مدلسازی ریاضی انتقال جرمی فرآیند استخراج گیاه بنه با استفاده سیال فوق بحرانی

گیاه بنه یکی از گیاهان بومی ایران است که از گذشته به عنوان چاشنی غذایی و معطر کننده مورد استفاده قرار می گیرد. بنه از جمله گیاهان چوبی مناطق خشک و نیمه خشک می باشد که ارزش زیست محیطی بی شماری دارد مصارف دارویی و صنعتی گسترده ای دارد صمغ بنه مصارف دارویی و صنعتی زیادی داشته و از میوه آن به عنوان گیاه دارویی استفاده می شود. از روش های متداول جهت استخراج روغن موجود در گیاهان استفاده از هگزان و یا مواد شیمیایی می باشد که بسیار زمان بر بوده و به علت استفاده از دمای بالا، به ترکیبات حساس به حرارت آسیب می رساند، اما کاربردهای غذایی نیازمند یک روش مناسب برای استخراج و مراحل پاکسازی بدون استفاده از حرارت است. استخراج فوق بحرانی به ویژه استخراج با دی اکسیدکربن فوق بحرانی به دلیل دارا بودن مزیت هایی چون آتشگیر نبودن، غیر سمی بودن، خلوص بالا و قیمت پایین در دهه های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. بنابراین در این تحقیق برای اولین بار روغن با استفاده از دی اکسیدکربن فوق بحرانی از دانه بنه استخراج گردید و با روش استخراج با سوکسله مقایسه شد. در این تحقیق پارامترهای عملیاتی برای دی اکسید کربن فوق بحرانی شامل فشار ، دما ، اندازه ذرات و شدت جریان با مقادیر مناسب در نظر گرفته شده است. همچنین در مدلسازی ریاضی فرآیند نیز انجام گرفته پارامترهای مدل که شامل ضریب نفوذ، ضریب انتقال جرم فیلمی، ضریب پراکندگی محوری و پارامتر حلالیت می باشند سه پارامتر اول از طریق روابط تجربی محاسبه گردیده و ضریب توزیع برای بیان حالت تعادلی بین فاز جامد و سیال داخل حفره ها استفاده شده است. برای محاسبه ی مقادیر بهینه ی پارامترهای مدل خطی و غیر خطی از الگوریتم ژنتیک استفاده و خطای مربوط به هرکدام گزارش شد. با توجه به نتایج بدست آمده از مدلسازی نشان می دهد که در توصیف داده های آزمایشگاهی مدل غیر خطی از مدل خطی بهتر بود.

کلیدواژه ها:

انتقال جرم ، استخراج ، بنه ، سیال فوق بحرانی ، الگوریتم ژنتیک