Skip to main content
SUPERVISOR
Ali akbar Dadkhah,S.Mohammad Ghoreshi
علی اکبر دادخواه (استاد مشاور) سیدمحمد قریشی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Nafiseh Noorinasab
نفیسه نوری نسب

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Experimental Evaluation, modelling and Optimization of Supercritical Extraction of Flavonoid from Otostegia Persica
Diabetes is one of the most dangerous diseases in the world today. Recently, there are many ways to treat this disease in the world. In traditional Iranian medicine, this herb is used to treat diabetes, fever, malaria and toothache. Also, in clinical and experimental studies, there have been cases of relief, arthritis effects and anti-inflammatory peroxidation. Otostegia persica is composed of numerous compounds, but the main medicinal properties, including the antioxidant property and the hypoglycemic effect of this plant, have an important role in increasing blood insuline secretion and, consequently, the improvement of diabetes mellitus. In addition, the hydroalcoholic extract improves the leave morphine syndrome. It has been reported that polyphenolic antioxidants in some plants are useful in the improvement of diabetes complications. In this reesearch, the extraction of flavonoid from otostegia persica was investigated by Soxhlet extraction methanol solvent and modified supercritical CO 2 with methanol as solvent in 30 min of static time. The analysis showed that the experimental data obtained were well fitted by a second-order polynomial model. In addition, it was charaterized that the linear terms of each of the four variables are of great importance in the response of the model. Time square term is very important, and other variables are also important Design of experiment was executed with response surface methodology (RSM) using Mini Tab software 17. The operating temperature (40–60 ), pressure (15–35 MPa),dynamic extraction time (60–120 min) and CO2 flow rate (0.8–2 ml/min) were regarded as the range of operating variables. Density and viscosity of dense gases mixture was obtained by Peng-Robion (PR) equation of state with the van der Waals mixing rules and Chung et al., respectively. Mathematical model parameters are including effective pore diffusivity, film mass transfer coefficient, axial dispersion, and distribution coefficient. The first three parameters were obtained from empirical equations and the distribution coefficient between solid and solvent has been determined by thermodynamic modeling of solubilities. UV test was appledy to recognize and quantitatively determine the amount of extracted flavonoid. Response surface analysis proved that R 2 and modified R 2 of the model were 98%and 96%, respectively. The RSM modeling prophesy the optimal operating conditions to be the pressure of 24.5 MPa, temperature of 43.5 , CO 2 flow rate of 1.8 ml/min and dynamic extraction time of 109 min in which the maximum flavonoid recovery was obtained to be 0.86. This optimization was also performed with genetic algorithm (GA) and these results were obtained: pressure 24.9 Mpa, temperature 41 ,flow rate 1.9 ml/min and dynamic time 119 min. Key words Otostegia persica, flavonoid, supercritical extraction, Response Surface Methodology, Meth-solvent, GA.
دیابت یکی از خطرناک ترین بیماری های حال حاضر جهان به شمار می آید. اخیرا راه های زیادی برای درمان این بیماری در جهان ارائه شده است. در طب سنتی ایران از گیاه گلدر برای بهبود دیابت، دندان درد، آرتریت و سندروم ترک اعتیاد استفاده می شده است و به این صورت به خاصیت ضد دیابتی این گیاه پی برده شد.گیاه گلدر از ترکیبات بی شماری تشکیل یافته ولی عمده خواص دارویی از جمله خاصیت آنتی اکسیدانی و اثر هیپوگلیسمیک موجود در این گیاه در افزایش ترشح انسولین خون و در نتیجه بهبود بیماری دیابت از اهمیت به سزایی برخوردار است. در این تحقیق استخراج عصاره از گیاه گلدر به دو روش استخراج سوکسله با حلال آلی (متانول) و استخراج به وسیله دی اکسید کربن فوق بحرانی اصلاح شده با نسبت های حجمی مختلف از متانول، زمان استاتیک (30 دقیقه) و میانگین اندازه ذرات (674/0 میلی متر) مورد بررسی قرار گرفت. استخراج با سیال دی اکسید کربن فوق بحرانی اصلاح شده بر مبنای طراحی آزمایشات آماری به روش طراحی رویه پاسخ با استفاده از نرم افزار Minitab 17 انجام شد. چهار متغیر مؤثر در این فرایند دما (?C60-40)، فشار (Mpa 35-15)، شدت جریان سیال دی اکسید کربن فوق بحرانی (ml/min2-8/0)، زمان استخراج دینامیک (120-60دقیقه) می باشند که طراحی آزمایش ها بر اساس آن ها انجام گرفته است. آنالیز رویه ی پاسخ نشان داد که داده های آزمایشگاهی به دست آمده به خوبی به وسیله ی یک مدل چند جمله ای مرتبه دوم برازش می شوند. علاوه بر این مشخص شد که ترم های خطی هر چهار متغییر از اهمیت بسیار بالایی در پاسخ مدل (میزان بازیابی) برخوردار هستند. ترم مربع زمان از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است و سایر متغییرها اهمیت نسبتا بالایی دارند. تمام ترم های متقابل غیر از (P*T) نیز در مدل پیشنهادی بر اساس متغیرهای کدگذاری شده اهمیتی ندارند. ضریب تشخیص ( R 2 ) در مدل برابر با 98 درصد و ضریب تشخیص اصلاح شده برابر 96 درصد می باشد و مقادیر بهینه ی شرایط کارکرد استخراج در محدوده ی آزمایش با این روش، دمای 5/43 درجه سانتی گراد، فشارMpa 5/24، نرخ جریان 8/1 میلی لیتر بر دقیقه، زمان دینامیک 109دقیقه بدست آمد. در ادامه متغییرهای عملیاتی با استفاده از الگوریتم ژنتیک برای رسیدن به بالاترین غلظت فلاوونوئید در نمونه های استخراجی بهینه شدند که مقادیر بهینه برای بیشترین ضریب جذب فشار 9/24 مگاپاسکال، دمای 41 درجه سلسیوس، شدت جریان 9/1 میلی لیتر بر دقیفه و زمان دینامیک 119 دقیقه بدست آمد. همچنین در این تحقیق مدل سازی ریاضی فرآیند برای استخراج فلاوونوئید از گیاه گلدر نیز انجام گرفت. متغییرهای مدل شامل ضریب نفوذ مؤثر، ضریب انتقال جرم فیلمی، ضریب پراکندگی محوری و ضریب توزیع می‌باشند. سه متغییر اول از طریق روابط تجربی محاسبه گردید و ضریب توزیع نیز با محاسبه حلالیت با به کار بردن نرم افزار متلب برای تعیین مقادیر بهینه ی ضریب توزیع در هر یک از شرایط عملیاتی و استفاده از روش طراحی رویه ی پاسخ به دست آمد و در مدل ریاضی جایگذاری گردید. نتایج نشان داد مدل ریاضی که برای رسیدن به حداقل خطای ممکن نوشته شده است به خوبی قادر به پیشگویی داده های آزمایشگاهی است و خطای به دست آمده 13 درصد است. کلمات کلیدی: گیاه گلدر، دیابت، خاصیت آنتی اکسیدانی، انسولین، استخراج فوق بحرانی، روش رویه ی پاسخ، الگوریتم ژنتیک.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی