مقاله کاربرد استخراج با سیال فوق بحرانی در صنایع غذایی

اختصاصی از سورنا فایل مقاله کاربرد استخراج با سیال فوق بحرانی در صنایع غذایی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

این محصول در قالب ورد و قابل ویرایش در  95 صفحه می باشد.

مقدمه:

 استخراج با حلال یکی از قدیمی‌ترین روش‌های جداسازی بوده و بدون شک تاریخ استفاده از آن به قبل از میلاد برمی‌گردد. علم استخراج با حلال در طی مدت زمان طولانی، توسعه یافته است و بیشترین پیشرفت در مورد حلالها و سیالهای مورد استفاده در فرآیندهای استخراج بوده است. روش‌های استخراجی نظیر، سونیکیشن1، سوکسله2، استخراج با فاز جامد[1] و استخراج مایع-مایع[2] که مدتها پیش ابداع شده‌اند امروزه نیز به همان صورت قبلی جهت تهیه نمونه بکار می‌روند. بعلاوه، روش‌های استخراج با حلالهای مایع نظیر سوکسله دارای محدودیت‌های مختلفی همچون آلودگی محیط زیست بدلیل وجود حلالهای دورریز، بازگیری ناقص نمونه‌ها، وقت گیر بودن فرآیند، مصرف زیاد حلال و... هستند. بدین‌ترتیب، محققان به فکر ابداع روش جدید استخراجی افتادند که علاوه بر‌اینکه معایب فوق را نداشته باشد بلکه دارای مزایای چندی نیز باشند. یکی از‌این روش‌ها، استخراج با سیال فوق بحرانی3 (SFE) است که مزیت‌های بسیاری دارد که از مهمترین آنها می‌توانیم به کاهش زمان استخراج و عدم آلودگی محیط زیست اشاره کرد.

-1- تاریخچه

هوگارت1 و‌هانی2 در سال 1879 خواص بی نظیر سیال فوق بحرانی اتانول و تتراکلریدکربن را توضیح دادند. آنها دریافتند که حلالیت‌هالیدهای فلزی در‌این دو سیال خیلی بالاست. در سال 1906 بوخنر3 اعلام کرد که حلالیت مواد آلی غیرفرار در دی اکسید کربن فوق بحرانی ده برابر مقداری است که از مطالعات فشار بخار انتظار می‌رفت. در سال 1958 زهوز4 و همکارانش استخراج لانولین از پشمهای روغنی با CO2 فوق بحرانی را گزارش کردند. نقطه شروع استفاده از سیالهای فوق بحرانی در فرآیندهای صنعتی از کار زوسل5 در انیستیتوی ماکس پلانک در مطالعه زغال سنگ آغاز شد. امروزه‌این سیالها کاربرد فراوانی در اغلب صنایع پیدا کرده‌اند. با‌این حال استفاده از SFE به عنوان یک تکنیک تجزیه‌ای تا دهه 1980 به تأخیر افتاد. در سال 1976 استال6 و شیلز7  سیستم استخراجی میکرو را به همراه کروماتوگرافی لایه نازک به کار بردند. از‌این سال به بعد SFE در حد تجزیه‌ای رشد سریعی کرد به طوری که امروزه‌این سیستم به صورت پیوسته یا ناپیوسته با سیستم‌های کروماتوگرافی گازی، کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا و کروماتوگرافی با سیال فوق بحرانی کاربرد وسیعی در آنالیز انواع نمونه‌ها پیدا کرده است بطوریکه در سالهای 1990-1992 بیش از یکصد مقاله در‌این زمینه ارائه شده است.

1-2- خصوصیات و مزایای یک سیال فوق بحرانی

هر ماده‌ای را که در دما و فشاری بالاتر از دما و فشار بحرانی اش قرار گیرد، سیال فوق بحرانی گویند. شکل (1-1) نمودار فاز ساده‌ای است که نقطه بحرانی و ناحیه فوق بحرانی را نشان می‌دهد.

یک سیال فوق بحرانی خصوصیاتی مابین خصوصیات یک گاز و مایع را داراست. آنچه باعث شده تا سیال فوق بحرانی برای استخراج مورد استفاده و توجه قرار گیرد خصوصیات فیزیکی آن است. همانطوریکه در جدول (1-1) مشاهده می‌شود چگالی سیال فوق بحرانی تقریباً هزار برابر چگالی حالت گازی می‌باشد، بهمین دلیل قدرت حل کنندگی سیال فوق بحرانی بیشتر از گازها و مشابه مایعات است. از طرفی، سیال فوق بحرانی دارای نفوذپذیری زیادتر و ویسکوزیته کمتر نسبت به حلالهای مایع است، ‌این دو عامل انتقال جرم را کنترل می‌کنند و باعث می‌شود تا SFE خیلی سریع عمل کند.

1- دما و فشار فوق بحرانی پائینی داشته باشد.

2-از نظر سلامتی برای انسان خطرناک نباشد، یعنی آتشگیر و سمی‌نباشد.

3-از نظر شیمیایی بی اثر باشد و درجه خلوص آن بالا بوده و ارزان باشد.

چرا CO2 به عنوان حلال عمومی در استخراج به روش سیال فوق بحرانی انتخاب شده است؟

بهترین حلال برای SFE در استخراج‌ترکیبات طبیعی(غذاها و داروها) CO2 است زیرا یک‌ترکیب خنثی، ارزان، در دسترس، بی بو، بی مزه، دوستدار طبیعت و حلال GRAS است. همچنین در ماده فرآیند SFE با CO2، حلال در ماده استخراج شده باقی نمی‌ماند زیرا که‌این ماده در شرایط طبیعی به صورت گاز می‌باشد. علاوه بر‌این، دمای بحرانی آن است که برای مواد حساس به حرارت شرایط‌ایده آلی را بوجود می‌آورد و به خاطر گرمای نهان پایین آن، انرژی کمی برای جداسازی آن از ماده استخراجی لازم است. نکته دیگر آنکه، انرژی مورد نیاز برای بدست آوردن حالت فوق بحرانی CO2اغلب کمتر از انرژی مورد نیاز برای تقطیر حلالهای آلی تجارتی است. در کل قابلیت استخراج‌ترکیبات با CO2فوق بحرانی بستگی به وجود گروه‌های عاملی ویژه در‌این‌ترکیبات، وزن ملکولی و قطبیت آنها دارد.

برای مثال هیدروکربن‌ها و دیگر‌ترکیبات آلی با قطبیت نسبتاً پائین مثل استرها، اترها، آلدئیدها، لاکتون‌ها، کتون‌ها و اپوکسیدها در CO2 فوق بحرانی با فشار کمتر (100-75بار) قابل استخراج هستند در حالیکه‌ترکیبات با قطبیت بالا نظیر آنهائیکه یک گروه کربوکسیلیک و سه گروه هیدروکسیل و یا بیشتر دارند به ندرت در آن محلول هستند.

برای استخراج دسته خاصی از محصولات از یک حلال کمکی کمک می‌گیرند که موجب افزایش قطبیت CO2 فوق بحرانی می‌گردد. اتانول، اتیل استات و آب بهترین حلالهای کمکی برای استخراج‌ترکیبات غذایی هستند.  CO2تجارتی مورد نیاز برای فرآیند  SFEرا تقریباً می‌توان از سیستم‌های محیط زیستی بدست‌آورد. بعنوان مثال می توان از محصول جانبی صنایع تخمیر یا صنعت کود حیوانی، در استخراج استفاده کرد. بنابراین، استفاده از‌این CO2میزان CO2موجود در جو را افزایش نخواهد داد.

1-3- طرح فرآیندهای سیستم استخراج با CO2 :

در شکل 1-2 و 1-3 شماتیک فرآیند استخراج CO2 فوق بحرانی نشان داده  شده است که از مراحل اصلی زیر تشکیل شده است:

1-مرحله استخراج 2-مرحله انبساط 3-مرحله مشروط سازی حلال

همچنین 4جزء  دیگر عبارتند از:

1- ظرف استخراج با فشار بالا 2-شیر کاهنده (Term) فشار   3-جداکننده کاهنده (Term)فشار و 4- پمپ افزاینده فشار حلال بازیافت شده.

همچنین دیگر تجهیزات ضروری شامل: مبدلهای حرارتی، کندانسور، ظرف‌های ذخیره سازی، منبع تامین کننده حلال و خوراک می باشد. خوراک معمولاً به شکل خرد شده است که در ظرف استخراج گذاشته می‌شود و CO2با فشار 350-100بار به داخل ظرف ظرف استخراج تزریق می‌شود. عصاره حاوی CO2از طریق یک فشار شکننده فشار به جداکننده که حاوی فشار 120-50بار است فرستاده می‌شود با کاهش فشار، دما و عصاره ته نشین می‌گردد در حالیکه CO2فاقد عصاره به ظرف استخراج برگردانده می‌شود.

SFEبرای خوراک جامد یک فرآیند نیمه مداوم است به‌این صورت که جریان    بصورت مداوم است ولی جریان نیمه پیوسته شدن ظرف استخراج از خوراک به صورت نیمه مداوم یا بچ است برای‌ایجاد جریان نیمه پیوسته در ظرف استخراجها از چند ظرف استخراج بهره می‌گیریم که به نوبت پر و خالی می‌شوند.

1-4 اصول و پایه فاز تعادلی و سیستم‌های بحرانی:

در‌این بخش مهمترین مسائل ترمودینامیکی است بحث می‌شود، ‌این مبحث در سیستم‌های فوق بحرانی بسیار گسترده و مهم می‌باشد اما بدلیل‌اینکه در‌این مجموعه سعی شده تا کاربرد‌این سیستم در استخراج مواد غذایی مورد بحث وبررسی قرار گیرد و بدلیل‌اینکه پایه اصلی دانشجویان مرتبط با رشته صنایع غذایی‌ترمودینامیک نمی‌باشد‌این مبحث به طور خلاصه آورده می‌شود.

برای فهم بهتر فرآیند SFE بایستی به پارامترهای مرتبط به فرآیند توجه ویژه‌ای مبذول داشت. به منظور انتخاب پارامترهای فرآیند، طراحی سیستم‌های عملیاتی و بهینه سازی سیستم SFE، دانش و بینش درباره رفتار تعالی فازها و تعادلی و‌ایجاد داده‌های تعادلی فازها نظیر انتخابی بودن مواد قابل استخراج در حلال فوق بحرانی در شرایط جداسازی و استخراج لازم است.

پیدا کردن مسیر بحرانی

اختصاصی از سورنا فایل پیدا کردن مسیر بحرانی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

این برنامه مربوط به رشته صنایع است و اطلاعات چندین فعالیت را دریافت و مسیر بحرانی را پیدا می کند.

توضیحات لازم در برنامه آورده شده است و تمامی توابع به صورت واضح نام گذاری و توضیح داده شده است.

برنامه برای یک نمونه پیاده سازی شده است که اطلاعات آن و مقاله مربوطه در پیوست آورده شده است و شما می توانید به راحتی برای هر نمونه دیگر (با تغییر پارامترهای ورودی که در زیر آورده شده است) برنامه را اجرا کنید.

ورودی های برنامه شامل موارد زیر است که باید در ابتدای برنامه داده شود:

-شماره آخرین فعالیت (فعالیت های از صفر یا همان S شروع و تا آخرین فعالیت یا همان F شماره گذاری می شوند.)

-شماره فعالیت های پیش نیاز هر فعالیت که حداکثر 7 پیش نیاز برای هر فعالیت می تواند باشد.

-زمان هر فعالیت یا همان duration

-منابع مورد نیاز هر فعالیت (حداکثر دو منبع قابل تعریف است که شامل R1 و R2 می شود.)

(می توانید با کمی تغییر در برنامه یه راحتی موارد بالا را تغییر دهید و یا با مدیر فروشگاه تماس بگیرید.)

خروجی های برنامه شامل موارد زیر است:

-Total TF یعنی مجموع زمان آزاد کل فعالیت ها

-Total Line تعداد کل مسیرها پیدا شده

-پیدا کردن مسیر بحرانی

-شماره فعالیت های تمام مسیرها به همراه میزان استفاده هر مسیر از منبع R1 و R2 و زمان کل هر مسیر

مواردی که در برنامه محاسبه می شود ولی نمایش داده نمی شود و شما می توانید به خروجی های قابل نمایش برنامه اضافه کنید:

-مقادیر LS, ES,EF,LF,TF برای هر فعالیت

شبکه های احتمالی، روش مسیر بحرانی و نمودار گانت

اختصاصی از سورنا فایل شبکه های احتمالی، روش مسیر بحرانی و نمودار گانت دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 22

شبکه های احتمالی، روش مسیر بحرانی و نمودار گانت

استاد:

جناب آقای مهندس عینی

تهیه کننده:

بهنام صفری

81157187

شبکه های احتمالی، روش و مسیر بحرانی و نمودار گانت

قبل ار تلاش جهت استفاده از این ابزار (Pert، CPM و Gantt) اطاعات پروژه باید از طریق معینی جمع آوری شده باشند. لذا لازم است یک توضیح پایه ای و اساسی در مورد قدم های ارتباطی ابتدایی کار داده شود.

فرایند طراحی یک پروژه شامل مراحل زیر است:

1-مشخص کردن تاریخ شروع پروژه

2-مشخص کردن روز تکمیل پروژه

3-انتخاب کردن روش و شیوه های اجرای پروژه و طول عمر استفاده از پروژه.

4-مشخص کردن حوزه و میزان وسعت پروژه در دوره و مرحلة انتخاب شدة روش اجرای پروژه و طول عمر پروژه

5-مشخص کردن با انتخاب روش هایی که جهت مرور پروژه مورد استفاده قرار می گیرند.

6-مشخص کردن و از پیش تعیین کردن نقاط عطف یا تاریخ های بحرانی پروژه که باید به آنها پرداخت و رسیدگی کرد.

7-لیست کردن فعالیتها، با دورة پروژه، در رابطه با اینکه هرکدام از آنها باید سر موقع به پایان رسند.

8-برآورده کردن تعداد پرسنل لازم برای به پایان رساندن هر فعالیت

9-برآورد کردن پرسنل آماده به کار جهت به پایان رسانیدن هر فعالیت

10-مشخص کردن سطح مهارت مورد نیاز جهت تشکیل دادن هر فعالیت.

11-مشخص کردن وابستگی ها و پیش نیازی های هر پروژه.

-کدام فعالیت ها می توانند بطور موازی و هم زمان انجام شوند؟

-شروع کدام فعالیتها مستلزم تکمیل فعالیتهای دیگر است:

12-نقاط کنترلی و نقاط بازدید و مورد مرور پروژه

13-تشکیل دادن برآورد هزینة اجرای پروژه و تحلیل هزینه – منافع.

توسعة طرح یک پروژه مستلزم داشتن دقت بالا و درک جزئیات همة فعالیتهایی است که شامل می شودو مقدار زمانی که برای مدت زمان طول انجام هر فعالیت تخمین زده است، وابستگی های میان این فعالیتها، و توالی زمانی که این فعالیتها باید به اجرا درایند به علاوه، آماده بودن منابع باید مشخص گردد تا هر فعالیت با مجموعه فعالیتها جهت اختصاص به کار گرفته شود.

یک روش مورد استفاده برای توسعه لیست فعالیتها، خلق کردن چیزی است که به تجزیة ساختار کار معروف است.

یک تعریف:

تفکیک ساختار (WBS): یک انحلال و متلاشی کردن سلسله مراتب و یا تجزیة یک پروژه یا فعالیت اصلی به مراحل متوالی است که در آن هر مرحله یک تجزیه کاملتر از قبلی است. در شکل نهایی یک WSB در ساختار و چیدمان بسیار شبیه طرح اصلی است. هر مورد در یک مرحلة خاص از WBS متوالیاً شماره گذاری شده است (برای مثال: 10 و 10 و 30 و 40 و 50) هر مورد در مرحلة بعدی در طی شمارة منشاء اصلی خود شماره گذاری شده است. (برای مثال 1/10 و 2/10 و 3/10 و 4/10) WBS ممکن است در شکل یک دیاگرام کشیده شود. (چنانچه ابزارهای خودکار آماده باشند.) یا در یک نمودار شبیه کشیدن یک طرح.

WBS با دو فعالیت رو یهم رفته شروع می شود که نمایندة کلیت کارهایی هستند که پروژه را تشکیل می دهند. این نام طرح پروژه WBS می شود. استفاده از روش کار یا طول عمر مسیستم (تحلیل، طراحی و اسباب تکمیل) بعنوان یک راهنما قدم می گذارد پروژه به قدم های اصلی اش تقسیم شده است. اولین مرحلة پروژه وارد کردن اطلاعات است. مرحلة دوم اصلی تحلیلی است که پیرو طراحی، ترسیم، تست کردن، تکمیل و پیگیری دقیق انجام وظایف است. هرکدام از این مراحل باید به مرحلة بعدی جزئیاتش شکسته شوند و هرکدام از آنها، بازهم به مراحل کاملتر

وضعیت اکسیژن مصرفی و ضربان قلب در شرایط بحرانی انکوباسیون Copy (2)

اختصاصی از سورنا فایل وضعیت اکسیژن مصرفی و ضربان قلب در شرایط بحرانی انکوباسیون Copy (2) دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 36

وضعیت اکسیژن مصرفی و ضربان قلب در شرایط بحرانی انکوباسیون

تلخیص و ترجمه : مهندس احمد صلاحی – سرپرست کارخانه جوجه کشی ماهان (اشراق)

مهندس مژده موسی نژاد – عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد کهنوج

این نوشتار خلاصه ای از پایان نامه کارشناسی ارشد Jessie w.Brown برای دریافت مدرک فوق لیسانس بیولوژی در دانشگاه تگزاس شمالی در دسامبر 2004 زیر نظر Warren Burggren بوده است .

فصل اول – بررسی فیزیولوژی دستگاه تنفسی در طیور

در طول تکامل جنینی در طیور تخمگذار ، سه عامل اصلی برای تبادل گازها وجود دارد (Whittow،2000) :

1. غشای کهر ریوآلانتوئیک (CAM) : (chorioallantonic membrane)

2. ریه ها (Lungs) 3. ناحیه عروقی (Area Vascoulosa)

جنین موجود در تخم مرغ برای تبادل گاز با محیط اطراف خود ارتباطی نداشته و تنها ارتباط زمانی است که ریه ها فعال می شود (Ar و همکاران 1980 ، ویتاوو 2000) . روالوف در سال 1960 بیان نمود که ناحیه عروقی در طول انکوباسیون در روزهای 3 تا 5 که در اطراف زرده قرار می گیرند به عنوان فن عمل می کند . همچنین در روز دوم انکوباسیون آغاز تشکیل سیستم گردش خون می باشد .

در روز 6 انکوباسیون ، سیستم تنفسی جنین از ناحیه عروقی به کوریو آلانتوئیس منتقل می شود . سرعت رشد کوریو آلانتوئیس منتقل می شود . سرعت رشد کوریو آلانتوئیس زیاد بوده به طوریکه در روز 12 تمام محتویات تخم مرغ را در بر گرفته و محتویات تخم مرغ وارد آن می شود (رومانوف، 1960) . نقش کوریو آلانتوئیس در تبادل گاز تقریبا تا انتهای انکوباسیون ادامه دارد . زمانی که جنین به غشای انکوباسیون و سپس غشای داخلی نوک می زند (نوک زدن داخلی = نوک زدن به کیسه ها =I.P )

آن گاه غشای کوریو آلانتوئیس شروع به تجزیه نموده و نقش آن کاهش مییابد (ویتاوو 2000 ، تازاوا و همکاران 2002) . پس از آن جوجه ها به پوسته نوک زده و با استفاده از ریه های خود از هوای خود تنفس می کنند (نوک زدن خارجی = E.P). با نوک زدن به پوسته خارجی هوا وارد ریه ها شده و جنین آماده خروج از تخم مرغ می شود (تازاوا تاکنا ، 1985) .

متابولیسم جنین جوجه ها همانند سایر موجودات شامل یکسری واکنش های شیمیایی می باشد . میزان واکنش شیمیایی با افزایش درجه حرارت زیاد شده در نتیجه فعالیت متابولیکی یک حیوان با درجه حرارت بدن آن مرتبط می باشد (Randall و همکاران 2002) .

میزان متابولیسم ، در واقع می زان انرژی متابولیسم در هر واحد زمانی بوده که با روشهای مختلفی می توان آن را تعیین نمود . ر روش اول که آن تعیین کالری متری (Calorimetry) به طور مستقیم و از راه اندازه گیری میزان حرارت تولیدی به دست می آید . در روش دوم که کالری متری غیر مستقیم نام دارد متابولیسم را از راه اندازه گیری میزان گازهای تبادل شده در طول تنفس حیوان به دست می آید (راندال ، 2002)

یکی از روشهای غیر مستقیم در برآورد متابولیسم اتسفاده از رسپیرومتری (Respirometry) است که در آن میزان اکسیژن مصرفی (Mo2) و یا دی اکسید کربن تولیدی (Mco2) اندازه گیری می شود .

Randall و همکاران در سال 2002 گزارش نمود که در اکسیداسیون هوازی ، مقدار حرارتی تولیدی به صورت مستقیم با مقدار اکسیژن مصرفی مرتبط می باشد .

در جنین های در حال رشد در طول 2 هفته اول انوباسیون با افزایش سرعت رشد میزان اکسیژن مصرفی (MO2) در تخم مرغها به صورت منظم افزایش می یابد (آکرمن ، رهن 1981، ویتاور 2000) .

دانلود مقاله کاربرد استخراج با سیال فوق بحرانی در صنایع غذایی

اختصاصی از سورنا فایل دانلود مقاله کاربرد استخراج با سیال فوق بحرانی در صنایع غذایی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

 استخراج با حلال یکی از قدیمی‌ترین روش‌های جداسازی بوده و بدون شک تاریخ استفاده از آن به قبل از میلاد برمی‌گردد. علم استخراج با حلال در طی مدت زمان طولانی، توسعه یافته است و بیشترین پیشرفت در مورد حلالها و سیالهای مورد استفاده در فرآیندهای استخراج بوده است. روش‌های استخراجی نظیر، سونیکیشن1، سوکسله2، استخراج با فاز جامد[1] و استخراج مایع-مایع[2] که مدتها پیش ابداع شده‌اند امروزه نیز به همان صورت قبلی جهت تهیه نمونه بکار می‌روند. بعلاوه، روش‌های استخراج با حلالهای مایع نظیر سوکسله دارای محدودیت‌های مختلفی همچون آلودگی محیط زیست بدلیل وجود حلالهای دورریز، بازگیری ناقص نمونه‌ها، وقت گیر بودن فرآیند، مصرف زیاد حلال و... هستند. بدین‌ترتیب، محققان به فکر ابداع روش جدید استخراجی افتادند که علاوه بر‌اینکه معایب فوق را نداشته باشد بلکه دارای مزایای چندی نیز باشند. یکی از‌این روش‌ها، استخراج با سیال فوق بحرانی3 (SFE) است که مزیت‌های بسیاری دارد که از مهمترین آنها می‌توانیم به کاهش زمان استخراج و عدم آلودگی محیط زیست اشاره کرد.

فصل اول

استخراج با سیال فوق بحرانی
1-1- تاریخچه

هوگارت1 و‌هانی2 در سال 1879 خواص بی نظیر سیال فوق بحرانی اتانول و تتراکلریدکربن را توضیح دادند. آنها دریافتند که حلالیت‌هالیدهای فلزی در‌این دو سیال خیلی بالاست. در سال 1906 بوخنر3 اعلام کرد که حلالیت مواد آلی غیرفرار در دی اکسید کربن فوق بحرانی ده برابر مقداری است که از مطالعات فشار بخار انتظار می‌رفت. در سال 1958 زهوز4 و همکارانش استخراج لانولین از پشمهای روغنی با CO2 فوق بحرانی را گزارش کردند. نقطه شروع استفاده از سیالهای فوق بحرانی در فرآیندهای صنعتی از کار زوسل5 در انیستیتوی ماکس پلانک در مطالعه زغال سنگ آغاز شد. امروزه‌این سیالها کاربرد فراوانی در اغلب صنایع پیدا کرده‌اند. با‌این حال استفاده از SFE به عنوان یک تکنیک تجزیه‌ای تا دهه 1980 به تأخیر افتاد. در سال 1976 استال6 و شیلز7  سیستم استخراجی میکرو را به همراه کروماتوگرافی لایه نازک به کار بردند. از‌این سال به بعد SFE در حد تجزیه‌ای رشد سریعی کرد به طوری که امروزه‌این سیستم به صورت پیوسته یا ناپیوسته با سیستم‌های کروماتوگرافی گازی، کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا و کروماتوگرافی با سیال فوق بحرانی کاربرد وسیعی در آنالیز انواع نمونه‌ها پیدا کرده است بطوریکه در سالهای 1990-1992 بیش از یکصد مقاله در‌این زمینه ارائه شده است.

1-2- خصوصیات و مزایای یک سیال فوق بحرانی

هر ماده‌ای را که در دما و فشاری بالاتر از دما و فشار بحرانی اش قرار گیرد، سیال فوق بحرانی گویند. شکل (1-1) نمودار فاز ساده‌ای است که نقطه بحرانی و ناحیه فوق بحرانی را نشان می‌دهد.

یک سیال فوق بحرانی خصوصیاتی مابین خصوصیات یک گاز و مایع را داراست. آنچه باعث شده تا سیال فوق بحرانی برای استخراج مورد استفاده و توجه قرار گیرد خصوصیات فیزیکی آن است. همانطوریکه در جدول (1-1) مشاهده می‌شود چگالی سیال فوق بحرانی تقریباً هزار برابر چگالی حالت گازی می‌باشد، بهمین دلیل قدرت حل کنندگی سیال فوق بحرانی بیشتر از گازها و مشابه مایعات است. از طرفی، سیال فوق بحرانی دارای نفوذپذیری زیادتر و ویسکوزیته کمتر نسبت به حلالهای مایع است، ‌این دو عامل انتقال جرم را کنترل می‌کنند و باعث می‌شود تا SFE خیلی سریع عمل کند.

1- دما و فشار فوق بحرانی پائینی داشته باشد.

2-از نظر سلامتی برای انسان خطرناک نباشد، یعنی آتشگیر و سمی‌نباشد.

3-از نظر شیمیایی بی اثر باشد و درجه خلوص آن بالا بوده و ارزان باشد.

چرا CO2 به عنوان حلال عمومی در استخراج به روش سیال فوق بحرانی انتخاب شده است؟

بهترین حلال برای SFE در استخراج‌ترکیبات طبیعی(غذاها و داروها) CO2 است زیرا یک‌ترکیب خنثی، ارزان، در دسترس، بی بو، بی مزه، دوستدار طبیعت و حلال GRAS است. همچنین در ماده فرآیند SFE با CO2، حلال در ماده استخراج شده باقی نمی‌ماند زیرا که‌این ماده در شرایط طبیعی به صورت گاز می‌باشد. علاوه بر‌این، دمای بحرانی آن است که برای مواد حساس به حرارت شرایط‌ایده آلی را بوجود می‌آورد و به خاطر گرمای نهان پایین آن، انرژی کمی برای جداسازی آن از ماده استخراجی لازم است. نکته دیگر آنکه، انرژی مورد نیاز برای بدست آوردن حالت فوق بحرانی CO2اغلب کمتر از انرژی مورد نیاز برای تقطیر حلالهای آلی تجارتی است. در کل قابلیت استخراج‌ترکیبات با CO2فوق بحرانی بستگی به وجود گروه‌های عاملی ویژه در‌این‌ترکیبات، وزن ملکولی و قطبیت آنها دارد.

برای مثال هیدروکربن‌ها و دیگر‌ترکیبات آلی با قطبیت نسبتاً پائین مثل استرها، اترها، آلدئیدها، لاکتون‌ها، کتون‌ها و اپوکسیدها در CO2 فوق بحرانی با فشار کمتر (100-75بار) قابل استخراج هستند در حالیکه‌ترکیبات با قطبیت بالا نظیر آنهائیکه یک گروه کربوکسیلیک و سه گروه هیدروکسیل و یا بیشتر دارند به ندرت در آن محلول هستند.

برای استخراج دسته خاصی از محصولات از یک حلال کمکی کمک می‌گیرند که موجب افزایش قطبیت CO2 فوق بحرانی می‌گردد. اتانول، اتیل استات و آب بهترین حلالهای کمکی برای استخراج‌ترکیبات غذایی هستند.  CO2تجارتی مورد نیاز برای فرآیند  SFEرا تقریباً می‌توان از سیستم‌های محیط زیستی بدست‌آورد. بعنوان مثال می توان از محصول جانبی صنایع تخمیر یا صنعت کود حیوانی، در استخراج استفاده کرد. بنابراین، استفاده از‌این CO2میزان CO2موجود در جو را افزایش نخواهد داد.

1-3- طرح فرآیندهای سیستم استخراج با CO2 :

در شکل 1-2 و 1-3 شماتیک فرآیند استخراج CO2 فوق بحرانی نشان داده  شده است که از مراحل اصلی زیر تشکیل شده است:

1-مرحله استخراج 2-مرحله انبساط 3-مرحله مشروط سازی حلال

همچنین 4جزء  دیگر عبارتند از:

1- ظرف استخراج با فشار بالا 2-شیر کاهنده (Term) فشار    3-جداکننده کاهنده (Term)فشار و 4- پمپ افزاینده فشار حلال بازیافت شده.

همچنین دیگر تجهیزات ضروری شامل: مبدلهای حرارتی، کندانسور، ظرف‌های ذخیره سازی، منبع تامین کننده حلال و خوراک می باشد. خوراک معمولاً به شکل خرد شده است که در ظرف استخراج گذاشته می‌شود و CO2با فشار 350-100بار به داخل ظرف ظرف استخراج تزریق می‌شود. عصاره حاوی CO2از طریق یک فشار شکننده فشار به جداکننده که حاوی فشار 120-50بار است فرستاده می‌شود با کاهش فشار، دما و عصاره ته نشین می‌گردد در حالیکه CO2فاقد عصاره به ظرف استخراج برگردانده می‌شود.

SFEبرای خوراک جامد یک فرآیند نیمه مداوم است به‌این صورت که جریان    بصورت مداوم است ولی جریان نیمه پیوسته شدن ظرف استخراج از خوراک به صورت نیمه مداوم یا بچ است برای‌ایجاد جریان نیمه پیوسته در ظرف استخراجها از چند ظرف استخراج بهره می‌گیریم که به نوبت پر و خالی می‌شوند.

1-4 اصول و پایه فاز تعادلی و سیستم‌های بحرانی:

...

94 صفحه فایل Word