عنوان پایان‌نامه
مدلسازی ریاضی فرایند استخراج اسانس گیاهان بااستفاد
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی- فرآیندهای کاغذسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 35779;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 673.
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۸۶
- دانشجو
- علی رضا سلیمی
- استاد راهنما
- شهره فاطمی
- چکیده
- استخراج با سیال فوق بحرانی (SCFE ) تکنیک قدرتمند و جدیدی است در فرآیندهای جداسازی این روش نسبت به روش های متداول از قبیل جداسازی با استفاده از حلال یا تقطیر اغلب مزایایبیشتری دارد. در دهه اخیر استخراج اسانس با استفاده از دی اکسید کرین فوق بحرانی (SC-CO2 ) از گیاهان به عنوان یک زمینه کاربردی مناسب برای SCFE مورد ملاحظه قرار گرفته است. از مواد موثره موجود در ریشه گیاه دارویی سنبل الطیب ( والرین) به طور گسترده به عنوان داروی مسکن برای درمان فشارهای عصبی بیخوابی اضطراب و استرس استفاده می شود. در حال حاضر استخراج از گیاه دارویی والرین با استفاده از SC-CO2 مطالعه شده است اجزای موجود در اسانس استخراج شده توسط دستگاه کروماتوگرافی گازی (GC ) و کروماتوگرافی گازی جرمی ( GC-mass) شناسایی شدند. یک مدل دو فازی ریاضی به منظور شبیه سازی بازده استخراج در شرایط عملیاتی متفاوت انجام شده است. موازنه جرم ناپایا برای حل شونده در فاز جامد و در فاز فوق بحرانی به دو معادله دیفرانسیل جزئی منجر می شود که به صورت عددی با روش خط حل شدند. همچنین تعادل بین جامد و سیال فوق بحرانی با استفاده از ایزوترم های تعادلی خطی لانگمیر فرندلیچ- لانگمیر و تات بررسی شد که با توجه به نوع معادلات تعدلی یک پارامتری دو پارامتری و بعضا سه پارامتری هستند و با تطبیق مدل و نقاط آزمایشی بدست آمده اند علاوه بر پارامترهای فوق مدل حاضر دارای سه پارامتر دیگر مربوط به انتقال جرم می باشد که شامل ضریب انتقال جرم ضریب پراکندگی محوری و ضریب نفوذ موثر می شود. که این پارامترها نیز به کمک آزمایشات مختلف دیگر و تطبیق با مدل ریاضی اصلاح شده اند. مدل ارائه شده قادر است تاثیر پارامترهای مختلف فرآیند از قیل فشار ( در محدود 36-15 مکاپاسکال) دما ( در محدود 334-310 درجه کلوین) شدت جریان سیال فوق بحرانی ( در محدود 1 1-5 میلی لیتر بر دقیقه) و شعاع ذرات ( در محدود 1-90 0 میلیمتر) را روی بازده استخراج نشان دهد.
- Abstract
- Supercritical fluid extraction (SCFE) is a new and powerful technique in separation processes. This method offers some preferences over the conventional methods, such as separation by extractive solvents or by distillation. Recently, extraction of the essential or volatile oils using supercritical carbon dioxide (SC-CO2) from herbs and spices has been considered as a possible applied field of the SCFE. Extracts from roots and rhizomes of the medicinal herb valerian (Valeriana officinalis L.) are widely used as a sedative for nervous tension, insomnia, anxiety and stress. In this work, extraction of essential oils from valerian using SC-CO2 was studied. A mathematical two-phase model was developed to simulate extraction yield at different operating conditions. Unsteady-state mass balance for solute in solid and supercritical phases led to two partial differential equations that were solved numerically by method of line. In addition, study of the solid-solvent interaction using the linear, Langmuir, Freundlich, Freundlich-Langmuir and Toth adsorption isotherms were also discussed. The model has three parameters including mass transfer, axial dispersion and effective diffusivity coefficients. The model is able to show the influence of different process parameters such as pressure, temperature, flow rate and particle size on the yield of extraction. In order to test the model, experimental data were obtained at pressures of 15-36 MPa, temperatures of 310-334 K, solvent flow rates of 0.5-1.1 ml/min and particle radius of 0.09-1 mm. finally, the chemical compositions of the extracted samples were determined by gas chromatography (GC) and GC-mass.
