توصيفگر ها :
تفاله چغندرقند , الكتروهيدروديناميك , ويژگيهاي فيزيكوشيمياي , ويژگيهاي ساختاري , هيدروژن پراكسيد قليايي
چكيده فارسي :
چكيده
تفاله چغندرقند ) بتا ولگاريس( يكي از ضايعات اصلي صنعت توليد شكر و حاوي مقادير فراواني از سلولز، همي سلولز و ساكاريدها
است. با توجه به جنبههاي اقتصادي، استفاده از تفاله چغندرقند به عنوان منبع غني براي استخراج پكتين، جداسازي سلولز، تهيه فيبررژيمي
و توليد سوخت هاي زيستي گسترش يافته است. اين مطالعه با هدف مديريت ضايعات كشاورزي و دستيابي به فيبر رژيمي انجام گرفت.
براي افزايش كيفيت فيبر رژيمي تفاله چغندرقند، تيمار حرارتي و تيمار شيميايي با هيدروژن پراكسيد قليايي جهت حذف يا كاهش شدت
رنگ خاكستري، طعم و بوي نامطلوب انجام گرفت. همچنين از روش الكتروهيدروديناميك به عنوان تكنولوژي نوين غيرحرارتي براي
اصلاح فيبر تفاله چغندرقند استفاده شد. اثر تيمار شيميايي با هيدروژن پراكسيد قليايي و تيمارهاي حرارتي و الكتروهيدروديناميك بر روي
محتواي فيبر محلول و نامحلول، خواص فيزيكوشيميايي )رنگ، ساختار و ظرفيت نگهداري آب( و حرارتي تفاله چغندرقند مورد ارزيابي
قرار گرفت. تفاله چغندرقند تهيه شده از كارخانه صنايع قند ابتدا تيمار حرارتي ) 11 و 21 دقيقه در دماي 91 درجه سلسيوس( و سپس
خشك شد. نمونههاي خشك شده، تحت تيمار شيميايي با هيدروژن پراكسيد قليايي 3 درصد )وزني/ حجمي( با نسبت مقدار نمونه به
محلول 1:11 طي زمانهاي مختلف )،21 71 و 121 دقيقه( قرار گرفتند. همزمان با تيمار شيميايي، تيمار فيزيكي الكتروهيدروديناميك )61
و 121 دقيقه( نيز بر روي نمونهها اعمال شد. سپس، نمونه ها با افزودن هيدروكلريك اسيد خنثي و تفالهها با آب مقطر شسته و در دماي
محيط خشك شدند. تفالههاي خشك شده توسط آسياب سيارهاي گلولهاي پودر شده و مورد بررسي قرار گرفتند. تيمار بهينه بر اساس
حداكثر ظرفيت جذب آب و بالاترين ميزان روشنايي رنگ انتخاب و ويژگيهاي شيميايي، مورفولوژيكي، حرارتي و ساختاري نمونه
بهينه ارزيابي شد. نتايج نشان داد كه ميزان فيبر محلول در نمونهي بهينه نسبت به نمونه شاهد 1/5% افزايش و ميزان فيبر نامحلول 16%
كاهش پيدا كرد. ميزان روشنايي رنگ نمونهي بهينه به طور قابل توجهي افزايش يافت. نتايج حاصل از آزمون حرارتي نمونههاي تيمار
شده بيانگر كاهش شديد دماي تخريب در نمونههاي تيمار شده و نمونه بهينه نسبت به نمونه شاهد بود. كروماتوگرافي نفوذ ژل نشان داد
كه وزن مولكولي فيبر رژيمي تيمار شده نسبت به نمونه شاهد كاهش پيدا كرده و كمترين ميزان وزن مولكولي مربوط به نمونه بهينه بود.
به منظور بررسي گروههاي عاملي موجود در فيبر رژيمي تفاله چغندرقند تيمار شده از آزمون طيفسنج مادون قرمز تبديل فوريه استفاده
شد كه نتايج آن نشان دهندهي اثرتيمار فيزيكي و شيميايي بر روي گروههاي عاملي بود. علاوه بر اين در تصاوير ميكروسكوپي الكتروني،
تخريب و شكست در ساختار فيبرهاي تيمار شده و كاهش اندازهي فيبر مشاهده شد.
كلمات كليدي: تفاله چغندرقند، الكتروهيدروديناميك، ويژگيهاي فيزيكوشيميايي، ويژگيهاي ساختاري، هيدروژن پراكسيد قليايي
چكيده انگليسي :
Abstract
Sugar beet pulp (Beta vulgaris) is one of the main by-product of the sugar refining industry and contains
large amounts of cellulose, hemicellulose, pectin and saccharides. Considering the economic aspects,
using sugar beet pulp as a rich source for pectin extraction, separation of cellulose nanofibers, dietary
fibers preparation, and biofuels production has been expanded. The aim of this study was the managing
of agricultural wastes in order to produce dietary fiber. To increase the quality of sugar beet fibers,
chemical treatment using alkaline hydrogen peroxide was performed in order to remove or reduce the
intensity of the gray color, unpleasant taste and smell. Also, the electrohydrodynamic method was used
as a new non-thermal technology for fiber extraction. The effect of chemical treatment by alkaline
hydrogen peroxide and physical treatments such as blanching and electrohydrodynamic on soluble and
insoluble fiber contents, physicochemical properties (color, structure and water holding capacity) and
thermal properties of sugar beet pulp were evaluated. The sugar beet pomace was obtained from sugar
factory and was heat treated for 10 and 20 minutes at 90°c and then dried. The dried samples were
chemically treated with 3% (weight/volume) alkaline hydrogen peroxide with a ratio of sample to
solution of 1:10 for different times (20, 70 and 120 minutes). At the same time as bleaching and
chemical treatment, electrohydrodynamic treatment (60 and 120 minutes) was also applied to the
samples. Then the samples were neutralized by hydrochloric acid and the residues were washed by
distilled water and dried at ambient temperature. The dried fibers were grinded by a planetary ball mill
and analyzed. The optimal treatment was evaluated based on the maximum water holding capacity and
the highest color brightness and the chemical, morphological, thermal and structural characteristics of
the optimal sample. The results showed that the amount of soluble fiber in the optimal sample increased
by 1.5 % and the amount of insoluble fiber was decreased by 16 %. The color brightness of the optimal
sample was increased significantly. The results of the thermal test of the treated samples showed a sharp
decrease by the degradation temperature in the treated samples and the optimal sample compared to the
control sample. Gel permeation chromatography showed that the molecular weight of the treated fibers
was decreased compared to the control sample and the lowest molecular weight was the optimal sample.
In order to investigate the functional groups present in the treated fibers, the Fourier transform infrared
spectrometer was used, the results showed that the effect of physical and chemical treatment on the
functional groups. In addition, in the electron microscopic images, was damaged and breakage in the
structure of the treated fibers and a decrease in the size of the fibers were observed.
Keywords: sugar beet fibers, electrohydrodynamic, physicochemical properties, structural
properties, alkaline hydrogen peroxide