Decolorisation of Rice Bran Oil by Kaolinite

การฟอกสีน้ำมันรำข้าวด้วยแร่ดินขาว

Name: Niramon Worasith

Name: นิรมล วรสิษฐ

keyword: Rice bran oil

Abstract: Acid activation is the traditional method of choice for improving the adsorption efficiency of clay minerals used for decolorisation of vegetable oils. However, with kaolin samples, simple acid activation treatment was ineffective, and this project has focused on the determination of suitable activation procedures for application to the Ranong kaolin for decolorisation of rice bran oil. The results show that modification of the kaolin by combined physical and chemical treatments can produce material with improved adsorption properties, but it was necessary first to destroy the ordered structure of the mineral by physical treatment before acid activation. Physical modification was achieved by grinding using a planetary ball mill (300 rpm for 1 h), and this was followed by activation with various strengths of sulfuric or oxalic acid. Optimum decolorisation was achieved by using 2 M H2S04 at 90?C for 4 h. With H2C204, the best results were obtained with 0.7 M solution, but these were inferior to those obtained with 2 M H2S04 acid. This treatment produced an increase in the specific surface area of the resulting product from ~13 cm2/g to -244 cm2/g, and the total pore volume from 0.06470 cm3/g to 0.4280 cm3/g. The pore size distribution curves show that most pores are in the mesoporous region with their diameters of 3.0-4.5 run, and are thus suitable for adsorption of pigment molecules that are present in rice bran oil. The adsorption process could be described by both the Freundlich and Langmuir isotherm models, and FTIR spectroscopy showed that adsorption of pigment molecules involved acidic sites on the clay surface. Desorption and spectroscopic studies suggest that both electrostatic and chemical processes are involved in the interaction between pigments and active sites on the clay surface. Various physical and analytical techniques (X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), Scanning electron microscope( SEM), Fourier transform infrared spectroscopy( FTIR), Electron paramagnetic resonance( EPR) and (Brunauer Emmett Teller(BET) method) were used to characterise the structural changes in Ranong kaolin that were induced by the chemical and/or physical modifications. Finally, the EPR technique was used to study the rice bran oil before and after bleaching with modified kaolin. The results showed that in addition to removing the material that contained a stable free radical in the original oil, new free radicals were formed during the bleaching processes. The EPR spectra of these free radicals resemble those of products formed by oxidation of a-tocopherol and related tocopherols. However, unlike in biological systems, these radicals were quite stable and persisted for several weeks, indicating the presence of antioxidant molecules in the bleached oil that prevented their further oxidation. The rice bran oil after bleaching by modified kaolin was slightly yellow in color, the peroxide value decreased from 18.8 meq/kg to 5.3 meq/kg, but free fatty acid remained unchanged at 0.14%.

Abstract: การปรับปรุงคุณภาพแร่ดินเหนียวด้วยวิธีการกระตุ้นด้วยกรด เป็นวิธีการแบบดั้งเดิมที่นิยมใช้เพื่อเพิ่ม ประสิทธิภาพในการเป็นตัวดูดซับของแร่ดินเหนียวสำหรับใช้ฟอกสีน้ำมันพืช อย่างไรก็ตามสำหรับ แร่ดินขาวจะไม่สามารถใช้วิธีการดังกล่าวได้การศึกษานี้ได้ศึกษาการปรับปรุงคุณภาพแร่ดินขาวจาก แหล่งระนองเพื่อใช้ฟอกสีน้ำมันรำข้าว ซึ่งจากการศึกษาพบว่าแร่ดินขาวสามารถปรับปรุงคุณภาพได้ โดยใช้วิธีทางกายกาพ(physical treatment) ร่วมกับวิธีทางเคมี (chemical treatment) การปรับปรุง คุณภาพทางกายภาพซึ่งเป็นขั้นตอนแรกโดยการบดด้วย ball mill ในอัตราความเร็ว 300 รอบต่อนาที เป็นเวลา 1 ชั่วโมง จะทำให้โครงสร้างของแร่ดินขาวถูกทำลาย หลังจากนั้นเมื่อนำแร่ดินขาวที่ผ่าน การปรับปรุงคุณภาพด้วยวิธีทางกายภาพมาทำปฎิกิริยากับกรดซัลฟิวริก หรือกรดออกซาลิกที่ความ เข้มข้น ต่างๆ ณ อุณหภูมิ 90 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 4 ชั่วโมง พบว่าที่ความเข้มข้น 2 M กรด ซัลฟิวริกจะทำให้ได้แร่ดินขาวที่มีประสิทธิภาพในการฟอกสีน้ำมันรำข้าวได้ดีที่สุด และเมื่อใช้กรด ออกซาลิกพบว่าที่ 0.7 M ให้ประสิทธิภาพดีที่สุด อย่างไรก็ตามการปรับปรุงคุณภาพด้วย 2 M กรด ซัลฟิวริกจะได้ดินขาวที่มีประสิทธิภาพดีกว่า แร่ดินขาวที่ปรับปรุงคุณภาพแล้วมีพื้นที่ผิวจำเพาะ สูงขึ้นจาก ประมาณ 13 ตารางเซนติเมตรต่อกรัม เป็นประมาณ 244 ตารางเซนติเมตรต่อกรัม มีปริ มาตรรูพรุนสูงขึ้นจาก 0.06470 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อกรัม เป็น 0.4019 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อกรัม จากการศึกษาการกระจายขนาดของรูพรุนของแร่ดินขาวที่ปรับปรุงคุณภาพแล้วพบว่ามีขนาดของรู พรุนชนิดเมโซพอร์ในช่วง 3.0-4.5 นาโนเมตร สมบัติดังกล่าวนี้เหมาะสำหรับดูดซับโมเลกุลของเม็ดสี ที่มีในน้ำมันรำข้าว จากการศึกษากระบวนการดูดซับด้วยเทคนิค FTIR พบว่าการดูดซับโมเลกุล เม็ดสีในน้ำมันรำข้าวน่าจะเกี่ยวข้องกับ acidic sites ของพื้นทีผิวแร่ดินขาว และในการศึกษากลไกการ ดูดซับด้วยไอโซเทอมการดูดซับพบว่า ทั้ง Freundlich และ Langmuir model เป็น model ที่ใช้อธิบาย กลไกการดูดซับได้ นอกจากนี้ผลการศึกษาด้านการชะและผลการศึกษาทางสเปกโทรสโกปีทำให้ คาดว่ากระบวนการดูดซับระหว่างโมเลกุลของเม็ดสีกับ acidic site ของแร่ดินขาวเป็นกระบวนการ ทางเคมี และเป็นแรงดึงดูดทางไฟฟ้าสถิต (electrostatic force) ระหว่างหมู่ ester carbonyl ของโมเลกุล เม็ดสีกับโปรตอนของ acidic site การศึกษาครั้งนี้ได้ทำการศึกษาคุณลักษณะ (characterisation) ของแร่ดินขาวจากแหล่งระนองก่อน และหลังการปรับปรุงคุณภาพโดยวิธีทางกายภาพและทางเคมีด้วยเทคนิคต่างๆ คื่อ รังสีเอกซ์ (X-ray diffraction spectroacopy) เอกซเรย์ฟลูออเรสเซนซ์ (X-ray fluorescence spectroscopy) ฟูเรียร์ ทรานส ฟอร์ อินฟราเรด (fourier transform infrared spectroscopy) อิเล็กตรอนพาราแมกเตติกเรโซแนนซื (Electron paramagnetic risonance spectroscopy) กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (Scanning electron microscope) และการวิเคราะห์พื้นที่ผิวด้วยวิธี Brunauer Emmett และ Teller (BET) ในการศึกษาคุณลักษณะน้ำมันรำข้าวก่อนและหลังการฟอกสี ด้วยแร่ดินขาวที่ปรับปรุงคุณภาพ แล้วด้วยเทคนิคอิเล็กตรอนพาราเแมกเนติกเรโซแนนซ์พบว่าน้ำมันรำข้าวหลังการฟอกสีมีอนุมูลอิสระ เกิดขึ้น ซึ่งคาดว่าเป็นอนุมูลอิสระจากออกซิเดชันของ a-tocopherol และอนุพันธ์ของ a-tocopherol ในน้ำมันอย่างไร ก็ตามอนุมูลอิสระที่เกิดขึ้นนี้ค่อนข้างเสถียรและคงอยู่ในระบบได้เป็นเวลาหลาย สัปดาห์และแตกต่างจากระบบชีววิทยา ซึ่งแสดงให้เห็นว่าสารต้านอนุมูลอิสระที่อยู่ในน้ำมันหลังฟอก สีช่วยป้องกันไม่ให้น้ำมันรำข้าวเกิดออกซิเดชันต่อไปได้ และน้ำมันรำข้าวที่ผ่านการฟอกสีด้วยแร่ดิน ขาวที่ปรับปรุงคุณภาพมีสีเหลืองอ่อน มีค่า peroxide value ลดลงจาก 18.8 มิลลิกรัมสมมูล/ กิโลกรัม เหลือ 5.3 มิลลิกรัมสมมูล/กิโลกรัม และค่า free fatry acid ของน้ำมันก่อนฟอก และหลังฟอกสีมีค่าเท่า เดิมคือ ร้อยละ 0.14

King Mongkut's University of Technology Thonburi. KMUTT Library

Address: BANGKOK

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: Paitip Thiravetyan

Role: Advisors

Created: 2010

Modified: 2011-10-19

Issued: 2011-10-11

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: BCT241

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Biochemical Technology

Grantor: King Mongkut's University of Technology Thonburi

©copyrights King Mongkut's University of Technology Thonburi

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	BCT241.pdf	1.91 MB	199	2023-04-24 13:27:26
2	BCT241ab.pdf	34.41 KB	70	2021-04-07 10:53:36

ใช้เวลา

0.019419 วินาที