مطالعه تجربی و بهینه سازی فرآیند استخراج فوق بحرانی گالگین از گیاه گالگا آفیسینالیس به روش طراحی آزمایشات و مدل سازی ریاضی

بر اساس مطالعات انجام شده و آمارهای ارائه شده توسط مراکز بهداشتی-درمانی در دنیا درصد آمار مرگ و میر ناشی از بیماری دیابت نوع دوم و بیماری های ناشی از آن از جمله نارسایی و از کار افتادگی کلیه ها ، کاهش بینایی و در نهایت نابینایی کامل و خطرات جانی برای مادر باردار و جنین به دلایل مختلف مانند تغذیه نا مناسب، زندگی همراه با استرس و عدم توجه به فعالیتهای مناسب جسمانی هر ساله رو به افزایش بوده و متاسفانه این معضل در کشور ما نیز علیرغم هشدارهای وزارت بهداشت و درمان و دیگر مراکز ذیربط روند هشدار دهنده صعودی دارد. متاسفانه بسیاری از این بیماران به علت بیماری مزمن طولانی مدت به انسولین مقاوم شده و دیگر تزریق آن تاثیر مناسبی در کاهش قند خون ندارد. با وجودگونه های مختلف گیاهان دارویی، گیاه گالگا آفیسینالیس (galega officinalis) پتانسیل بسیار مناسبی جهت تولید داروی گیاهی مورد استفاده در درمان بیماران دیابتی را دارا است. گالگا گیاهی است علفی و عاری از کرک به ارتفاع نیم تا یک متر از تیره نخود . قسمت هوایی این گیاه به دلیل آنکه حاوی مجموعه ای از مواد کاهنده قندخون می باشد، به عنوان ضد دیابت نوع دوم کاربرد دارد. نکته بسیار مهم در این ارتباط این است که یکی از مشتقات گوانیدین در این گیاه به نام گالگین همان ماده ای است که بر اساس ساختمان شیمیایی آن بی گوانید (متفورمین) تهیه شده و در درمان دیابت مصرف می شود. در این پایان نامه استخراج عصاره از برگ گیاه گالگا آفیسینالیس به دو روش استخراج با حلال آلی (سوکسله) و استخراج به وسیله سیال فوق بحرانی مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفت. استخراج با سیال فوق بحرانی بر مبنای طراحی آزمایشات آماری به روش طراحی مرکب مرکزی(ccd) با استفاده از نرم افزار minitab 15.1 انجام شد. چهار متغیر موثر بر این فرایند دما ، فشار ، شدت جریان سیال(دی اکسیدکربن فوق بحرانی) و زمان استخراج دینامیک می باشند که طراحی آزمایشها بر اساس آن ها در 5 سطح انجام گرفته است. مدل بازده استخراجی به صورت رابطه درجه دومی از 4 فاکتور اشاره شده، حاصل شد. آنالیز رویه پاسخ نشان داد که داده های آزمایشگاهی به خوبی به وسیله یک مدل چند جمله ای مرتبه دوم برازش می شوند. در مدل آماری ارائه شده معیار معنادار بودن، در محدوده %95 اطمینان بود. نتایج نشان داد ترم های خطی دما، فشار و زمان دینامیک ، ترم های درجه دوم دما، فشار و شدت جریان و اثرات متقابل دما-شدت جریان و دما- زمان دینامیک دارای اثر قابل توجهی(05/0>p) بر میزان استخراج هستند. بررسی ها همچنین نشان داد که مقدار بهینه پارامترهای استخراج در محدوده ی آزمایش، فشار23mpa ، دما3/42 درجه سانتیگراد، دبی جریان ml/min 1/15 و زمان استخراج دینامیک 150دقیقه می باشد که تحت این شرایط میزان بیشینه استخراج گالگینmg/g dry leaves) 3/398) خواهد بود. در این پایان نامه همچنین مدل سازی ریاضی فرآیند انجام گرفت و نتایج نشان داد که مدل ریاضی به خوبی قادر به پیشگویی داده های آزمایشگاهی با محدوده خطای بسیار کم می باشد. نتایج مدل نشان داد که 90 درصد حجم ستون استخراج و 89 درصد شدت جریان ورودی به ستون استخراج به طور فعال در فرایند استخراج شرکت می کنند. در پایان نتیجه گیری شد که مزیت استخراج با سیال فوق بحرانی این است که استخراج در حداقل زمان انجام شده، مقدار حلال مصرفی کم و سازگار با محیط زیست می باشد و در صورت وجود تجهیزات، امکان استفاده دوباره از آن وجود دارد؛ همچنین راندمان آن با روش سنتی استخراج مانند سوکسله که در آن میزان استخراج گالگین mg/g 3/44 در مدت 8 ساعت بود، قابل مقایسه است.