پديد آورنده :
آقازاده فرد، فرزان
عنوان :
بررسي آزمايشگاهي، مدل‌سازي و بهينه‌سازي استخراج فوق بحراني ساليسين از درخت بيد سفيد
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
فرايندهاي جداسازي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
چهارده، 118 ص. : مصور (رنگي)، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمد قريشي
توصيفگر ها :
استخراج فوق بحراني , دي‌اكسيد كربن فوق بحراني , درخت بيد سفيد , ساليسين , طراحي سطح پاسخ , شبكه عصبي مصنوعي , پرسپترون چند لايه
استاد داور :
محمدرضا احساني، علي‌اكبر دادخواه
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/08/22
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/09/13
چكيده فارسي :
امروزه در سطح جهان استفاده از گياهان دارويي به عنوان يك جايگزين براي داروهاي شيميايي با استقبال فراواني مواجه شده است. درخت بيد با گونه‌هاي متعدد و مختلف يكي از اين گياهان بسيار سودمند است. استفاده از پوست و برگ درخت بيد حتي به صورت جوشانده فوايد بسياري دارد. خاصيت ضد درد و ضدالتهابي از جمله فوايد درماني درخت بيد مي‌باشد. ماده مؤثره موجود در درخت بيد ساليسين است كه از لحاظ ساختاري شباهت بسياري با قرص آسپرين دارد. اين ماده بيشتر از هر گونه‌ي ديگري در درخت بيد سفيد وجود دارد. استخراج به كمك سيال فوق بحراني از جمله روش‌هاي امروزي استخراج است كه منجر به كاهش استفاده از حلال‌هاي آلي، صرفه‌جويي در وقت، افزايش ايمني و كاهش هزينه عملياتي مي‌شود. در اين پژوهش بررسي آزمايشگاهي و بهينه‌سازي شرايط عملياتي استخراج فوق بحراني ساليسين از پوست درخت بيد سفيد با استفاده از دي‌اكسيدكربن فوق بحراني و متانول به عنوان كمك حلال انجام شده است. پارامترهاي بهينه‌سازي دما، فشار، اندازه ذرات گياه و زمان ديناميك در نظر گرفته شده‌اند. زمان استاتيك در تمامي آزمايشات 40 دقيقه و مقدار متانول به عنوان كمك حلال، 0/75 ميلي‌ليتر بوده است. از استخراج به روش سوكسله به عنوان مبناي استخراج صد درصد استفاده شده است. طراحي آزمايشات با كمك نرم‌افزار Minitab و با استفاده از روش مركب مركزي، با 4 پارامتر دما (35 تا 55 درجه سانتي‌گراد)، فشار (16 تا 24 مگاپاسكال)، اندازه ذرات (0/3 تا 0/9 ميلي‌متر) و زمان ديناميك (40 تا 120 دقيقه) انجام گرفته است. آناليز نمونه‌هاي استخراجي با استفاده از دستگاه كروماتوگرافي مايع با كارايي بالا (HPLC) انجام شد. با استفاده از نتايج به دست آمده، معادله درجه دوم مدل بازيابي ساليسين حاصل گرديد. اين معادله نشان داد كه ترم‌هاي خطي فشار، دما، اندازه ذرات و زمان ديناميك، ترم‌هاي مربع فشار، اندازه ذرات و زمان ديناميك و همچنين ترم‌هاي متقابل اندازه ذرات - زمان ديناميك و فشار - اندازه ذرات داراي بيشترين تأثير بر ميزان بازيابي ساليسين بوده‌اند. همچنين ضريب تشخيص مدل %98/64 و ضريب تشخيص تعديل‌يافته معادل %97/46 محاسبه شده است كه نشان‌دهنده برازش مطلوب مدل است. مقادير بهينه جهت دستيابي به بيشترين درصد بازيابي ساليسين، دماي 35 درجه سانتي‌گراد، فشار 24 مگاپاسكال، اندازه ذرات 0/49 ميلي‌متر و زمان ديناميك 120 دقيقه، ارزيابي شدند. همچنين مدل‌سازي با استفاده از محاسبات نرم، با كمك شبكه عصبي و با استفاده از روش پرسپترون چند لايه (MLP) انجام گرديد. در اين مدل‌سازي الگوريتم BR با تعداد نورون بهينه 10 و اعتبارسنجي %10 و آزمايش %10 به عنوان مدل بهينه انتخاب شد. در انتها، ضريب تشخيص R2 در اين شبكه عصبي %99/85 محاسبه گرديد.
چكيده انگليسي :
Willow Tree, also known as Salix, is one of the most useful herbs in pharmaceutical sciences which has more than 400 species all around the world. The bark and leaves of this tree have been reported to have many therapeutic benefits. Analgesic and anti-inflammatory effects are among its long list of properties. The active ingredient which is the source of these benefits, is called Salicin. The name itself shows its origin and itʹs a polar compound. Salix alba (White Willow) is among the species which have the highest Salicin Content. The Structure of Salicin is similar to that of Aspirin and is known to be the natural equivalence of it. There are various methods which can be used in order to extract herbal contents. Supercritical Extraction is a relatively cutting edge technology. In this research, Supercritical extraction of salicin from Salix Alba was performed using Supercritical CO2 and methanol as the cosolvent. The design of experiment was achieved using Response surface method in Minitab Software. 4 main parameters were selected and distributed in 5 levels. The 4 parameters were Temperature (35-55 °C), Pressure (16-24 MPa), Grain size (0.3-0.9 mm) and Dynamic time (40-120 min). Soxhlet extraction using methanol as the solvent is the base of measurements of the recovery percentages. The Static time was set to be 40 Minutes in all of the experiments. Also, 0.75 ml Of methanol was used alongside CO2 in order to amplify the extraction of polar contents. The extracted essentials were analyzed by high performance liquid Chromatography (HPLC). The modeling of Recovery with a Second order Polynomial Equation determines that all of the linear Terms, squared terms of Pressure, Grain size and Dynamic time and Pressure – Grain size and Dynamic time – Grain size interaction Terms Have significant effects on the recovery of Salicin. The R2 and adjusted R2 of the model were calculated to be 98.64% And 97.46%, Respectively. These numbers indicate that the experimental data fitted the proposed model with insignificant error. Furthermore, the optimal values of parameters which lead to 55.12% recovery are, Temperature (35 °C), Pressure (24 MPa), Grain size (0.49 mm) and Dynamic time (120 min). Alternatively, an artificial neural network (ANN) was designed using the Multilayer Perceptron Method (MLP). Various number of neurons were tested alongside several algorithms with 10-10, 15-15 and 20-20 of validation and testing percentages. The optimal number of neurons were 10 the BR Algorithm generated the best results with 10% Of validation and testing percentages. R2 of the Multilayer Perceptron model was 99.85%. Comparing the R2 values of the two mentioned models, shows that the artificial neural network modeling generates better results and therefore is chosen as the superior model.
استاد راهنما :
محمد قريشي
استاد داور :
محمدرضا احساني، علي‌اكبر دادخواه
