การสกัดแยกน้ำมันพืชด้วยกระบวนการ degumming โดยใช้ ceramic membrane

การสก�ดแยกน้ำ�ามั�น้ำพื�ชด�วยกระบวน้ำการdegumming

โดยใช� ceramic membrane

อาจารย�ที่��ปร�กษาอ.ดร.ยงย!ที่ธ

เฉลิ&มัชาติ&

บที่น้ำา

- น้ำ�ามั�น้ำพื�ชได�มัาจากการสก�ดเอาน้ำ�ามั�น้ำออกจากเมัลิ)ดก�บ hexane ซึ่��งสารลิะลิายผสมัน้ำ��เร�ยกว,า miscella

- degumming process คื�อขั้��น้ำติอน้ำแรกใน้ำการที่าน้ำ�ามั�น้ำพื�ชโดยที่าการเอา phospholipids ออกโดยเติ&มั hydrating agents (water/acid) หลิ�งจากน้ำ��น้ำน้ำามัาที่าให�ติกติะกอน้ำโดยเคืร��องหมั!น้ำเหว��ยง

1. กระบวน้ำการสก�ดแบบด��งเด&มั

- กระบวน้ำการ degumming ได�ถู1กพื�ฒน้ำาขั้��น้ำ เช,น้ำใน้ำกระบวน้ำการ Enzymatic phospholipase A1 เป3น้ำติ�วเร,งปฏิ&ก&ร&ยาขั้อง phospholipid ปฏิ&ก&ร&ยาจะเก&ดขั้��น้ำอย,างรวดเร)วแลิะดาเน้ำ&น้ำไปอย1,ใน้ำสภาวะปกติ& อย,างไรก)ติามัใน้ำการที่ดลิองกระบวน้ำการน้ำ��มั�ขั้�อเส�ยเพืราะเอน้ำไซึ่มั�มั�ราคืาแพืง 2. กระบวน้ำการสก�ดโดยใช� membrane

-การใช� membrane ใน้ำการสก�ดที่าได� 2 ว&ธ� คื�อ

- การสก�ดแยก phospholipid ออกจาก miscella- การสก�ดแยกโดยใช�ติ�วที่าลิะลิาย

บทนำ�� ต่�อ

-Membrane แบ�งออกเป็�นำ 4 ชนำ�ด- MF : Microfiltration

>0.1µm

- UF : Ultrafiltration

> 0.01µm

- NF : Nanofiltration

> 0.001µm

- RO : Reverse Osmosis

> 0.0002µm

บทนำ�� ต่�อ

- กระบวน้ำการ ultrafiltration มั�คืวามัย!,งยากใน้ำการแยก triacylglycerols (มั�น้ำ�าหน้ำ�กโมัก!ลิ 900 Da) จาก phospholipids (น้ำ�าหน้ำ�กโมัเลิก!ลิ 800 Da) เพืราะว,ามั�มัวลิโมัเลิก!ลิที่��แติกติ,างก�น้ำน้ำ�อย อย,างไรก)ติามั กระบวน้ำการน้ำ��เป3น้ำกระบวน้ำการที่��สร�างได�ง,าย เพืราะ phospholipids จะมั�การสร�าง micelles

บทนำ�� ต่�อ

-กระบวน้ำการเก&ด micelles

เป3น้ำสารจาพืวก amphoteric molecules ที่��มั�การรวมัติ�วก�น้ำเป3น้ำกลิ!,มัก�อน้ำ คืวามัเขั้�มัขั้�น้ำที่��น้ำ�อยที่��ส!ดที่��จะที่าให�เก&ด micelle เร�ยกว,า คืวามัเขั้�มัขั้�น้ำว&กฤติที่��เก&ด micelle (CMC) มัวลิโมัเลิก!ลิมั�ผลิติ,อขั้น้ำาดขั้อง micelle เช��อว,ามัวลิโมัเลิก!ลิขั้อง phospholipids แลิะจาน้ำวน้ำ monomers มั�ส,วน้ำใน้ำการเก&ด micelle สภาพืการมั�ขั้��วขั้องติ�วที่าลิะลิายมั�ผลิติ,อการเก&ด micelle ใน้ำ phospholipids ซึ่��งเป3น้ำลิ�กษณะเฉพืาะขั้อง phospholipid micelle

บทนำ�� ต่�อ

คว�มแต่กต่��งระหว��งก�รสก�ดแบบด��งเด�มและคว�มแต่กต่��งก�รสก�ดโดยใช membrane

- membrane ใน้ำกระบวน้ำการแยกน้ำ�ามั�น้ำพื�ชมั�ส,วน้ำช,วยใน้ำการลิดการส1ญเส�ยน้ำ�า พืลิ�งงาน้ำ แลิะผลิ&ติผลิที่างเคืมั�คืวามัแติกติ,างก�บการสก�ดโดยใช�- membrane จะที่าการสก�ดที่��อ!ณหภ1มั&ติ�า สามัารถูร�กษาคื!ณคื,าที่างอาหารใน้ำน้ำ�ามั�น้ำไว�ได�แลิะย�งเป3น้ำเที่คืโน้ำโลิย�ที่��มั�ประโยชน้ำ� ติ�วอย,างเช,น้ำ เป3น้ำติ�วย�บย��งการเก&ดปฏิ&ก&ร&ยาการส1ญเส�ยอ&เลิ)กติรอน้ำที่าให�ผลิ&ติภ�ณฑ์�มั�คืวามัคืงที่น้ำ ด�วยเหติ!น้ำ��การใช� membrane จะที่าให�ได�ผลิ&ติภ�ณฑ์�ที่��มั�คื!ณภาพืด�กว,าการสก�ดแบบด��งเด&มั

ว�สด!และอ!ป็กรณ์# นำ���ม�นำถั่�%วเหล&อง อ,างติ�มัน้ำ�าร�อน้ำแบบหมั!น้ำเว�ยน้ำพืลิ�งงาน้ำ rotary evaporator Thermocouple Spectrophotometer HPLC with a UV–VIS detector HPLC with a Shimadzu RF-10 AXL fluorescence

detector

แบบก�รทดลองRun

Actual ValuesFeed velocity(m/s) Transmembrane

pressure(bar)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

3.1

3.7

3.1

3.7

3.4

3.4

3.4

2.9

3.9

3.4

3.4

1.2

1.2

1.8

1.8

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

1.0

2.0

ก�รต่รวจสอบสอบท�งก�ยภ�พ-ส* ด�วยว&ธ� AOCS method Cc 13e-02

-คว�มเป็�นำกรด-ด��ง(% FFA) ด�วยว&ธ� AOCS method Ca 5a-40

-ป็ร�ม�ณ์ว�ต่�ม�นำ ด�วยว&ธ� AOCS method Ce8-89,ติรวจสอบ HPLC โดยใช�ฟลิ1ออเรสเซึ่น้ำติ�เป3น้ำ detector(Shimadzu RF-10 AXL)

-ป็ร�ม�ณ์คลอโรฟิ,ลล# ด�วยว&ธ� AOCS method Ch 4-91

-ป็ร�ม�ณ์ฟิอสฟิอร�ส ด�วยว&ธ� AOCS method Ca 19 – 86(AOCS,2004) สาหร�บปร&มัาณฟอสฟอร�สติ�าๆ ให�เร&�มัอ,าน้ำคื,าที่�� 830 nm ติามัว&ธ�ขั้องrecommendation of Antoniassiแลิะ Esteves(1995)

- ทดสอบค�� peroxide index ด�วยว&ธ� AOCS method Cd 8b – 90 (AOCS,2004)

การที่าคืวามัสะอาดMEMBRANE

ultrafiltration

ลิ�างเคืร��องด�วย เฮกเซึ่น้ำปร&มัาณ 2L

re-circulating ด�วยสารลิะลิายเฮกเซึ่น้ำ 10 L เป3น้ำเวลิา 1

ช��วโมัง

ป็-จจ�ยท*%ม*ผลในำกระบวนำก�รท��คว�มสะอ�ดMEMBRANE

1 .คืวามัด�น้ำ2. คืวามัเร)ว3. อ!ณหภ1มั&

ผลล�พธ์#และก�รอภ�ป็ร�ยผล

สภ�วะท�%วไป็ของMembrane Membrane ม*ค!ณ์ล�กษณ์ะเฉพ�ะต่�วในำก�รให ส�รละล�ยซึ5มผ��นำท*% 40 °C ก�รเก�ด Permeate flux จะเก�ดได ด*ท*%อ�ต่ร�ก�รซึ5มผ��นำ255 kg m‾²h‾¹ ท*% 1 bar และ615 kg m‾² h‾¹ ท*% 2 bar Permeate fluxนำ��นำเป็�นำส�ดส�วนำโดยต่รงก�บก�บคว�มด�นำในำแต่�ละช�วงของก�รกรอง Permeate flux ข5�นำอย6�ก�บคว�มพร!นำและคว�มชอบนำ���ของ Membrane คว�มม*ข��วของต่�วท��ละล�ยม*อ�ทธ์�พลอย��งม�กซึ5%งส�งผลต่�ออ�ต่ร�ก�รไหลของต่�วท��ละล�ย ก�รกรองท*%สมบ6รณ์# และค��คว�มด�นำในำแต่�ละช�วงของก�รกรอง จ�กผลก�รทดลองล��ส!ดท*%ได พบว�� Permeate flux ของ Pure Ethanol ม*ค�� 198 kg m‾² h‾¹และของ Pure Hexane ม*ค�� และ 215 kg

m‾² h‾¹ ด�งนำ��นำก��หนำดให ใช Hexane ในำก�รล �ง Membrane จ5งจะด*ท*%ส!ด

ผลล�พธ์#และก�รอภ�ป็ร�ยผลล�กษณ์ะเฉพ�ะของ Degumming oil ในำก�รกรอง นำ���ม�นำถั่�%วเหล&อง/Hexane ให ได

ป็ระส�ทธ์�ภ�พส6งส!ด ไม�เพ*ยงแต่�ม*คว�มส�มพ�นำธ์#ก�บPermeate flux เท��นำ��นำแต่�ย�งส�มพ�นำธ์#ก�บก�รก�กPhospholipidด วย แสดงร�ยละเอ*ยดในำต่�ร�งด�งต่�อไป็นำ*�

ผลล�พธ์#และก�รอภ�ป็ร�ยผลล�กษณ์ะเฉพ�ะของนำ���ม�นำก�อนำและหล�งนำ��ไป็

ผ��นำกระบวนำก�ร Degumming โดย Ultrafiltration

บทสร!ป็ในำก�รทดลองก�รสก�ดแยกนำ���ม�นำพ&ชด วย Ceramic Membrane โดยใช นำ��� EthanolและHexane ด วยกระบวนำก�ร Degumming พบว�� Ceramic Membrane ท*%ใช ในำก�รศึ5กษ� ม*ขนำ�ดของร6ท*%ใช ในำก�รกรองเท��ก�บ 0.01μm ค�� Permeate fluxท*%ด*และผลรวมของก�รก�กPhospholipids ท*%ด*ควรได ป็ร�ม�ณ์Phosphorous ส!ดท �ยเท��ก�บ 2.2 mg kg‾¹ ก�รท*%ม*ค�� Phosphorousต่�%�แสดงให เห8นำว��ต่�วท��ละล�ยนำ��นำม*ป็ระส�ทธ์�ภ�พท*%จะใช ในำก�รสก�ดส6งก�รทดลองนำ*�เป็�นำก�รพ�ส6จนำ#ให เห8นำถั่5งอ�ทธ์�พลของคว�มด�นำคร�อม Membrane ว��ท��ให เก�ดก�รลดลงของป็ร�ม�ณ์ Phosphorous อย��งไร เพ&%อใช ในำก�รป็ร�บป็ร!ง Permeate flux ต่�อไป็