1 / 61

به نام خداوند بخشنده مهربان

به نام خداوند بخشنده مهربان. دانشگاه صنعتی اصفهان دانشكده شیمی. استخراج روغن سبوس برنج با روش استخراج با سيّال تحت فشار ( PFE ) و بهينه ‌ كردن شرايط استخراج به وسيله طراحی فاكتوريال. سميه كوچكي. استاد راهنما: استاد مشاور:

tallulah-raymond
Télécharger la présentation

به نام خداوند بخشنده مهربان

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. به نام خداوند بخشنده مهربان

  2. دانشگاه صنعتی اصفهان دانشكده شیمی استخراج روغن سبوس برنج با روش استخراج با سيّال تحت فشار ( PFE ) و بهينه‌كردن شرايط استخراج به وسيله طراحی فاكتوريال سميه كوچكي استاد راهنما: استاد مشاور: دکتر سيد حسن قاضی عسکر دکتر مهدی کديور اسفند 85

  3. عناون مطالب : • بخش تئوری • بخش تجربی • نتيجه گيری و آينده نگری • استخراج و روش های مختلف آن • سبوس برنج و روغن قابل استحصال آن • طراحی آزمايش 3

  4. هدف از استخراج، جداکردن و بازيابی ترکيبات مورد نظر از بافت نمونه است . • سادگی، سرعت عمل و بازيابی کمّی ترکيبات مورد نظر از بافت نمونه، بدون کاهش و يا • تجزيه‌شدن آنها و اقتصادی‌بودن روش. • نسبت به روشهای جداسازی از حساسيت بيشتری برخوردار است. • تعريف استخراج 4

  5. استخراج مايع – مايع: • استخراج فاز جامد: 5

  6. استخراج مايع – جامد: • روشهای عملی استخراج مايع-جامد عبارتند: • سوكسله • سوكستك • استخراج با کمک امواج مايكروويو • استخراج با کمک امواج فرا صوت • استخراج با سيال فوق بحراني • استخراج با سيال تحت فشار يا استخراج با حلال تسريع شده 6

  7. سوكسله: • 1848 • Franz van Soxhlet اجزاي تشكيل دهنده: 1- وسيله گرم كننده بالن حاوي حلال2- 3- محفظه استخراج 4- انگشتانه 5- مبّرد 7

  8. سوكستك: • 1970 • 1982 • اجزاي تشكيل دهنده: ظرف حاوي حلال1- 2-انگشتانه 3- سيستم بازيابي حلال مبّرد4- 8

  9. استخراج توسط دستگاه سوكستك شامل 3 مرحله است: 1- مرحله جوشيدن 2- مرحله شستشو 3- در مرحله بازيابي حلال 9

  10.  تمايل براي كاهش استفاده از حلالهاي آلي خطرناك در استخراج هايدرسالهاي اخير موجب توسعه روشهاي جديد استخراج با مصرف كم حلالنسبتبه روشهاي كلاسيك شده است. در ميان اين روش‌ها: 1- استخراج با سيال فوق بحراني (Supercritical Fluid Extraction): 2- استخراج با کمک امواج مايكروويو(Microwave Associated Extraction): 3- استخراج با سيال تحت فشار(Pressurized Fluid Extraction): 10

  11. استخراج با سيال فوق بحراني: • ‍‍CO2‌ • دانسيته شبيه گازها • ويسكوزيته و كشش سطحي شبيه گازها • استخراج با کمک امواج مايكروويو: • امواج مايكروويو • كاهش زمان استخراج و مصرف حلال 11

  12. استخراج با سيال تحت فشار :(PFE) • جامد و نيمه جامد • استخراج با سيال تسريع شده (Accelerated Solvent Extraction) • آژانس حفاظت از محيط زيست 1994. • مواد زايد و آفت كش ها در خاك و تركيبات آروماتيك چندهسته اي 1995. 12

  13. 13

  14. هر سيستم PFE شامل قسمت هاي زير مي باشد: • مخزن حلال • پمپ فشار بالا: پمپ مايع رفت و برگشتی پيستونی،مدل اين پمپPU-2080 از شرکتJASCO ژاپن. • سل استخراج: استنلس استيل 316، سل يك‌طرفه، حجم 10 ميلی‌ليتر • سيستم كنترل دما(گرمخانه) co-2060 Plusاز شركت JASCO ژاپن. • كنترل كننده فشار برگشتيBP-1580-81 از شركت JASCO ژاپن. • ظرف جمع‌آوري 14

  15. 15

  16. مراحل استخراج: • - پركردن نمونه در داخل سل و قراردادن در داخل گرمخانه. • - پر كردن سل استخراج به وسيله حلال. • - گرم‌كردن و رساندن فشار به فشار مورد نظر. • - استخراج به صورت استاتيك. • - استخراج به صورت ديناميك. • - جمع آوري نمونه. 16

  17. مزيّت‌های نسبی اين روش نسبت به روشهاي سنتي استخراج عبارتند: • در كسري از زمان (در دقيقه) انجام ميشود. • هزينه پايين است و مصرف حلال تا 90% كاهش مييابد. • براي دسته زيادي از تركيبات استفاده ميشود. • روشي خودکار بوده و ميتواند به طور همزمان تعداد زيادي استخراج را انجام • داد. 17

  18. چند نمونه از سيستم تجاري از شركت DIONEX : 18

  19. كاربردهاي روش PFE: • مواد دارويي و مواد طبيعي - تركيبات فعّال - گياهان دارويي • مطالعات زيست محيطي • ضايعات و آفت كش ها • تركيبات آروماتيك چندتايي • دي فنيل هاي چندكلره • فوران ها و دي اكسينها • نساجي و الياف • مواد غذايي • ضايعات باقي مانده در مواد غذايی • - چربي ها • -ويتامين ها 19

  20. سبوس برنج: • محصول فرعي حاصل از فرايند توليد برنج سفيد است. • حدوداً غذاي بيش از نيمي از جمعيت جهان. • حدود 10- 8 درصد وزني از برنج. • حدود 20-12 درصد وزني از سبوس برنج. 20

  21. اهميت بررسيموضوع: • خواص خاص روغن سبوس برنج: اسيدچرب ترانس دماي احتراق بالا درصد اسيدچرب اشباع پايين ويتامين E آنتي اكسيدان 21

  22. Tocopherol Tocoterienol Oryzanol 22

  23. خاصيت آنتي اكسيداني 23

  24. ساير كاربردهاي سبوس برنج: • جاذبهاي بيولوژيكي ساخته شده از سبوس برنج براي جذب فلزاتي مثل+6.Cr • تركيبات آلي كلردار و بنزن از پساب ها. • تهيّه سراميك هاي تحت عنوانSiC/rice bran carbon . • سبوس برنج روغنكشي شده از نظر پروتئينی غني از 8 اسيدآمينه ضروري است • ميزان پروتئين در سبوس برنج16-12. • براي استخراج فروليك اسيد. • عامل جلوگيري كننده از ايجاد كف توليد اسيد­فسفريك 24

  25. 25

  26. 26

  27. King rice bran oil California rice bran oil Honest Food 27

  28. طراحي آزمايش و بهينه سازي • طراحی آزمايش •  بهينه سازی • طرح فاكتوريال كامل • طراحی فاکتوريال • طرح فاكتوريال جزئي • يکی در يک زمان • همزمان 28

  29. Central Composite Designs • كدگذاري • مقدار مركزي صفر • مقادير بزرگتر مثبت • مقادير كوچكتر منفي 29

  30. Central Composite Designs (CCD): • هر طراحي CCD شامل سه ناحيه اندازه‌گيري است: • نقاط مكعب(ناحيه فاكتوريال) : k2 • نقاط ستاره k2 • نقاط مركزي • روشهاي مختلف از طراحي CCDوجود دارد كه شامل موارد زير است: • CCC • CCI • CCF 30

  31. براي بدست آوردن نقاط ستاره و براي حفظ حالت چرخشي و متعامد‌‌بودن طراحي: α = (Nf)1/4 Number of factors Factorial Portion Scaled Value for α 2 22 1.414 3 23 1.682 4 24 2.00 5 25-1 2.00 6 26-1 2.378 31

  32. طراحي CCC : X1 X2 X3 X4 X1 X2 X3 X4 -1 -1 -1 -1 1 -1 -1 -1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 -1 1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 1 -1 1 1 -1 1 1 1 1 1 1 1 -2 0 0 0 2 0 0 0 0 -2 0 0 0 2 0 0 0 0 -2 0 0 0 2 0 0 0 0 -2 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2k 2k 7 32

  33. روئه پاسخ و ساخت مدل: y = ƒ ( x1‚ x2‚ … , xk ) Y = β0 + ∑ βj Xi + ∑ βjj Xj2+ ∑ βjk Xj Xk Y پاسخ سيستم Xijkمتغيّرهاي سيستم ضريب رگراسيون براي ضريب ثابت: β0 : ضريب رگراسيون براي ترم‌هاي خطي βj : ضريب رگراسيون براي ترم‌هاي مربع βjj : ضريب رگراسيون براي ترم‌هاي برهمكنش βjk 33

  34. بخش تجربي: • آماده‌سازي نمونه‌ها: مش 80 - 70 برنج طارم نمونه در گرمخانه در دماي oC100به مدت 3 ساعت و نيم درصد رطوبت: 933/5 34

  35. استخراج روغن سبوس برنج توسط دستگاه سوکسله: حلال استخراج n :-هگزان مدت زمان استخراج: 10ساعت 35

  36. استخراج روغن سبوس برنج توسط دستگاه سوکستک: حلال استخراج n :-هگزان مرحله جوشيدن: 2 ساعت مرحله شستشو: يک ساعت و نيم مدت زمان استخراج: مرحله بازيابي حلال: 30 دقيقه 36

  37. متغيرها موثر در روش PFE: • دما • فشار • زمان استاتيک استخراج • زمان ديناميک استخراج • سرعت جريان حلال • درصد خرده شيشه که با نمونه ترکيب 37

  38. استخراج سبوس برنج با روش PFE: • اثر خورده شيشه: درصد خرده شيشه: 60% دما 50 فشار 50 سرعت جريان 4/0 زمان ديناميك 20 دقيقه 38

  39. 2± =4/1 (16) ±=4/1(تعداد اندازه گيري در بخش فاكتوريال) ± = α 39

  40. 40

  41. 41

  42. ti = (bi-0)/s bi =bi / s bi 42

  43. Y= 8402/7- + 7104/1 T + 3961/0 P +2215/1 t – 4564/1 F – 0086/0 T2 – 0023/0 P2 – 0131/0 t2 – 8812/0 F2 - 0001/0 T.P – 0032/0 T.t – 1768/0 T.F– 0008/0 P.t + 0410/0 P.F – 0270/0 F.t 43

  44. Y= 5095/1 T + 3782/0 P + 0974/1 t – 0073/0 T2 – 0022/0 P2 – 0126/0 t2-0002/0 T.P – 194/0 T.t -0006/0 T.F + 0174/0 P.F 44

  45. SSlog / (f-p) Flog = SSpe / (n-f) SSlog مجموع مربعات فقدان برازش SSpe مجموع مربعات خطاي خالص R2 مربع ضريب همبستگي براي مدل مقدار 9221/0 FCal (66/3) <FCrit (060/4) 45

  46. نمودار بازده تجربی بر حسب بازده تئوری : R2 مربع ضريب همبستگي براي مدل مقدار 9221/0 46

  47. شرايط بهينه: • بازده تجربي و پيش بيني‌شده در شرايط بهينه: 47

  48. رويه پاسخ بر حسب فشار و سرعت جريان در دمایoC 80 و زمان 40 دقيقه: 48

  49. نمودار کانتر برای دو پارامتر فشار و سرعت جريان در دمایoC 80 و • زمان 40 دقيقه: 49

  50. رويه پاسخ بر حسب دما و سرعت جريان در فشار 90 بار و زمان 40 دقيقه: 50

More Related