- Π r: lă âp suất thẩm thấu phía dòng retentate Πp: âp suất thẩm thấu phía dòng permeate.
3. ỨNG DỤNG KỸ THUẬTMEMBRANE TRONG TRÍCH LY CÂC HỢP CHẤT TỪ THỰC VẬT.
3.2.4 Ứng dụng membrane trong lăm sạch vă thu hồi phenolic từ nước tâo
Sử dụng kỹ thuật lọc crossflow dùng măng vô cơ, được sử dụng để lăm sạch nước tâo (J. Mangas (1997)). Thực hiện nghiín cứu thay đổi trong thănh phần polyphenol (procyanidins, hydroxycinnamic câc dẫn xuất, vă dihydrochalcones) được giâm sât trong suốt quâ trình lăm sạch bằng một quy trình đơn giản vă đâng tin cậy HPLC. Một biện phâp thiết kế đê được xđy dựng để xâc định lại ảnh hưởng của câc yếu tố (măng loại, nhiệt độ, thời gian vă quy trình) theo mức độ của câc hợp chất phenolic. Kết quả sử dụng măng siíu lọc ở nhiệt độ thấp, tạo ra một nước tâo với một mức độ ổn định nhất. Vì vậy dùng kỹ thuật membrane giâm sât polyphenol trong lăm sạch nước tâo để kiểm tra chất lượng vă tính xâc của sản phẩm lă tốt nhất.
3.3 Ứng dụng kỹ thuật membrane trong trích ly lipit từ thực vật
Một trong những nghiín cứu trước đđy tập trung về việc sử dụng măng lọc nano (NF) cho đồng thời loại bỏ dung môi vă câc câc axit bĩo tự do (FFA) từ dầu đậu tương, kết quả giảm (50%) nồng độ FFA. Câc bước chính trong tinh chế dầu thực vật thông thường lă degumming (loại gum), deacidifying( loại bỏ acid bĩo tự do), tẩy trắng, vă khử mùi.
Câc phương phâp hóa học vă vật lý sử dụng để loại bỏ FFA có một số hạn chế: nước vă hóa chất được sử dụng với số lượng lớn, vă số lượng lớn nước thải được tạo ra, có thể tốn kếm năng lượng, vă có tổn thất đến dầu trung tính. Loại bỏ axít bĩo tự do trong câm gạo trích ly bởi dung môi vă công nghệ măng có thể lă một câch để khắc phục những vấn đề năy vă không gđy ô nhiễm môi trường trong sản xuất dầu thực vật tinh luyện. Theo V. Kale vă cộng sự (1999) để thu FFA trải qua hai giai đoạn lă trích ly dung môi vă lọc NF, đầu tiín trích ly câc FFA từ dầu thô câm gạo có chứa 16,5% FFA với methanol sau đó phần dịch trích đem lọc nano.
Quy trình như sau:
Methanol Dầu câm gạo thô
355g 200g, 16.5% FFA Lớp methanol 1 348g, 565%FFA menbrane Thiết bị trích ly thứ nhất 15 phút, 25 oC Thiết bi tâch
Methanol, 200g lớp dầu 1
Lớp methanol 2 207g, 3,7%FFA 215g, 3.15%FFA
Lớp dầu 200g, 0,33%FFA
Kết quả thu được FFA với nồng độ cao đồng thời dung môi đem đi tâi chế lại.
Trong công nghệ chế biến dầu bĩo việc khử gum lă điều cần thiết vì gum lă photpholipit lă hợp chất tạo nhũ, tạo bọt trong dầu vă lăm cho quâ trình ly tđm khó khăn. Có rất nhiều phương phâp để khử gum như bằng nước vă phương phâp khô. Theo Rhee vă Koseoglu (1997; đề cập trong V. Kale (1997)) gum trong dầu câm gạo có thể được loại bỏ bằng siíu lọc. Từ đó cho thấy kỹ thuật membrane ngăy căng ứng dụng rộng rêi trong chế biín dầu bĩo
4. KẾT LUẬN
Trích ly, cô đặc câc hợp chất từ thực vật bằng kỹ thuật membrane được câc nhă khoa học nghiín cứu vă ứng dụng, ứng dụng kỹ thuật năy đầy triển vọng vă hiệu quả cao hơn so với câc phương phâp thông thường. Ưu điểm vượt trội của kỹ thuật membrane bao gồm sự cải thiện về chất lượng sản phẩm, chi phí năng lượng thấp. Tuy nhiín, kỹ thuật membrane vẫn còn tồn tại một hạn chế đâng kể, đó lă sự tắc nghẽn do fouling vă độ bền của membrane. Đối với cô đặc protein từ thực vật sử dụng măng lọc UF hoặc kết hợp với câc phương phâp khâc như diafiltration hay điện- acidcho chất lượng sản phẩm cô đặc cao hơn so với phương phâp cô đặc truyền thống, nhưng vẫn giữ được câc tính chất công nghệ của sản phẩm. Còn đối với cô đặc, trích ly câc hợp chất chống oxi hóa sử dung kỹ thuật membrane với câc hệ thống măng MF, NF, UF, vă RO liín tiếp cho phĩp thu được câc hợp chất polyphenol với câc phđn tử lượng khâc nhau từ phđn tử lượng thấp đến phđn tử lượng cao, hiệu quả trích ly cao hơn so với sử dụng
Thiết bị trích ly thứ hai 15 phút 25oC Thiết bi tâch
trích ly lipit, kỹ thuật măng dùng để loại bỏ câc acid bĩo tự do vă gum lă những thănh phần không mông muốn trong công nghệ chế biến dầu bĩo.
Câc vật liệu lăm membrane khâc nhau, mô hình membrane khâc nhau, phương phâp khâc nhau hoặc câc loại hợp chất thực vật khâc nhau cũng cho câc kết quả cô đặc khâc nhau, chủ yếu lă sự khâc nhau về khả năng thực hiện quâ trình. Việc lựa chọn một membrane cho quâ trình cô đặc lă quan trọng vă không phải lă chuyện đơn giản, việc đó nín được lăm sau khi ta đê chọn câc thông số cho toăn bộ câc quâ trình vận hănh của hệ thống
Trín thị trường yíu cầu ngăy căng cao về chất lượng của sản phẩm, thì sự ứng dụng kỹ thuật membrane, đặc biệt lă câc mô hình membrane kết hợp mang tính hiện đại văo sản xuất lă xu hướng sẽ phât triển mạnh trong tương lai. Vì thế, để hoăn thiện kỹ thuật năy cần có sự hợp tâc của câc ngănh khoa học liín quan trong việc nghiín cứu, chế tạo câc loại vật liệu mới để phục vụ cho việc chế tạo câc membrane có độ bền cao, độ chọn lọc cao, lưu lượng dòng permeate cao, khả năng ứng dụng rộng rêi vă ổn định trong thời gian dăi, đồng thời lă câc nghiín cứu để thiết kế câc mô hình membrane, câc mô hình quy trình kết hợp vă câc thông số vận hănh của quâ trình nhằm lăm tăng khả năng cô đặc sản phẩm đến nồng độ cao như yíu cầu. Có thể đoân trước được việc sử dụng câc quâ trình membrane sẽ mang đến sự thay đổi lớn trong công nghiệp chế biến câc sản phẩm thực phẩm trong tương lai cùng với sự phât triển của khoa học vă kỹ thuật membrane.
TĂI LIỆU KHAM KHẢO
1) PGS. TS. Lí Văn Việt Mẫn. Công nghệ chế biến câc sản phẩm từ sữa, nhă xuất bản Đại học quốc gia Thănh phố Hồ Chí Minh, 296, 2004, p. 72 - 87.
2) Bylund Gosta, Dairy processing handbook, Tetra Pak processing system AB, Sweden, 1995.
3) Center For Waste Disposal – Technologies and Recycling, Membrane technology, USA, 2003.
4) Qin Jian-Jun et al., Effect of feed pH on permeate pH and ion rejection under acidic conditions in nanofiltration process, Journal of membrane science, 232, 2004, p. 153–159
5) Hong Seungkwan, Ron S. Faibish, Menachem Elimelech, Kinetics of permeate flux decline in crossflow membrane filtration of colloidal suspensions, Journal of colloid and interface science, 196, 1997, p. 267–277.
6) Hu Xianguo, Erika B. M., Koris A., Study on modeling transmembrane pressure and gel resistance in UF of oil emulsion,Desalination, 163, 2004.
7) John L. Short. Newer applications for Crossflow Membrane Filtration. Desalination, Volume 70, Issues 1-3, November 1988, Pages 341-352
8) Mark C. Porter, Handbook of industrial membrane technology, Noyes Publication, USA, 603, 1990.
9) Munir Cheryan, Ph.D. Ultrafiltration and Microfiltration Handbook, Technomic publishing co., inc, 527,1998.
10)Peng Weihua, Study on effects of multiple factor on Reverse Osmosis (RO) and Nanofiltration (NF) membranes’ performance and rejection efficiency, Ph.D thesis, The University of Toledo, 2003.
11)Wagner Jorgen, Membrane filtration handbook, Osmonics Inc, USA, 2001.
12)Zaileen Alibhai, Martin Mondor, Christine Moresoli, Denis Ippersiel, Francois Lamarche, Production of soy protein concentrates/isolate: traditional and membrane technologies, Food research and Development Centre, Canada, 2005 13)N.S. Krishna Kumar, M.K. Yea, M. Cheryan, Ultrafiltration of soy protein
concentrate: performance and modeling of spiral and tubular polymeric modules, Journal of Membrane Science, 244, 2004, 235-242
14)Sagrario Beltrân, María Teresa Sanz, Belĩn Santamaría, Ruth Murga, and Gonzalo Salazar, Recovery of antioxidants from grape products by using supercritical fluids and membrane technology, Department of biotechnology and scinces of foods, Spain, 2008
15)Juan J. Mangas, Belĩn Suârez, Anna Picinelli, Javier Moreno, and Domingo Blanco, Differentiation by phenolic profile of apple juices prepared according to two membrane techniques, Food chem, Spain, 1997
16)Serpil Takac, and Alper Karakaya, Recovery of phenolic antioxidants from olive mill wastewater, Deparment of chemical engineering, Turkey, 2009
17)V. Kale, S.P.R. Katikaneni, and M. Cheryan, Deacidifying rice bran oil by solvent extraction and membrane technology, University lllinois, Agricultural bioprocess laboratory, Urbana, 1999