بهينه‌سازي فرايند استخراج روغن از سياه‌دانه با پيش‌تيمار ميدان الكتريكي متناوب (PEF)

Optimizing the Extraction Process of Oil from Black Cumin Seeds by Using Pulsed Electric Field (PEF) Pretreatment

در اين تحقيق به‌منظور بهينه‌سازي فرايند استخراج روغن از دانه‌هاي سياه‌دانه به كمك پيش‌تيمار ميدان الكتريكي متناوب از 3 سطح شدت ميدان الكتريكي (0/25، 3/25 و 6/25 كيلووات بر سانتي‌متر) و 3 سطح تعداد پالس (10، 30 و 50) استفاده گرديد و بعد از اعمال اين پيش‌تيمارها، روغن دانه‌ها با پرس مارپيچي و با سرعت‌هاي متفاوت (11، 34 و 57 دور در دقيقه) استخراج گرديد و ميزان راندمان روغن‌كشي، شاخص رنگ، پايداري اكسيداتيو، ضريب شكست و تركيبات فنلي كل نمونه‌ها مورد بررسي قرار گرفت. تجزيه‌ و تحليل آماري و بهينه‌سازي فرايند به روش سطح پاسخ انجام شد. نتايج نشان داد كه با افزايش شدت ميدان الكتريكي و تعداد پالس، شاخص رنگ روغن، افزايش ولي ميزان پايداري اكسيداتيو در روغن كاهش يافت. نتايج همچنين نشان داد كه پارامترهاي مورد مطالعه تأثيري بر ميزان ضريب شكست نداشتند و با افزايش سرعت دوراني پرس مارپيچي از ميزان راندمان روغن‌كشي كاسته شد. افزايش شدت ميدان الكتريكي و تعداد پالس‌ها ابتدا منجربه‌افزايش راندمان روغن‌كشي و تركيبات فنلي كل گرديد ولي با افزايش بيشتر اين متغيرها، اين دو پارامتر كاهش يافت. باتوجه‌به نتايج بهينه‌سازي فرايند مي‌توان بيان نمود كه فرايند ميدان الكتريكي متناوب با شدت ميدان الكتريكي 1/18 كيلووات بر سانتي‌متر، تعداد پالس 48 و پرسي با سرعت دوراني 11/01 دور در دقيقه منجربه رسيدن به حداكثر راندمان استخراج، پايداري اكسيداتيو و تركيبات فنلي كل گرديد.

In this study, different electric field intensity (0.25, 3.25 and 6.25 kV/cm) and different number of pulse (10, 30 and 50) were used for optimizing the process of oil extraction from black cumin seeds using pulsed electric field pretreatment and then after using these pretreatments, the oil of seeds was extracted with screw press with different rotation speeds (11, 34 and 57 rpm), then parameters including oil extraction yield, color index, oxidative stability, refractive index and a and total phenolic of the extracted oil were studied. Statistical analysis and process optimization was performed with the use of response surface methodology (RSM). The results showed that oil color index increased with increasing of electric field intensity and the number of pulses, but oxidative stability of obtained oil decreased. The results also showed that the studied parameters had non-significant effects on the refractive index; moreover the oil extraction yield reduced by increasing the rotational speed of the screw press. Increasing the electric field intensity and the number of pulses to enhance the oil extraction yield and total phenolic was but a further increase of these variables, the two parameters decreased. According to the process optimization results, it might be stated that with applying electric field intensity for about 1.18 kV/cm number of pulse 48 and screw-rotation speed of the press of 11.01 rpm, the maximum oil extraction yield, oxidative stability and total phenolic components were reached.