Sunflower protein precipitation in a tubular precipitator

Authors


Abstract

Isoelectric precipitation of sunflower protein was carried out in a 20 m long, 6 mm internal diameter glass tubular precipitator. Effects of feed flow rate, protein concentration in the feed stream, and mean residence time on particle size distribution (PSD) were studied. The population balance equation (PBE) for the tubular precipitator was solved using the orthogonal collocation multiple shooting method. A simulated annealing method was used to determine the precipitation kinetic parameters for the nucleation rate, growth rate, aggregation rate, and breakage rate from the experimental data. Due to the lack of experimental data on the kinetics of sunflower protein precipitation in the literature, the extracted kinetics from our experiments were used to evaluate the predictive capability of the present model for experiments whose results had not been used to derive the kinetics. The model predictions of the particle size distribution along the tubular precipitator showed better agreement with the experimental data for large particles in comparison to the small particles (< 10 μm).

Abstract

On a effectué la précipitation isoélectrique de la protéine de tournesol dans un précipitateur tubulaire en verre de 20 m de long et 6 mm de diamètre intérieur. Les effets du débit de l'alimentation, de la concentration en protéine dans le courant d'alimentation et du temps de séjour moyen sur la distribution de taille des particules (PSD) ont été étudiés. L'équation de bilan de populations (PBE) pour le précipitateur tubulaire a été résolue à l'aide d'une méthode de type collocation orthogonale à tirs multiples. On a employé une méthode de recuit simulée pour déterminer les apramètres de la cinétique de précipitation pour la vitesse de nucleation, le taux de croissance, le taux d'agrégation et la vitesse de rupture à partir des données expérimentales. En raison de l'absence de données expérimentales sur la cinétique de précipitation de la protéine de tournesol dans la littérature scientifique, on a utilisé les cinétiques issues de nos expériences afin d'évaluer la capacité prédictive du présent modèle pour des expériences dont les résultats n'ont pas été utilisés pour le calcul des cinétiques. Les prédictions du modèle de la distribution de taille des particules le long du précipitateur tubulaire montrent un meilleur accord avec les données expérimentales pour des particules larges comparativement aux petites particules ←≪ 10 um→.

Ancillary