عنوان :
بررسي آزمايشگاهي و مدلسازي فرآيند استخراج فوق بحراني كوئرستين از گياه بنفشه معطر و بهينه سازي شرايط فرآيند
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي فرآيند
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
پانزده، 116ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمد قريشي
توصيفگر ها :
كوئرستين , بنفشه معطر , استخراج فوق بحراني , كربن دياكسيد , روش سطح پاسخ , مدلسازي رياضي , مدل ديفرانسيلي انتقال جرم , الگوريتم ژنتيك
استاد داور :
علي اكبر دادخواه، محمدرضا احساني
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/07/13
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/07/20
چكيده فارسي :
چكيده استخراج با كربن دياكسيد فوق بحراني به عنوان يك روش كارامد بسيار مورد توجه قرار گرفته است از مزيتهاي اين روش ميتوان به قيمت ارزان غيرقابل اشتعال غيرسمي و غيرخورنده بودن باقي نماندن حالل در عصاره استخراجي سازگاري با محيط زيست مناسب براي مواد حساس به دما و سرعت استخراج باال اشاره كرد در مطالعه حاضر استخراج كوئرستين از گياه بنفشه معطر به دو روش سوكسله با حالل متانول و استخراج با كربن دياكسيد فوق بحراني انجام گرفته است استخراج فوق بحراني با در نظر گرفتن 23 دقيقه زمان استاتيك و با افزودن اتانول به عنوان كمك حالل اصالحگر و اندازه ذرات با مش سايز 53 22 صورت گرفت آزمايشها با استفاده از روش طراحي سطح پاسخ RSM در نرمافزار Minitab و با در نظر گرفتن 4 پارامتر مهم دما 35 55 C فشار 12 32 MPa دبي كربن دياكسيد 2 3 1 5 mL min و زمان ديناميك 42 122 min طراحي گرديد سپس نتايج آزمايشها به كمك اين نرمافزار مورد بررسي قرار گرفته و ميزان بازيابي كوئرستين موجود در بنفشه معطر برحسب شرايط عملياتي مختلف با استفاده از يك چندجملهاي مرتبه دوم مدلسازي شد ضريب تشخيص 2 18 81 R و ضريب تشخيص اصالحشده 2 17 78 Radj به دست آمد كه نشان دهنده برازش بسيار خوب دادههاي آزمايشگاهي توسط اين مدل است مقادير بهينه پارامترهاي اين مدل دماي 55 C فشار 22 52 MPa نرخ جريان 1 17 mL min و زمان ديناميك 83 811 دقيقه به دست آمد و حداكثر بازيابي كوئرستين 21 45 پيشبيني شد با سه بار تكرار آزمايش در شرايط بهينه در نهايت ميزان بازيابي ميانگين 86 25 به دست آمد تأثير پارامترهاي عملياتي بر ميزان بازيابي نيز با استفاده از نمودارهاي كانتور و سطح پاسخ مورد بررسي قرار گرفت همچنين در اين پژوهش مدلسازي رياضي فرآيند استخراج فوق بحراني كوئرستين از بنفشه معطر با استفاده از يك مدل ديفرانسيلي انقال جرم مدل هسته منقبض شونده انجام گرفته و نتايج حاصل از مدل و نتايج آزمايشگاهي با يكديگر مقايسه گرديد كه تطابق خوبي ميان آنها مشاهده شده است در اين مدل پارامترهاي ضريب انتقال جرم فيلمي ضريب نفوذ مؤثر و پراكندگي محوري با استفاده از روابط تجربي محاسبه شده و ضريب توزيع نيز با استفاده از دو روش ترموديناميكي و الگوريتم ژنتيك محاسبه گرديد در روش ژنتيكي ضريب توزيع به گونهاي تعيين شد كه مقدار خطاي ميانگين مطلق AAD ميان دادههاي آزمايشگاهي و نتايج حاصل از مدل حداقل شود عالوه بر اين بهينه سازي فرآيند با استفاده از الگوريتم ژنتيك نيز انجام گرفت كه مقادير بهينه دماي 55 درجه سلسيوس فشار32 12 مگاپاسكال دبي 11 1 ميليليتر بر دقيقه زمان ديناميك 45 111 دقيقه و بيشترين ميزان بازيابي كوئرستين 38 45 درصد حاصل شده است كلمات كليدي كوئرستين بنفشه معطر استخراج فوق بحراني كربن دياكسيد روش سطح پاسخ مدلسازي رياضي مدل ديفرانسيلي انتقال جرم الگوريتم ژنتيك
چكيده انگليسي :
117 Experimental investigation and mathematical modeling of the supercritical extraction process of Quercetin from Viola odorata and optimization of process conditions Sahar Ghasemi sahar ghasemi96@ce iut ac ir Department of Chemical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisor Prof Seyyed Mohammad Ghoreishi ghoreshi@cc iut ac irAbstractSupercritical carbon dioxide extraction has received much attention as a new and efficient method The advantagesof this method include low cost non flammability non toxic and non corrosive no solvent remaining in theextract environmental compatibility suitable for temperature sensitive materials and high extraction speed In thepresent study Quercetin in Viola odorata in two ways Soxhlet with methanol solvent and extracted by means ofsupercritical carbon dioxide modified will be carried out Supercritical extraction was performed by considering30 minutes of static time and adding 2 mL of ethanol as modifier and particle size with mesh size 20 35 Experiments using the Response Surface Methodology RSM in Minitab16 software and considering 4 importantparameters of temperature 35 35 C pressure 10 30 MPa carbon dioxide flow 0 5 1 5 mL min and Dynamictime 40 40 min was designed Then analysis second order polynomial procedure call a model laboratory for therecovery Quercetin is fitted R2 and modified R2 of the model are 98 81 and 97 78 respectively which showsa very good fit of experimental data by this model Optimal values of model parameters were temperature 55 C pressure 20 50 MPa flow rate 1 17 mL min dynamic time 118 38 minutes and the maximum recovery of Quercetin54 10 percent achieved With three repetitions of the experiment under optimal conditions the average recoverywas 52 68 The effect of operational parameters on recovery was also investigated using contour and surfaceplots Also in this study Mathematical modeling process has been done using balance equations of mass transfer modeland the results of the model and experimental data were compared with each other and a good agreement wasobserved between them In this model the parameters of mass transfer coefficient film effective diffusioncoefficient and axial dispersion coefficient are calculated by empirical relationships and the distribution coefficient
استاد راهنما :
محمد قريشي
استاد داور :
علي اكبر دادخواه، محمدرضا احساني
