Naslov
Matematičko modeliranje ekstrakcije ulja iz zrna soje superkritičnim CO2
(Mathematical modelling of supercritical CO2 extraction of oil from soybean seeds)

Autori
Jokić, Stela

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Prehrambeno-tehnološki fakultet Osijek

Mjesto
Osijek

Datum
16.12

Godina
2011

Stranica
150

Mentor
Velić, Darko ; komentor: Bilić, Mate

Ključne riječi
Ekstrakcija superkritičnim CO2 ; matematičko modeliranje ; sojino ulje
(Supercritical CO2 extraction ; mathematical modelling ; soybean oil)

Sažetak
Cilj rada bio je ispitati utjecaj tlaka (300– 500 bar), temperature (40–60 °C), protoka CO2 (0, 194– 14, 125 kg/h) i veličine čestica (0, 238–1, 059 mm), kao i utjecaj veličine (dimenzija) ekstraktora, na prinos ulja iz zrna soje sorte „Ika“ superkritičnim CO2. Na osnovi vanjskog koeficijenta prijenosa tvari tijekom superkritične ekstrakcije ulja s površine kvarcnog pijeska, konstruirana je nova Sherwood-ova korelacija. Iznesen je i detaljan prikaz matematičkih modela koji se koriste za opisivanje kinetike superkritične ekstrakcije biljnih ulja. Praćena je promjena kvalitete sojinog ulja tijekom provedbe ekstrakcije i to: ispitivanjem dobivenih frakcija na sastav masnih kiselina i tokoferola, primjenom plinske kromatografije, kao i pojedinačnih triacilglicerola, primjenom tekućinske kromatografije visoke djelotvornosti. Rezultati su pokazali da su, prema statističkoj značajnosti (ANOVA) utjecaja različitih procesnih uvjeta na ekstrakciju ulja iz zrna soje, tlak ekstrakcije, protok CO2 i veličina čestica imali značajan utjecaj na prinos ulja (p < 0, 05), dok temperatura ekstrakcije nije pokazala statistički značajan utjecaj (p = 0, 07) na prinos ulja. Smanjenjem veličine čestica te povećanjem tlaka i protoka CO2 povećavao se prinos ulja. Pri tlaku 300 bar, u intervalu od 40 do 60 °C, temperatura nije utjecala na prinos ulja te se može smatrati da je prijelazni tlak za sustav ulje iz zrna soje – superkritični CO2 upravo pri ispitanom tlaku, ili se nalazi u nekom uskom intervalu oko navedene vrijednosti tlaka. Svi ispitani matematički modeli (Kandiah i Spiro, Brunner, Tan i Liou, Martinez i sur., te Sovová model) bili su prikladni za opisivanje kinetike superkritične ekstrakcije. Međutim, na osnovi niskih AARD vrijednosti Sovová model je pokazao najbolja slaganja eksperimentalnih i modelom predviđenih podataka. Prijenos rezultata istraživanja iz laboratorijskog u poluindustrijsko mjerilo (scale-up), uspješno je proveden na temelju geometrijske sličnosti ekstraktora i mehanizma prijenosa tvari u procesu ekstrakcije. Važnost nove Sherwood-ove korelacije je u mogućnosti procjene vanjskog koeficijenta prijenosa tvari u slučajevima superkritične ekstrakcije ulja s površine neporoznih materijala, posebice kada je u pitanju prijenos rezultata iz laboratorijskog u industrijsko mjerilo. Odabirom relevantnih procesnih uvjeta superkritične ekstrakcije, kao i periodičnim frakcioniranjem, dobiveno je sojino ulje različitih masenih koncentracija masnih kiselina, triacilglicerola i tokoferola.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Prehrambena tehnologija

POVEZANOST RADA