ارزیابی سینتیک و برآورد ضرایب انتقال جرم وابسته به دمای استخراج پکتین از پوست هندوانه

زمینه مطالعاتی: بررسی سازوکار استخراج بیوپلیمرها و مدل سازی فرآیندهای مرتبط، گامی موثر در جهت بهینه سازی عملیات استخراج محسوب می شود. هدف: هدف از این پژوهش، مطالعه سینتیک استخراج و تحلیل ضرایب انتقال جرم در فرآیند بازیابی پکتین از پوست هندوانه است. مواد و روش ها: استخراج پکتین در سه دمای مختلف (۶۰، ۷۰ و ۸۰ درجه سلسیوس) و در بازه های زمانی متعدد (۱۵، ۳۰، ۴۵، ۹۰ و ۱۲۰ دقیقه) با استفاده از روش اسیدی مرسوم صورت گرفت. طراحی این مطالعه به منظور بررسی سینتیک استخراج با بهره گیری از مدل سینتیکی درجه دوم و برآورد ضرایب انتقال جرم انجام شد. نتایج: بیشترین بازده استخراج پکتین، در دمای ۹۰ درجه سلسیوس و پس از ۹۰ دقیقه، برابر با ۴۵/۱۷ درصد به دست آمد. همچنین، تمامی تیمارهای مورد بررسی منجر به تولید پکتین با خلوص مناسب گردید؛ به طوری که محتوای گالاکتورونیک اسید استخراج شده در همه نمونه ها بیش از ۷۹ درصد بود. آزمون های انتقال جرم و تحلیل عدد بیوت نشان داد که در شرایط انجام آزمایش، مقاومت داخلی (ضریب انتشار موثر) نقش اصلی در کنترل فرآیند دارد. بر این اساس، استفاده از مدل های مبتنی بر قانون دوم فیک در تخمین ضریب انتشار موثر و بهره گیری از داده های تجربی برای محاسبه سرعت استخراج پکتین امکان پذیر است. مقدار ضریب انتشار موثر در دماهای مختلف در بازه ای از ۱۴-۱۰× ۸۲/۱ تا ۱۴-۱۰ ×۱۹/۴ متر مربع بر ثانیه به دست آمد. نتیجه گیری: دمای فرآیند استخراج نقش مهمی در افزایش سرعت استخراج و تغییر ضرایب انتقال جرم ایفا می کند. نتایج این پژوهش نشان داد که استخراج پکتین با روش اسیدی مرسوم، عمدتا از طریق سازوکار کنترل شده توسط انتشار موثر درون ذره انجام می شود.

کلیدواژه ها:

پکتین ، هندوانه ، سنیتیک استخراج ، عدد بیوت ، ضریب انتشار موثر