Skip to main content
SUPERVISOR
Aminolah Masoumi,Ali Nasirpour,Hamidreza Mirdamadi
امین اله معصومی (استاد راهنما) علی نصیرپور (استاد مشاور) سیدحمیدرضا میردامادی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohammad rasoul Asgari renani
محمدرسول عسگری رنانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Design, fabrication and evaluation of an optimized ultrasonic horn for homogenization of oil-water emulsion
Today, due to the importance of emulsions in various industries, it is important to know the methods and tools available to create a stable emulsion. Common emulsification tools are available in laboratories and the food industries. Research has shown that to create a relatively stable oil-in-water emulsion, the ultrasonic method has many advantages in terms of energy efficiency, reduced emulsion particle size, better emulsifying quality, wider application and range, and greater ease of operation than other methods. This new and efficient method is widely used to destroy the molecular structure of materials and improve homogenization operations. The horn is one of the most important components in the ultrasonic system, which is responsible for transmitting vibrations and amplifying the amplitude produced by the transducer. According to research, the contact surface of the horn with the fluid and the amplification of the vibration amplitude by the horn are both factors that in the homogenization process cause the shredding and reduction of fat particle size, resulting in a relatively stable emulsion. Therefore, in the present research, we have tried to design the horn in such a way that the factors of the contact surface and amplification of vibration amplitude are in the optimal state. The design was first done analytically and then evaluated by numerical solution, which resulted in the design and construction of a multi-step barbell horn with a gain factor of 15. Finally, the performance of the designed horn was compared with the food industry laboratory horn at two, three and four minutes of sonication in three replications. Therefore, factorial experiment and completely randomized design consisting of 6 treatments with three replications were used. To prove the relative stability of the resulting emulsion, the properties of the creaming index, emulsion activity index and emulsion stability index were measured, which resulted in a more stable oil-in-water emulsion sonicated by a horn designed in 4 minutes. Key Words: Multi-step barbell horn, Gain Factor, Creaming index, Activity index, Stability index
امروزه اهمیت امولسیون‌ها در صنایع مختلف، شناخت روش‌ها و ابزارهای موجود برای ایجاد امولسیون پایدار را حائز اهمیت کرده است. ابزارهای رایجی برای امولسیون‌سازی در آزمایشگاهها و صنعت مواد غذای موجود است. تحقیقات نشان داده است که برای ایجاد امولسیون نسبتاً پایدار روغن در آب، روش آلتراسونیک دارای مزایای زیادی در زمینه بازده انرژی، کاهش اندازه ذرات امولسیونی، کیفیت بهتر امولسیون‌کنندگی، کاربرد و دامنه وسیع‌تر و سهولت عمل بیشتر نسبت به سایر روش‌ها می‌باشد. این روش نوین و کارآمد به‌طور گسترده برای تخریب ساختار مولکولی مواد و بهبود عملیات همگن‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. هورن یکی از اجزای مهم در سیستم آلتراسونیک است که وظیفه انتقال ارتعاشات و تقویت دامنه تولید شده توسط ترانسدیوسر را دارد. بر اساس تحقیقات انجام شده، سطح تماس هورن با سیال و تقویت دامنه ارتعاشی توسط هورن، هر دو عواملی هستند که در فرآیند همگن‌سازی باعث خرد شدن و کاهش اندازه ذرات چربی شده و در نتیجه امولسیون نسبتاً پایدار تشکیل می‌شود. به همین جهت در پژوهش پیش رو سعی شده طراحی هورن به گونه‌ای صورت گیرد که عوامل سطح تماس و تقویت دامنه ارتعاشی در حالت بهینه باشند. طراحی ابتدا به روش تحلیلی صورت گرفت و سپس توسط حل عددی ارزیابی شد که نتیجه آن طراحی و ساخت هورنِ باربلِ چند پله‌ای با ضریب بهره 15 شده است. در انتها عملکرد هورن طراحی شده با هورن آزمایشگاه صنایع غذایی در زمان‌های دو، سه و چهار دقیقه سونیکاسیون و در سه تکرار مقایسه شد. بنابراین از آزمایش فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی متشکل از 6 تیمار با سه تکرار استفاده شد. برای اثبات پایداری نسبی امولسیون حاصل، صفات اندیس خامه‌ای شدن و اندیس فعالیت و اندیس پایداری امولسیون اندازه‌گیری شد که نتیجه آن ایجاد امولسیون پایدارتر روغن در آب توسط هورن طراحی شده در 4 دقیقه سونیکاسیون شده است. کلمات کلیدی: آلتراسونیک، ضریب بهره، خامه‌ای شدن ، اندیس فعالیت امولسیون، اندیس پایداری امولسیون، روش تحلیلی، روش عددی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی