مروری بر کاربرد CFD در مدل سازی و بهینه سازی فرآیند استخراج روغن با سیالات فوق بحرانی

استخراج ترکیبات زیستی فعال از مواد گیاهی نقش مهمی در صنایع غذایی، دارویی و آرایشی ایفا می کند. در سال های اخیر، سیالات فوق بحرانی به ویژه دی اکسیدکربن فوق بحرانی (SC-CO۲) به عنوان جایگزینی ایمن و سازگار با محیط زیست برای حلال های شیمیایی متداول مطرح شده اند زیرا ویژگی هایی نظیر غیر سمی بودن، بازده بالا و امکان تنظیم خواص انحلال پذیری دارند. درک دقیق مکانیزم های انتقال جرم، رفتار انحلال و دینامیک سیال در SC-CO۲ برای بهینه سازی عملکرد استخراج ضروری است. محاسبات دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) ابزار قدرتمندی برای مدل سازی و شبیه سازی پدیده های پیچیده ای همچون همرفت، نفوذ و تعامل ذره-سیال تحت شرایط فوق بحرانی فراهم می کند. ترکیب CFD با داده های تجربی و مدل های سینتیکی یا مکانیکی امکان پیش بینی بازده استخراج، بهینه سازی پارامترهای فرآیند و طراحی تجهیزات مقیاس پذیر با دقت بالاتر را فراهم می سازد. این مقاله به بررسی کاربرد CFD در فرآیند استخراج با SC-CO۲ شامل رویکردهای مدل سازی، مزایا و محدودیت ها و نقش آن در بهینه سازی فرآیند و طراحی تجهیزات می پردازد. همچنین ادغام CFD با روش های داده محور و هوش مصنوعی مسیر توسعه فرآیندهای استخراج سبز، کارآمد و پایدار را هموار می سازد. نتایج نشان می دهد که مدل سازی مبتنی بر CFD ابزار ضروری و کلیدی برای پیشبرد فناوری های استخراج با دی اکسیدکربن فوق بحرانی است.

کلیدواژه ها:

سیال فوق بحرانی ، دی اکسیدکربن ، استخراج روغن ، CFD ، انتقال جرم ، بهینه سازی فرآیند