Skip to main content
SUPERVISOR
S.Mohammad Ghoreshi
سیدمحمد قریشی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Arezoo Goodarzydareshoory
آرزو گودرزی دره شوری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Experimental Investigation, Modeling and Optimization of Supercritical Extraction of Thymol from Ajwain Seeds
The use of plants as medicine is as old as human civilization. People in both developing and developed countries use plants in an attempt to cure various diseases. Research has suggested that Ajwain, with scientific name Carum copticum possesses anticancer, antiseptic, carminative, antimicrobial, antiviral, antiulcer, antihypertensive, antitussive, antiplatelet, stimulant, diuretic. Most of its effects are often attributed to thymol that thymol is its major component. Therefore, necessity of thymol extraction is obvious. In this study, thymol was extracted via supercritical carbon dioxide with athanol as an entrainer and Subsequently the results were compared with Soxhlet method as the base case of 100% recovery. Design of experiment carried out with response surface methodology (RSM) using Minitab software. The operating temperature (35-75 ?C), the operating pressure (10-30 Mpa), the dynamic extraction time (40-120 min), and the flow rate of CO2 (0.8-2.4 ml/min) have been considered as operating variables. The extracted samples were analyzed by gas chromatograohy (GC). The thymol recovery results indicated that the data adequately fitted into a second-order polynomial model. R 2 and modified R 2 of the model are 98.42% and 97.04%. It was predicted that the optimum extraction conditions within the experimental ranges would be the extraction pressure of 19.5MPa, temperature of 35 ?C, flow rate of 1.68 ml/min, and exraction time of 111.87 min with 57.06 recovery. These were optimized by genetic algorithm, the optimal operating conditions were observed at 42.73 ?C, 20.42 MPa, 1.85 ml/min, and 104.3 min to achieve 56.078 recovery. There was good agreement between genetic and RSM methods of optimization. Also, in this study Mathematical modeling process has been done using two broken and intact cell model and shirinking model. The results show that both models are able to predict the experimental data, but shirinking model with R 2 =0.92 is more accurate match with the recovery of the experiment.
استفاده از گیاهان بعنوان دارو به قدمت تمدن بشر است. مردم در کشورهای در حال توسعه و توسعه یافته از گیاهان برای درمان بیماری‌های مختلف استفاده می‌کنند. تحقیقات نشان می‌دهد که زنیان با نام علمی Carum copticum خواص ضدسرطان، ضدعفونی‌کننده، ضد‌ویروس، ضدمیکروبی، درمان زخم معده، ضد فشارخون، ضد سرفه، ضد پلاکت، محرک و مدر دارد. این خواص بیشتر مربوط به حضور تیمول در گیاه است که ترکیب اصلی آن می‌باشد، بنابراین لزوم استخراج تیمول مشخص می‌شود. در این پژوهش تیمول با کربن دی‌اکسید فوق بحرانی به همراه اتانول بعنوان کمک حلال، استخراج شد و نتایج با روش سوکسله بعنوان استخراج 100% مقایسه شد. طراحی آزمایش با روش سطح پاسخ با نرم‌افزار Minitab انجام شد. شرایط عملیاتی دما (?C75-35 )، فشار (Mpa 30-10) ، شدت جریان سیال دی اکسید‌کربن فوق بحرانی (ml/min 4/2-8/0) و زمان دینامیک (120-40دقیقه) را در نظر گرفتیم. آنالیز نمونه‌ها با استفاده از کروماتوگرافی گازی و ستون BP-5 انجام شد و نتایج بازیابی نشان داد که داده‌های آزمایشگاهی بخوبی توسط یک مدل چندجمله‌ای مرتبه دوم برازش می‌شود، R 2 برابر %98.42 و R 2 اصلاح شده برابر %97.04 است و شرایط عملیاتی بهینه با روش سطح پاسخ برای استخراج تیمول دمای 35 درجه سانتی گراد و فشار 19.5 مگاپاسکال و نرخ جریان 68/1 میلی لیتر بر دقیقه و زمان دینامیک 111.87 دقیقه با میزان بازیابی 57.06 بدست آمد. همچنین بهینه‌سازی با الگوریتم ژنتیک انجام شد که شرایط بهینه دمای 42.73 درجه سانتی گراد و فشار 20.42 مگاپاسکال و نرخ جریان 85/1 میلی لیتر بر دقیقه و زمان دینامیک 104.3دقیقه برای رسیدن به میزان بازیابی 56.078 است و تطابق خوبی بین روش رویه پاسخ و الگوریتم ژنتیک داریم. همچنین در این مطالعه دو مدلسازی ریاضی با روش سلول شکسته و سالم و هسته کاهشی انجام شد که نتایج نشان می‌دهد هر دو مدل قادر به پیش‌گویی داده‌های آزمایشگاهی هستند اما مدل هسته کاهشی با R 2 برابر92% تطابق دقیق‌تری با نتایج آزمایشگاهی دارد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی