بررسی اثر سرعت دورانی، دما، نوع پیچ فشاری و قطر دای بر میزان روغن استخراج‌شده از دانه روغنی کنجد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• منصور عسافی ¹
• رسول معمار دستجردی ¹
• محمد نوشاد ²

¹ گروه مهندسی ماشین‌های کشاورزی و مکانیزاسیون، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ایران

² گروه صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ایران

https://doi.org/10.22067/jam.v10i2.78223

چکیده

در سال‌های اخیر همگام با رشد جمعیت و بهبود سطح زندگی، مصرف روغن‌های گیاهی رو به افزایش نهاده و موجب افزایش سطح زیر کشت دانه‌های روغنی شده است. اخیراً کنجد به‌عنوان یک گیاه مناسب روغنی برای کشت در شرایط آب و هوایی ایران مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش یک دستگاه عصاره‌گیری از دانه‌ی روغنی کنجد، به روش پیچ پرسی طراحی و ساخته شد. آزمایش‌های مختلفی برای تعیین میزان روغن استخراج شده بر اساس پارامتر‌های قابل تغییر همچون شکل هندسی پیچ‌های پرسی، سرعت دورانی پیچ پرسی، دمای استخراج و قطر دای انجام شد. آزمایش‌ها در سه سطح دمایی (°C 30، 60 و 90)، سه سطح سرعت دورانی (20، 50 و 80 rpm)، سه مدل پیچ پرسی (سر راست با گام ثابت، سر راست با گام متغیر و مخروطی) و سه قطر دای (6، 8 و 10mm)، به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام گردید. نتایج تحقیق نشان داد که اثر نوع پیچ پرسی، سرعت دورانی، دمای استخراجی و اندازه دای بر میزان استخراج روغن در سطح یک درصد معنی‌دار است به‌گونه‌ای که پیچ پرسی مخروطی با سطح سرعت rpm 50 و سطح دمایی°C  60 و قطر دای mm6 بیشترین میزان استخراج روغن را داشت. برای پیش‌بینی میزان روغن کنجد استخراج شده از شبکه عصبی مصنوعی از نوع پرسپترون چندلایه و مقایسه آن با مدل‌های رگرسیونی استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل شبکه عصبی مصنوعی با توپولوژی 1-8-3 با ضریب همبستگی 4۷/97 درصد و مجذور میانگین مربعات خطای، 65/0 در مقایسه با مدل‌های رگرسیون خطی و درجه دوم کارایی بالاتری در پیش‌بینی میزان روغن استخراجی دارد.

کلیدواژه‌ها

• استخراج
• پیچ پرسی
• حرارت
• روغن کنجد
• سرعت دورانی
• شبکه عصبی
• قطر دای

20.1001.1.22286829.1399.10.2.17.5

Open Access

©2020 The author(s). This article is licensed under Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0), which permits use, sharing, adaptation, distribution and reproduction in any medium or format, as long as you give appropriate credit to the original author(s) and the source.

مراجع

1. Adeeko, K., and O. Ajibola. 1990. Processing factors affecting yield and quality of mechanically expressed groundnut oil. Journal of Agricultural Engineering Research 45: 31-43.

2. Ajibola, O., D. Okunade, and O. Owolarafe. 2002. Oil point pressure of soybean. Journal of Food Process Engineering 25: 407-416.

3. Alyemeni, M. N., A. Basahy, and H. Sher. 2011. Physico-chemical analysis and mineral composition of some sesame seeds (Sesamum indicum L.) grown in the Gizan area of Saudi Arabia. Journal of Medicinal Plants Research 5: 270-274.

4. Bamgboye, A. I., and A. D. Adejumo. 2007. Development of a sunflower oil expeller. Agricultural Engineering International: CIGR EJournal. IX: 1-7

5. Bargale, P., R. Ford, F. Sosulski, D. Wulfsohn, and J. Irudayaraj. 1999. Mechanical oil expression from extruded soybean samples. Journal of the American Oil Chemists' Society 76: 223-229.

6. Baryeh, E. A. 2001. Effects of palm oil processing parameters on yield. Journal of Food Engineering 48: 1-6.

7. Biabani, A., and H. Pakniyat. 2008. Evaluation of seed yield-related characters in sesame (Sesamum indicum L.) using factor and path analysis. Pakistan Journal of Biological Sciences 11: 1157-1160.

8. Cert, A., W. Moreda, and M. Perez-Camino. 2000. Chromatographic analysis of minor constituents in vegetable oils. Journal of Chromatography A 881: 131-148.

9. Deli, S., M. Farah Masturah, Y. Tajul Aris, and W. Wan Nadiah. 2011. The Effects of physical parameters of the screw press oil expeller on oil yield from Nigella sativa L seeds. International Food Research Journal 18.

10. Dolatabadi, Z., A. H. E. Rad, V. Farzaneh, S. H. A. Feizabad, S. H. Estiri, and H. Bakhshabadi. 2016. Modeling of the lycopene extraction from tomato pulps. Food Chemistry 190: 968-973.

11. Eggers, R., H. Boeck, and W. Stein. 1985. Messung von Druck‐und Temperaturprofilen beim Abpressen von Ölsaaten in Seiherschneckenpressen. Fette, Seifen, Anstrichmittel 87: 494-499.

12. El Khier, M. K. S., K. E. A. Ishag, and A. Yagoub. 2008. Chemical composition and oil characteristics of sesame seed cultivars grown in Sudan. Research Journal of Agriculture and Biological Sciences 4: 761-766.

13. Erenturk, S., and K. Erenturk. 2007. Comparison of genetic algorithm and neural network approaches for the drying process of carrot. Journal of Food Engineering 78: 905-912.

14. Evangelista, R. L. 2009. Oil extraction from lesquerella seeds by dry extrusion and expelling. industrial crops and products 29: 189-196.

15. FAOSTAT. 2017. URL http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC.

16. Feyzollahzadeh, M., A. M. Nikbakht, and A. ModarresMotlagh 2013. Investigation of the Effects of Irrigation and Nutrient Treatments on Biophysical and Biomechanical Properties of Safflower Seed. Journal of Agricultural Machinery 3 (1): 58-70. (In Farsi).

17. Hamzat, K., and B. Clarke. 1993. Prediction of oil yield from groundnuts using the concept of quasi-equilibrium oil yield. Journal of Agricultural Engineering Research 55: 79-87.

18. Haumann, B. 1997. Mechanical extraction: capitalizing on solvent-free processing. inform 8: 165-174.

19. Hernandez-Perez, J., M. Garcıa-Alvarado, G. Trystram, and B. Heyd. 2004. Neural networks for the heat and mass transfer prediction during drying of cassava and mango. Innovative Food Science & Emerging Technologies 5: 57-64.

20. Khan, L., and M. Hanna. 1983. Expression of oil from oilseeds-a review. Journal of Agricultural Engineering Research 28: 495-503.

21. Malek, F. 2000. Edible Fats and Vegetables Oils, Characteristic and Processing Farhang-Ghalam Press. 464 p. (In Farsi).

22. Mazaheri, A. 2006. New technology in oils and fats science. Journal of Vegetable Oil Industry 37: 12-14.

23. Ogunsina, B., O. Owolarafe, and G. Olatunde. 2008. Oil point pressure of cashew (Anacardium occidentale) kernels. International Agrophysics 22: 53.

24. Olaomi, J. 2008. Design and Construction of a Motorized Groundnut oil Expelling Machine. B. Eng Thesis, Department of Mechanical Engineering, University of Ilorin, Nigeria.

25. Mohsenin, N. N. 1986. Physical properties of plant and animal materials. Gordon and Breach science publishers. 734 p.

26. Rababa’h, T. 1998. Improvement of the quality of Halawa Tahinia with special emphasis on the problem of oil separation. Master thesis, Jordan University.

27. Rostami, M., V. Farzaneh, A. Boujmehrani, M. Mohammadi, and H. Bakhshabadi. 2014. Optimizing the extraction process of sesame seed's oil using response surface method on the industrial scale. Industrial Crops and Products 58: 160-165.

28. Siger, A., and M. Nogala-Kalucka and E. Lampart-Szczapa. 2008. The content and antioxidant activity of phenolic compounds in cold‐pressed plant oils. Journal of Food Lipids 15: 137-149.

29. Soetaredjo, F. E., G. Budijanto, R. Prasetyo, and N. Indraswati. 2008. Effects of pre-treatment condition on the yield and quality of neem oil obtained by mechanical pressing. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences 3: 45-49.

30. Wiesenborn, D., R. Doddapaneni, K. Tostenson, and N. Kangas. 2001. Cooking indices to predict screw‐press performance for crambe seed. Journal of the American Oil Chemists' Society 78: 467-471.