วนการกระจายตัวของอนุภาคในสายฟิลเตรตจะมีลักษณะเป็นโค้งแคบ มีขนาดของอนุภาคเฉลี่ย 7-9 ไมโครเมตรภาวะการกรองสารแขวนลอยผงเนื้อในเมล็ดมะขามด้วยเครื่องกรองชนิดหมุนได้ที่เหมาะสม คือ ความเข้มข้นสารแขวนลอย20 กรัมต่อลิตร ความเร็วรอบในการหมุนตัวกรอง 1700 รอบต่อนาที ความดันคร่อมตัวกรอง 0.16 บาร์ และระยะห่างระหว่างผิวหน้าของตัวกรองกับผนังด้านในของทรงกระบอกชั้นนอกเท่ากับ 0.008 เมตร (ค่าเทย์เลอร์นัมเบอร์เท่ากับ 7596 ค่าอัตราการเฉือนเท่ากับ 10704 ต่อวินาที และค่าเรย์โนลด์นัมเบอร์ในแนวแกนเท่ากับ 50) ได้ค่าฟิลเตรตฟลักซ์เท่ากับ 9354 ลิตรต่อตารางเมตรชั่วโมง ค่าร้อยละการกําจัดโปรตีนและค่าร้อยละการสูญเสียพอลิแซคคาไรด์เท่ากับ 74.36 และ 40.31 ตามลําดับ ผลิตภัณฑ์ที่ได้มีปริมาณโปรตีน ปริมาณพอลิแซคคาไรด์ และปริมาณไขมันเท่ากับร้อยละ 9.70 66.41 และ 5.10 โดยน้ําหนัก ตามลําดับ และมีผลได้ของการผลิตผลิตภัณฑ์เท่ากับร้อยละ 29.03 โดยน้ำหนัก

Abstract: The study of protein separation from tamarind kernel powder (TKP) using the rotating filter can be categorized into three sections. As for the first section, the composition and particle size of TKP were studied. It was found that TKP was composed of polysaccharide, protein, fat, and others with the contents of 63.42-73.57, 15.36-16.54, 4.91-5.10, and 16.31-4.79% by weight, respectively. When dispersed in water, the particle size of TKP was approximately 22-23 micrometers. With the increasing of the concentration of the suspension, the viscosity of the suspension increased while the density was insignificantly changed. The corresponding viscosities and densities of the suspension at the suspension concentration of 20, 40, and 60 gram per litre were 2.42, 6.12, and 17.706 centipoises, respectively, and 1004.82, 1011.18, and 1014.52 kilogram per cubic meter, respectively. Concerning the second section, four types of the filters were studied in the filtration with wiper at the concentration of 10 gram per litre; three made of synthetic fiber and the other made of stainless steel. The procedure was started by the ultrasonic treatment for 5 minutes and then washing with pure water for four times. It was found that the second type of the filter gave the best results; 95.07% protein removal, 56.30% polysaccharide loss, and 12.34 micrometers of pore size. Regarding the third section, various factors affecting protein separation from TKP by using the rotating filter were investigated at the feed flow rate of 38 litre per hour. Those factors were the concentration of the suspension, the pressure across the filter, rotating speed, and the distance between the filter surface and the internal surface of the outer cylinder. It was found that rotating speed and pressure across the filter had a great influence on the separation at the low concentration of the suspension. With the increasing of the rotating speed, the optimal value of pressure across the filter was increasing likewise. In response to the optimal value, the filtrate flux, percentage protein removal, percentage polysaccharide loss were higher. On the other hand, at the high concentration of the suspension, the rotating speed was the only one that had an effect on the separation. As for the effects of the distance between the filter surface and the internal surface of the outer cylinder, it was found that the shear force occurring from Taylor's vortice was decreased with the higher and lower distance than 0.008 meters. That made the filtrate flux, percentage protein removal, and percentage polysaccharide loss decrease. In addition, The rotating filter can separate small particles by considering the particle size distributions of TKP in raw material, feed stream, and filtrate stream. At the optimal conditions for the filtration, the particle size distribution curve of TKP in raw material and that of TKP in feed stream separated, but shared the same average particle size of 22-23 micrometers. While the narrow curve particle size distribution of TKP in filtrate stream could be observed with the average particle size of 7-9 micrometers. The optimal conditions for the filtration of the TKP suspension by using the rotating filter were as follows; the suspension concentration of 20 gram per litre, the filter rotating speed of 1700 round per minute, the pressure across the filter of 0.16 bar, and the distance between the filter surface and the internal surface of the outer cylinder of 0.008 meters. (the Taylor number was 7596, the shear rate was 10704 per sec, and the axial Reynold number was 50). Consequently, the following results were obtained; the filtrate flux of 9354.41 litre per square meter per hour, protein removal of 74.36%, and polysaccharide loss of 40.31%, protein, polysaccharide and fat content in the product of 9.70%, 66.41% and 5.10% by weight, respectively and product yield of 29.03% by weight

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

Address: กรุงเทพมหานคร (Bangkok)

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: จิรกานต์ เมืองนาโพธิ์

Role: ที่ปรึกษา

Name: หทัยชนก วานิชศรี

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2544

Issued: 2005-03-22

Modified: 2006-07-27

วิทยานิพนธ์/Thesis

URL: http://thailis-db.car.chula.ac.th/CU_DC/June2004/Thesis/Kittipong.pdf

ISBN: 9740313019

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมเคมี

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Kittipong.pdf	7.36 MB	198	2025-03-13 15:32:01

ใช้เวลา

0.029526 วินาที