• شماره ركورد
    34398
  • پديد آورنده

    درسا نعمتي

  • عنوان
    مطالعه تجربي و بهينه‌سازي فرآيند جداسازي پلي‌فنول‌ها در محيط Aspen Adsorption
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي شيمي/ طراحي فرآيندها
  • سال تحصيل
    1401
  • تاريخ دفاع
    1404/06/25
  • استاد راهنما
    دكتر شاهرخ شاه حسيني
  • استاد مشاور
    دكتر مسعود رحيمي
  • دانشكده
    مهندسي شيمي، نفت و گاز
  • چكيده
    درسال‌هاي اخير، نگراني‌ها درخصوص اثرات زيان‌بار مواد شيميايي بر سلامت انسان و محيط زيست، توجه به منابع طبيعي مانند گياهان دارويي را افزايش داده است. پلي‌فنول‌ها، به‌عنوان تركيباتي با خواص آنتي‌اكسيداني، ضدالتهابي و ضدسرطاني، نقش مهمي در صنايع دارويي، غذايي و آرايشي دارند. هدف اين پژوهش استخراج و جداسازي مؤثر پلي‌فنول‌ها از تفاله انگور، با استفاده از فرآيند جذب در ستون بستر ثابت و رزين ماكرومتخلخل LXA-10 بود. نمونه‌هاي تفاله پس از جمع‌آوري و خشك‌كردن، حاوي سه پلي‌فنول شاخص شامل كاتچين، پروسيانيدينB و گاليك اسيد بودند. فرآيند جذب در شرايط كنترل‌شده با رزين LXA-10 انجام شد و تركيبات جذب‌شده روي رزين با متانول بازيابي شدند. شناسايي و كمّي‌سازي پلي‌فنول‌ها با UV-Vis و HPLC صورت گرفت. همچنين براي بهينه‌سازي شرايط عملياتي، از شبيه‌سازي فرآيند جذب با نرم‌افزار اسپن استفاده شد، و پارامترهايي همچون غلظت، ارتفاع ستون و نرخ جريان بررسي گرديد. نتايج نشان داد فرآيند جذب روي رزين LXA-10 با مدل سينتيكي شبه مرتبه دوم (R^2=0.99) و مدل ايزوترم لانگموير (R^2=0.93) به خوبي توصيف مي‌شود. بالاترين ظرفيت جذب پلي‌فنول‌ها در آزمايش‌ها 0.598 گرم بر گرم رزين (در ارتفاع 90 سانتي‌متر و نرخ جريان 30.22 ميلي‌ليتر بر دقيقه) به‌دست‌آمد. درشبيه‌سازي‌ها، بالاترين ظرفيت جذب پلي‌فنول‌ها 0.570 گرم به ازاي هر گرم رزين، در ارتفاع ستون 80 سانتي‌متر و نرخ جريان 26.55 ميلي‌ليتر بر دقيقه به‌دست‌آمد. تغيير نرخ جريان، ارتفاع ستون و ساختار رزين، اثر قابل توجهي بر مقدار جاذب مصرفي و شكل منحني‌هاي شكست داشت. شبيه‌سازي‌ها با حداكثر خطاي 4.91 درصد، تطابق مناسبي با داده‌هاي تجربي نشان دادند. نمودارهاي سه‌بعدي شبيه‌سازي، روند جذب پلي‌فنول‌ها در طول زمان و مكان را به خوبي نمايش دادند و پارامترهايي مانند نرخ جذب و دفع، زمان شكست و طول بستر استفاده نشده بررسي شدند. براي توصيف دقيق‌تر فرآيند، ايزوترم استوكيومتري نيز به عنوان مدل مكمل به كار رفت. بالاترين ظرفيت جذب پلي‌فنول‌ها در شبيه‌سازي‌ها، 0.519 گرم بر گرم رزين در همين شرايط حاصل شد. استفاده از رزين LXA-10 در ستون بستر ثابت همراه با شبيه‌سازي نرم‌افزاري، روشي كارآمد براي استخراج پلي‌فنول‌ها است و قابليت توسعه به كاربردهاي صنعتي را دارد. درنتيجه براي افزايش دقت پيش‌بيني‌ها و بهبود عملكرد فرآيند، بررسي تأثير ساير پارامترهاي عملياتي در تحقيقات آينده توصيه مي‌شود.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/10/30
  • عنوان به انگليسي
    Experimental study an‎d optimization of the separation process of polyphenols in Aspen Adsorption medium
  • تاريخ بهره برداري
    9/16/2026 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    درسا نعمتي

  • چكيده به لاتين
    In recent years, concerns about the harmful effects of chemicals on human health an‎d the environment have increased attention towards natural sources such as medicinal plants. Polyphenols, known for their antioxidant, anti-inflammatory, an‎d anticancer properties, play an important role in the pharmaceutical, food, an‎d cosmetic industries. This research aimed to efficiently extract an‎d separate polyphenols from grape pomace using adsorption in a fixed-bed column with macroporous resin LXA-10. After collecting an‎d drying, the pomace samples contained three key polyphenols including catechin, procyanidin B, an‎d gallic acid. The adsorption process was conducted under controlled conditions using LXA-10 resin, an‎d the adsorbed compounds were recovered from the resin with methanol. Identification an‎d quantification of polyphenols were performed using UV-Vis an‎d HPLC analyses. To optimize operational conditions, the adsorption process was simulated using Aspen software, examining parameters such as concentration, column height, an‎d flow rate. Results showed that the adsorption process on LXA-10 resin was well described by the pseudo-second-order kinetic model (R² = 0.99) an‎d Langmuir isotherm model (R² = 0.93). The highest polyphenol adsorption capacity obtained experimentally was 0.598 g per gram of resin (at 90 cm column height an‎d 30.22 mL/min flow rate). In simulations, the highest adsorption capacity was 0.570 g/g resin at 80 cm column height an‎d 26.55 mL/min flow rate. Changes in flow rate, column height, an‎d resin structure significantly affected the adsorbent usage an‎d the shape of breakthrough curves. The simulations showed good agreement with experimental data, with a maximum error of 4.91%. Three-dimensional simulation plots effectively illustrate the trend of polyphenol adsorption over time an‎d space, an‎d parameters such as adsorption an‎d desorption rates, breakthrough time, an‎d unused bed length were analyzed. To more accurately describe the process, the stoichiometric isotherm was also employed as a complementary model. The highest adsorption capacity predicted by simulations under the same conditions was 0.519 g/g resin. The use of LXA-10 resin in a fixed-bed column combined with software simulation provides an efficient method for polyphenol extraction with potential for industrial scale-up. Therefore, to enhance prediction accuracy an‎d improve process performance, it is recommended that the effects of additional operational parameters be investigated in future studies.
  • كليدواژه هاي فارسي
    مطالعه تجربي , شبيه‌سازي جذب گياهي , مدلسازي , پلي‌فنول هاي تفاله انگور , رزين ماكرومتخلخل
  • كليدواژه هاي لاتين
    Experimental study , plant adsorption simulation , modeling , grape pomace polyphenols , macroporous resin
  • Author
    Dorsa Nemati
  • SuperVisor
    Dr. Shahrokh Shahhosseini