به نام خداوند بخشنده مهربان
Download
1 / 61

به نام خداوند بخشنده مهربان - PowerPoint PPT Presentation


  • 131 Views
  • Uploaded on

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:

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' به نام خداوند بخشنده مهربان' - tallulah-raymond


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.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

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


  • استخراج و روش های مختلف آن

  • سبوس برنج و روغن قابل استحصال آن

  • طراحی آزمايش

3


  • 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


  • استخراج فاز جامد:

5


  • 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


سوكسله بازيابی ترکيبات مورد نظر از بافت نمونه است:

  • 1848

  • Franz van Soxhlet

اجزاي تشكيل دهنده:

1- وسيله گرم كننده

بالن حاوي حلال2-

3- محفظه استخراج

4- انگشتانه

5- مبّرد

7


سوكستك: بازيابی ترکيبات مورد نظر از بافت نمونه است

  • 1970

  • 1982

  • اجزاي تشكيل دهنده:

ظرف حاوي حلال1-

2-انگشتانه

3- سيستم بازيابي حلال

مبّرد4-

8


بازيابی ترکيبات مورد نظر از بافت نمونه استاستخراج توسط دستگاه سوكستك شامل 3 مرحله است:

1- مرحله جوشيدن

2- مرحله شستشو

3- در مرحله بازيابي حلال

9


بازيابی ترکيبات مورد نظر از بافت نمونه استتمايل 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


  • استخراج با کمک امواج مايكروويو:

  • امواج مايكروويو

  • كاهش زمان استخراج و مصرف حلال

11


  • 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 بازيابی ترکيبات مورد نظر از بافت نمونه است


  • هر سيستم بازيابی ترکيبات مورد نظر از بافت نمونه استPFE 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 بازيابی ترکيبات مورد نظر از بافت نمونه است


  • مراحل استخراج: بازيابی ترکيبات مورد نظر از بافت نمونه است

  • - 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


  • مزيّت بازيابی ترکيبات مورد نظر از بافت نمونه است‌های 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


چند نمونه از سيستم تجاري از شركت بازيابی ترکيبات مورد نظر از بافت نمونه استDIONEX :

18


كاربردهاي روش بازيابی ترکيبات مورد نظر از بافت نمونه استPFE:

  • 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


  • سبوس برنج: بازيابی ترکيبات مورد نظر از بافت نمونه است

  • 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


  • اهميت بررسي بازيابی ترکيبات مورد نظر از بافت نمونه استموضوع:

  • خواص خاص روغن سبوس برنج:

اسيدچرب ترانس

دماي احتراق بالا

درصد اسيدچرب اشباع پايين

ويتامين E

آنتي اكسيدان

21


Tocopherol بازيابی ترکيبات مورد نظر از بافت نمونه است

Tocoterienol

Oryzanol

22


خاصيت آنتي اكسيداني بازيابی ترکيبات مورد نظر از بافت نمونه است

23


  • 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 بازيابی ترکيبات مورد نظر از بافت نمونه است


26 بازيابی ترکيبات مورد نظر از بافت نمونه است


King rice bran oil بازيابی ترکيبات مورد نظر از بافت نمونه است

California rice bran oil

Honest Food

27


  • طراحی آزمايش

  •  بهينه سازی

  • طرح فاكتوريال كامل

  • طراحی فاکتوريال

  • طرح فاكتوريال جزئي

  • يکی در يک زمان

  • همزمان

28


Central Composite Designs بازيابی ترکيبات مورد نظر از بافت نمونه است

  • كدگذاري

  • مقدار مركزي صفر

  • مقادير بزرگتر مثبت

  • مقادير كوچكتر منفي

29


Central Composite Designs (CCD): بازيابی ترکيبات مورد نظر از بافت نمونه است

  • 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


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


طراحي براي حفظ حالت چرخشي و متعامدCCC :

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


روئه پاسخ و براي حفظ حالت چرخشي و متعامدساخت 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


  • آماده‌سازي نمونه‌ها:

مش 80 - 70

برنج طارم

نمونه در گرمخانه در دماي oC100به مدت 3 ساعت و نيم

درصد رطوبت: 933/5

34


حلال استخراج n :-هگزان

مدت زمان استخراج: 10ساعت

35


حلال استخراج n :-هگزان

مرحله جوشيدن: 2 ساعت

مرحله شستشو: يک ساعت و نيم

مدت زمان استخراج:

مرحله بازيابي حلال: 30 دقيقه

36


  • دما

  • فشار

  • زمان استاتيک استخراج

  • زمان ديناميک استخراج

  • سرعت جريان حلال

  • درصد خرده شيشه که با نمونه ترکيب

37


  • اثر خورده شيشه:

درصد خرده شيشه: 60%

دما 50 فشار 50 سرعت جريان 4/0 زمان ديناميك 20 دقيقه

38


2± = دستگاه سوکستک:4/1 (16) ±=4/1(تعداد اندازه گيري در بخش فاكتوريال) ± = α

39


40 دستگاه سوکستک:


41 دستگاه سوکستک:


t دستگاه سوکستک:i = (bi-0)/s bi =bi / s bi

42


Y= دستگاه سوکستک: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


Y= دستگاه سوکستک: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


SS دستگاه سوکستک:log / (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


نمودار بازده تجربی بر حسب بازده تئوری :

R2 مربع ضريب همبستگي براي مدل مقدار 9221/0

46


  • بازده تجربي و پيش بيني‌شده در شرايط بهينه:

47


48


49


50


51


52


53


54


55



  • تعيين انديس اسيدي روغن:

  • بر حسب تعريف، انديس اسيدي روغن، تعداد ميلي گرم ئيدروكسيد پتاسيم يائيدروكسيد سديمي

    است كه براي خنثي كردن اسيد هاي آزاد يك گرم نمونه لازم مي باشد.

57


  • انديس صابوني عبارت است از مقدار ميلي گرم هاي هيدروكسيد پتاسيم ياهيدوكسيد سديم

    كه براي صابوني كردن يک گرم روغن لازم مي باشد.

58


  • انديس يدي عبارت است از مقدار گرم يدي است كه با صد گرم روغن تحت شرايط ويژه

    آزمايش واكنش مي دهد .

59


آينده نگري: و زمان

-با توجه به اينكه سالانه مقدار زيادي برنج در نقاط مختلف كشور توليد مي شود، توجه به اين منبع با ارزش جهت توليد روغن كه درصد روغن آن به اندازه سويا، از دانه هاي روغني مهم، است امر ضروري به نظر مي رسد. ساليانه مقدار زيادي سبوس برنج در كشور توليد مي شود كه تاكنون مصرفي غير از خوراك دام براي آن در نظر گرفته نشده است. توجه به اين منبع با ارزش مي تواند بخشي از نياز مملكت را به واردات روغن برطرف كند. بنابراين سرمايه گذاري در اين زمينه امر ضروري به نظر مي رسد.

- روغن برنج حاوي تركيبات باارزش طبيعي نظير ويتامين E و اوريزانول مي باشد. از اين مواد ارزشمند مي توان براي توليد مواد افزودني خوراكي استفاده كرد. همچنين به دليل خاصيت آنتي اكسيداني مي توان در مواد آرايشي استفاده نمود. بنابراين جاي كار در زمينه بهينه سازی و روشهای جداسازي اين تركيبات وجود دارد.

60


با تشکر و زمان

23


ad