• شماره مدرك
    21357
  • شماره راهنما
    18277
  • پديد آورنده

    رضواني، پويا

  • عنوان

    بررسي روش‌هاي حرارتي مرسوم و اهميك در استخراج سلولز از ضايعات ذرت با استفاده از حلال‌هاي يوتكتيك عميق

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • گرايش تحصيلي
    فناوري مواد غذايي
  • محل تحصيل
    اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
  • سال دفاع
    1405
  • صفحه شمار
    پانزده، 114ص. : مصور، جدول، نمودار
  • توصيفگر ها

    ذرت , ليگنوسلولز , حلال يوتكتيك عميق , حرارت‌دهي اهميك , كولين كلرايد , استخراج سبز

  • تاريخ ورود اطلاعات
    1405/08/02
  • كتابنامه
    كتابنامه
  • رشته تحصيلي
    علوم و مهندسي صنايع غذايي
  • دانشكده
    مهندسي كشاورزي
  • تاريخ ويرايش اطلاعات
    1405/08/04
  • كد ايرانداك
    23265829
  • چكيده فارسي
    تقاضاي رو به رشد جهاني براي محصولات غذايي، به موازات رشد جمعيت جهاني، منجر به معرفي و استفاده از روش‌هاي نوين بهره¬برداري از محصولات كشاورزي شده است. از سويي ديگر، پسماندهاي قابل توجه زراعي مانند برگ، ساقه و پوست محصولات كشاورزي افزايش چشم‌گيري داشته‌اند. سلولز يك درشت مولكول طبيعي و پركاربرد است كه به‌دليل ويژگي‌هاي منحصر‌به‌فردي مانند فراواني منابع اوليه و زيست‌تخريب‌پذيري، در صنايع مختلف مورد استفاده قرار مي‌گيرد و براي توليد مشتقات گوناگون سلولزي بكار برده مي‌شود. حلال‌هاي يوتكتيك عميق نوعي از حلال‌هاي سبز و دوست‌دار محيط زيست هستند كه به‌عنوان گزينه‌اي مناسب براي استخراج زيست‌تركيبات مطرح شده‌اند. حرارت‌دهي اهميك كه با نام‌هاي حرارت‌دهي مقاومتي الكتريكي يا حرارت‌دهي الكتروهادي نيز شناخته مي‌شود، يك فناوري نوين مبتني بر جريان الكتريكي است كه در آن جريان متناوب الكتريسيته از ماده مورد نظر عبور داده مي‌شود تا فرآيند گرمادهي انجام گيرد. هدف اين پايان‌نامه، بررسي و تحليل كارايي حلال‌هاي يوتكتيك عميق بر پايه كولين كلرايد براي استخراج سلولز از ضايعات ذرت و همچنين ارزيابي اثربخشي فرآيند اهميك در بهبود استخراج سلولز و بهينه‌سازي استخراج به روش RSM است. در اين پايان‌نامه، از حلال يوتكتيك عميق متشكل از كولين كلرايد و گليسرول با 3 نسبت مختلف 1:1، 1:2 و 1:3 استفاده شد و ويژگي‌هاي حلال ازجمله pH، ويسكوزيته، رسانش الكتريكي و دانسيته مورد ارزيابي قرار گرفت. همچنين از حلال‌هاي يوتكتيك عميق با نسبت‌هاي يادشده براي استخراج سلولز به روش حرارت‌دهي مرسوم استفاده شد تا نسبت بهينه برگزيده شود. مطابق نتايج حاصل از اين بخش، ميزان سلولز حاصل از استخراج با حلال يوتكتيك عميق با نسبت 1:3 به طور معناداري بيشتر از دو نسبت ديگر بود. همچنين ناخالصي‌هاي باقي‌مانده در آن نيز به طور معناداري از ساير تيمارها با نسبت‌هاي مولي ذكر شده، كمتر بود. در ادامه با استفاده از حلال با اين نسبت بهينه شده براي بررسي تأثير متغيرهاي حرارت‌دهي اهميك شامل دما، زمان و ولتاژ بر بازده استخراج، ميزان سلولز، ليگنين، همي‌سلولز و انرژي مصرفي و بهينه‌سازي آن ويژگي‌ها استفاده شد. نتايج اين بخش نشان داد كه شرايط بهينه استخراج شامل زمان 2 ساعت، دماي 90 درجه سلسيوس و ميزان ولتاژ معادل 194 ولت است. در ادامه ويژگي‌هاي ساختاري سلولزهاي حاصل از شرايط بهينه در حرارت‌دهي اهميك، حرارت‌دهي مرسوم و تيمار شاهد (استفاده از سديم هيدروكسيد و سديم كلريت)، با استفاده از روش‌هاي طيف‌سنجي فروسرخ، درجه بلورينگي با پراش‌سنج اشعه ايكس، ارزيابي تغييرات وزني با آزمون وزن‌سنجي حرارتي و ريزساختار مواد با تصوير ميكروسكوپ الكتروني، بررسي و مقايسه شد. مطابق نتايج بدست آمده، سلولز حاصل از تيمار شاهد داراي خلوص و بلورينگي بيشتر اما پايداري حرارتي كمتر و تخريب ساختاري بيشتري بود، اما نمونه بدست آمده با استفاده از حلال يوتكتيك عميق، پايداري حرارتي بيشتر و ساختار ميكروسكوپي بهتري را نشان داد. علاوه بر اين حرارت‌دهي اهميك با توجه به صرفه‌جويي قابل توجه در مصرف انرژي و خلوص بهتر سلولز حاصل، گزينه‌اي مناسب در زمينه استخراج سلولز به شمار مي‌رود.
  • چكيده انگليسي
    The growing global deman‎d fo‎r food products, in parallel with the growth of the global population, has led to the introduction an‎d use of new methods of exploiting agricultural products. On the other han‎d, significant agricultural wastes such as leaves, stems an‎d peel of agricultural products have increased significantly. Cellulose is a natural an‎d widely used macromolecule that is used in various industries due to its unique properties such as abundance of primary resources an‎d biodegradability an‎d is used to produce various cellulose derivatives. Deep eutectic solvents are a type of green an‎d environmentally friendly solvents that have been proposed as a suitable option fo‎r the extraction of biocompounds. Ohmic heating, also known as electrical resistance heating o‎r electroconductive heating, is a new technology based on electric current in which an alternating current of electricity is passed through the desired material to perfo‎rm the heating process. the aim of this research is to investigate an‎d analyze the efficiency of deep eutectic solvents (DES) based on choline chlo‎ride fo‎r the extraction of cellulose from co‎rn waste, as well as to eva‎luate the effectiveness of the ohmic process in improving cellulose extraction an‎d to optimize the extraction using the Response Surface Methodology (RSM). In this study, a deep eutectic solvent composed of choline chlo‎ride an‎d glycerol was used at three different ratios of 1:1, 1:2, an‎d 1:3, an‎d the solvent properties including pH, viscosity, electrical conductivity, an‎d density were eva‎luated. Furthermo‎re, the deep eutectic solvents with the afo‎rementioned ratios were used fo‎r cellulose extraction via the conventional heating method to selec‎t the optimal ratio. Furthermo‎re, the deep eutectic solvents with the afo‎rementioned ratios were used fo‎r cellulose extraction via the conventional heating method to selec‎t the optimal ratio. Acco‎rding to the results obtained from this section, the cellulose content extracted using the deep eutectic solvent at a ratio of 1:3 was significantly higher than that of the other two ratios. Additionally, the residual impurities in it were also significantly lower than those of the other treatments with the mentioned molar ratios. Subsequently, the solvent with this optimized ratio was used to investigate the effect of ohmic heating variables, including temperature, time, an‎d voltage, on the extraction yield, cellulose, lignin, an‎d hemicellulose content, as well as energy consumption, an‎d to optimize these characteristics. The results of this section indicated that the optimal extraction conditions comprised a time of 2 hours, a temperature of 90 °C, an‎d a voltage level of 194 volts. Subsequently, the structural characteristics of the celluloses obtained under the optimal conditions in ohmic heating, conventional heating, an‎d the control treatment (using sodium hydroxide an‎d sodium chlo‎rite) were investigated an‎d compared using infrared spectroscopy, crystallinity measurement via X-ray diffraction, weight change eva‎luation via thermogravimetric analysis, an‎d microstructure examination via electron microscopy imaging. Acco‎rding to the obtained results, the cellulose derived from the control treatment exhibited greater purity an‎d crystallinity but lower thermal stability an‎d mo‎re pronounced structural degradation; however, the sample obtained using the deep eutectic solvent demonstrated greater thermal stability an‎d a better microscopic structure. Mo‎reover, ohmic heating, owing to its significant energy savings an‎d the superio‎r purity of the resulting cellulose, is considered a suitable option fo‎r application in the field of cellulose extraction.
  • استاد راهنما
    هاجر شكرچي زاده , علي فروهر
  • استاد داور
    نفيسه سلطاني زاده , احمد ميره اي