Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/43909
Title: RECOVERY OF FLAVOR COMPOUNDS FROM ORANGE JUICE MODEL SOLUTION BY PERVAPORATION WITH TUBULAR PDMS MEMBRANE
Other Titles: การแยกสารกลิ่นรสจากน้ำส้มจำลองโดยกระบวนการเพอแวปพอเรชันด้วยเมมเบรนพอลิไดเมทิลไซลอกเซนแบบท่อ
Authors: Anongnart Khawsang
Advisors: Artiwan Shotipruk
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Engineering
Advisor's Email: artiwan.sh@chula.ac.th
Subjects: Pervaporation
Fluxes
เพอร์เวเพอเรชัน
ฟลักซ์
Issue Date: 2013
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: The objective of this work is to investigate the pervaporative transport behavior of orange juice model solution consisting of four key flavor compounds, namely, ethyl butyrate, trans-2-hexenal, 1-hexanol and D-limonene through the tubular polydimethylsiloxane (PDMS) membrane. The effect of variables on the separation performance were investigated such as feed concentration (original orange juice concentration, at 75-fold and at 150-fold of the original orange juice concentration), feed temperature (30, 40 and 45 °C) and permeate pressure (5, 10 and 15 mmHg). The results show that, increase in feed concentration resulted in increase in the partial flux of flavor compounds but decreased selectivity and recovery percentages. The increase in feed temperature leads to higher permeation flux and recovery percentages of each flavor compound but lower selectivity. In addition, increase in permeate pressure slightly reduced the permeation flux, selectivity and recovery percentages. However, the behavior of some flavor compounds did not follow this trend at some experimental conditions such as that of D-limonene and trans-2-hexenal. The selectivity of D-limonene increased as feed concentration increased. But the selectivity of trans-2-hexenal on the other hand increased slightly with the same increase in permeate pressure. As permeation flux of flavor compounds is inversely proportional to the compound selectivity, the pervaporation separation index (PSI) was more often used in membrane separation processes as a criterion for the selection of appropriate conditions. Base on the PSI, it has been found that increase in feed concentration and decrease in feed temperature led to the decrease in the PSI values of ethyl butyrate, trans-2-hexenal and 1-hexanol, and the increase in PSI value of D-limonene. Whereas, increase in permeate pressure decreased the PSI values of all flavor compounds except for trans-2-hexenal. It should be noted that the PSI for D-limonene was negative at low feed concentration, and to increase the PSI value of the key flavor compound like D-limonene, high feed concentration would be more appropriate, however with the expense of lower PSI values for the other compounds. The most suitable conditions for separation of D-limonene are at 75-fold of original orange juice feed concentration, high feed temperature of 45 °C and low permeate pressure of 5 mmHg. Whereas the appropriate conditions to separate ethyl butyrate, trans-2-hexenal and 1-hexnol is operated with real orange juice concentration, feed temperature 45 °C and permeate pressure 5 mmHg.
Other Abstract: งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาพฤติกรรมการเคลื่อนที่ของสารกลิ่นรสสำคัญ ได้แก่ เอทิลบิวทิเรต, ทรานส์-2-เฮกเซนาล, 1-เฮกซานอล และ ดีลิโมนีน ซึ่งมีอยู่ในน้ำส้มจำลองที่แยกโดยเมมเบรนพอลิไดเมทิลไซลอกเซนแบบท่อด้วยกระบวนการเพอแวปพอเรชัน โดยศึกษาผลของตัวแปรต่างๆต่อประสิทธิภาพในการแยก ได้แก่ ความเข้มข้นของสายป้อน (ความเข้มข้นของน้ำส้มจริง, น้ำส้มเข้มข้น 75 เท่า และ 150 เท่าของน้ำส้มจริง), อุณหภูมิสายป้อน (30, 40 และ 45 องศาเซลเซียส) และ ความดันด้านเพอร์มิเอท (5, 10 และ 15 มิลลิเมตรปรอท) จากการศึกษาพบว่า การเพิ่มความเข้มข้นในสายป้อนส่งผลให้ค่าฟลักซ์ของสารเพิ่มขึ้น แต่ค่าการเลือกผ่านและค่าร้อยละผลได้ลดลง เมื่อเพิ่มอุณหภูมิสายป้อนทำให้ค่าฟลักซ์และค่าร้อยละผลได้เพิ่มขึ้นแต่ค่าการเลือกผ่านลดลง นอกจากนี้การเพิ่มความดันด้านเพอร์มิเอทส่งผลให้ค่าฟลักซ์ ค่าการเลือกผ่าน และค่าร้อยละผลได้ลดลงเล็กน้อย แต่อย่างไรก็ตามพฤติกรรมของสารกลิ่นรสบางตัวไม่เป็นไปตามที่กล่าวมาข้างต้นในบางการทดลอง ได้แก่ ดีลิโมนีนและทรานส์-2-เฮกเซนาล ซึ่งค่าการเลือกผ่านของดีลิโมนีนเพิ่มเมื่อเพิ่มความเข้มข้นในสายป้อน แต่ค่าการเลือกผ่านของทรานส์-2-เฮกเซนาลเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเมื่อเพิ่มความดันด้านเพอร์มิเอท เนื่องจากค่าฟลักซ์และค่าการเลือกผ่านของสารแปรผกผันกัน ดังนั้นจึงใช้ค่าดัชนีการแยกเป็นตัวระบุความเหมาะสมของสภาวะที่ใช้ในกระบวนการแยกด้วยเมมเบรน จากค่าดัชนีการแยกพบว่าการเพิ่มความเข้มข้นและลดอุณหภูมิในสายป้อนส่งผลให้ค่าดัชนีการแยกของ เอทิลบิวทิเรต, ทรานส์-2-เฮกเซนาล และ 1-เฮกซานอลลดลง แต่ค่าดัชนีการแยกของดีลิโมนีนเพิ่มขึ้น ในขณะที่การเพิ่มความดันด้านเพอร์มิเอทส่งผลให้ดัชนีการแยกของสารกลิ่นรสทุกตัวลดลงยกเว้นทรานส์-2-เฮกเซนาล ทั้งนี้เนื่องจากดีลิโมนีนมีค่าดัชนีการแยกติดลบที่ความเข้มข้นของน้ำส้มจริง ดังนั้นเพื่อให้ดัชนีการแยกของสารกลิ่นรสสำคัญอย่างดีลิโมนีนมีค่าเพิ่มขึ้น การศึกษาที่ความเข้มข้นสายในป้อนสูงจึงมีความเหมาะสมสำหรับการแยกมากกว่าแต่ดัชนีการแยกของสารตัวอื่นจะลดลง เพราะฉะนั้น สภาวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการแยกดีลิโมนีน คือ ที่ความเข้มข้นในสายป้อน 75 เท่าของน้ำส้มจริง อุณหภูมิขาเข้า 30 องศาเซลเซียส และความด้านดันด้านเพอร์มิเอท 5 มิลลิเมตรปรอท ในขณะที่สภาวะที่เหมาะสมสำหรับการแยก เอทิลบิวทิเรต, ทรานส์-2-เฮกเซนาล และ 1-เฮกซานอล คือ ที่ความเข้มข้นของน้ำส้มจริง อุณหภูมิขาเข้า 45 องศาเซลเซียส และความด้านดันด้านเพอร์มิเอท 5 มิลลิเมตรปรอท
Description: Thesis (M.Eng.)--Chulalongkorn University, 2013
Degree Name: Master of Engineering
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Chemical Engineering
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/43909
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2013.1357
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2013.1357
Type: Thesis
Appears in Collections:Eng - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
5570443721.pdf3.59 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.