متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی شیمی طراحی فرآیند

با عنوان : مدلسازی استخراج از دانه های گیاهی با بهره گرفتن از سیال فوق بحرانی دی اکسید کربن

در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشكده تحصیلات تكمیلی

“M.Sc” پایان نامه برای دریافت درجه كارشناسی ارشد

مهندسی شیمی- طراحی فرآیند

عنوان:

مدلسازی استخراج از دانه های گیاهی با بهره گرفتن از سیال فوق بحرانی دی اكسید كربن

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چكیده

آفتابگردان (Helianthus annuus) بعد از سویا دومین دانه روغنی یكساله است كه به منظور استخراج روغن آن در دنیا كشت می شود. روغن آفتابگردان (sunflower oil) یك روغن غیر فرار است كه به دلیل داشتن مقادیر زیاد اسیدهای چرب غیراشباع در دمای اتاق مایع بوده و در غذا به عنوان روغن سرخ كردنی و در فرمولاسیون مواد آرایشی – بهداشتی به عنوان یك نرم كننده استفاده می شود.

در این تحقیق استخراج روغن از دانه های آفتابگردان با بهره گرفتن از فرآیند استخراج به كمك سیال فوق بحرانی با روش هسته كوچك شونده (shrinking core) در یك ستون استخراج پر شده در دماهای 313، 333 و 353 كلوین و فشارهای 20 تا 60 مگاپاسكال با قطر ذره 2/18 – 0/23 میلیمتر و با میزان جریان 6-1 cm3/min مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین اثر پارامترهای عملیاتی مانند دما، فشار، قطر ذرات و میزان جریان حلال بر راندمان استخراج بررسی گردیده و بوسیله روابط گوناگون پارامترهای موجود در مدل مانند ضریب نفوذ موثر در ذرات، Dep، ضریب انتقال جرم در بستر و ضریب انتقال جرم در ذره، kf و k’f، ضریب پراكندگی محوری، DL، محاسبه شده است. نتایج بدست آمده بیانگر این موضوع می باشد كه ضریب انتقال جرم در بستر در دما و فشارهای مختلف در فاصله 3/93*10-6 8/86-*10-6 m/s قرار دارد كه این مقادیر در محدوده نتایج بدست آمده توسط بیشتر محققان می باشد. همچنین میزان بازدهی استخراج به كمك روش سوكسله در پایان زمان فرآیند (200 دقیقه) 92/3 درصد و میزان بازدهی در مدلسازی توسط روش فوق بحرانی در مدت زمان مشابه بین 89/96 تا 90/87 درصد بدست آمده است به طوریكه تغییرات دما و فشار در انتهای استخراج تاثیری زیادی بر روند افزایش بازدهی ندارد. میزان بازدهی مطلوب كه نتیجه مقادیر مدلسازی و آزمایش است نیز در فاصله 93/4 – 92/5 درصد می باشد به طوریكه خلوص محصول با بهره گرفتن از این روش بسیار بالاتر از روش سوكسله است.

مقدمه

جهت روغن كشی كاشت و برداشت می گردند . از مهمترین دانه های روغنی می توان از دانه كنجد، آفتابگردان، بادام، زیتون، هسته خرما، بذر چای، انگور و سویا نام برد. سالانه سطح بسیار وسیعی از زمینهای كشاورزی زیر كشت انواع این دانه ها قرار می گیرد و برخی كشورها از صادرات دانه های روغن درآمد زیادی را عاید خود می كنند . منابع دیگری نیز برای روغن های نباتی وجود دارند كه كمتر شناخته شده اند، این دانه ها اغلب محصول فرعی دیگر كارخانجات هستند . مواردی از قبیل جوانه ذرت، سبوس، برنج، دانه گوجه فرنگی، دانه مركبات و صیفی جات از این دسته می باشند، لذا بسیار ارزان بوده و به سادگی در دسترس هستند. در كشور ما دانه های روغنی شناخته شده كمتر مورد توجه كشاورزان قرار گر فته اند و به دلایل مختلف، تولید این دانه ها بسیار كمتر از میزان مورد نیاز تا حد خودكفایی می باشد. چربیها و روغنها تركیباتی نامحلول در آب از منشا حیوانی یا گیاهی هستند. چربیها و روغنهای خوراكی كه معمولاً لیپیدهای غذایی نامیده می شوند عمدتاً از تری گلیسریدها (تری اسیل گلیسرول ها ) ساخته شده اند كه شامل استرهای گلیسرول و اسیدهای چرب هستند. ویژگی های فیزیكی چربیها و روغنهای طبیعی بر حسب نوع اسیدهای چرب تشكیل دهنده تغییر می كند.

مصرف سرانه روغن در كشور ما كمتر از میانگین مصرف سرانه كشورهای توسعه یافته است و از آنجا كه روغن یكی از ضروری ترین مواد مورد نیاز بدن می باشد نیاز به افزایش مصرف سرانه احساس می گردد. قدرت خرید از مهمترین عوامل میزان مصرف می باشد كه در ایران نسبتاً كم است، عامل دیگر میزان تولید داخلی روغن می باشد كه در صورت افزایش تولید می توان مصرف سرانه را به نسبت افزایش داد.

روغن آفتابگردان مانند بسیاری دیگر از روغنهای نباتی به طور عمده از اسیدهای چرب (fattyacids) تشكیل شده كه مهمترین آنها عبارتند از:

اسید لینولئیك (74% – 48)

اسید اولئیك (40% – 14)

اسید پالمتیك (9% – 4)

اسید استئاریك (7% – 1)

این روغن عموماً در مقایسه با اكثر روغنهای نباتی یك روغن پر ارزش محسوب می شود كه دلیل آن روشن بودن رنگ، طعم ملایم، نقطه دود بالا، بالا بودن میزان اسید لینولئیك و عاری بودن از اسید لینولنیك می باشد.

به طور كلی، اسیدهای چرب غیراشباع اولئیك و لینولئیك حدود 90% كل اسیدهای چرب آن و بقیه را اسیدهای چرب اشباع پالمتیك و استئاریك تشكیل می دهند. نسبت اولئیك به لینولئیك متغیر و بستگی به درجه حرارت هوا در محل كشت و ژنتیك آن دارد، به طوریكه در هوای خنك تر حدود 75 – 60 درصد آنرا اسید لینولئیك تشكیل می دهد كه آفتابگردان تولیدی كانادا و آمریكا این خصوصیات را دارند. سه نوع روغن آفتابگردان تولید می شود كه شامل: روغن با اسید لینولئیك بالا، روغن با اسید اولئیك بالا و متوسط می باشد به نحوی كه نوع اول حد اقل 69% اسید لینولئیك و نوع دوم حداقل 82% اسید اولئیك دارد. بالا بودن اسیدهای چرب غیراشباع روغن آفتابگردان از نظر تغذیه ای یك مزیت ویژه است.

روش كار و تحقیق

در فصل اول این تحقیق به معرفی دانه های روغنی آفتابگردان، سویا، بذرچای و گلرنگ كه معمولاً در بیشتر كارخانجات روغنكشی ایران مورد استفاده قرار می گیرند پرداخته و سپس به طور اجمالی در مورد سیالات فوق بحرانی، كاربردها، ویژگیها، خواص فیزیكی و همچنین مزایای آنها در مقایسه با حلالهای معمول بحث می شود.

در فصل دوم روش های معمول مدلسازی استخراج روغنهای نباتی به كمك سیالات فوق بحرانی مانند مدل هسته كوچك شونده و روش سلولهای سالم و شكسته مورد مطالعه قرارگرفته است به طوریكه در مورد هر مدل فرضیات و برخی از كارهای انجام شده توسط گروه های مختلف پژوهشگران در سالهای اخیر به همراه روابط مورد استفاده به منظور انجام مدلسازی بررسی گردیده است.

در فصل سوم، تحقیق انجام شده در مورد این كار جهت مدلسازی استخراج روغن دانه آفتابگردان به كمك دی اكسیدكربن فوق بحرانی آورده شده است، همچنین روابط مورد استفاده به منظور محاسبه پارامترهای موردنیاز در مدلسازی و معادلات موازنه جرم بر روی سیال و ذره جامد به همراه شرایط اولیه و مرزی آنها معرفی گردیده است. در پایان این فصل نیز به آزمایش انجام شده توسط روش سوكسله در استخراج روغن آفتابگردان با هگزان و داده های بدست آمده از آن پرداخته شده است.

در فصل چهارم نتایج بدست آمده از مدلسازی و آزمایش سوكسله بررسی می شود به طوریكه اثر پارامترهای میزان جریان، دما، فشار و اندازه ذره بر روی بازدهی در دقیقه 80 (جایی كه نفوذپذیری كنترل كننده است ) و در پایان زمان استخراج مورد مطالعه قرارگرفته است. همچنین رفتار غلظت روغن در ذره جامد و حلال در لایه ه ای مختلف بستر بررسی گردید ه و در پایان به مقایسه نتایج بدست آمده از مدلسازی استخراج روغن از دانه های استوانه ای و كروی پرداخته و پیشنهاداتی در مورد این كار داده شده است.

تعداد صفحه : 107

قیمت : 14700 تومان

 

—-

پشتیبانی سایت :        *       serderehi@gmail.com