نام پژوهشگر: ریحانه حسن زاده

بررسی تجربی و مدل سازی ریاضی فرآیند استخراج نشاسته از سیب زمینی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه گیلان - دانشکده فنی 1393
  ریحانه حسن زاده   بهروز عباسی سورکی

استخراج اجزا با حلال از منابع زیستی، کاربردهای فراوانی در صنایع غذایی، دارویی و غیره دارد. مطالعه ی انتقال جرمی که در این فرایندها رخ می دهد از جهت طراحی های مهندسی حائز اهمیت است. در پژوهش حاضر، انتقال جرم در نفوذ نشاسته، پروتئین و رطوبت حین فرایند لیچینگ نشاسته از سیب زمینی مورد مطالعه قرارگرفته است. آزمایش ها با غوطه وری نمونه های سیب زمینی در آب مقطر به عنوان حلال در سه دمای 30، 45 و c°55 انجام گرفت و مقدار کاهش نشاسته و پروتئین و همچنین میزان جذب رطوبت در بازه های زمانی مختلف بین صفر تا نهایتاً پنج ساعت، با روش های افزودن معرف، رنگ سنجی و وزن سنجی اندازه گیری شد. به منظور بررسی بهتر فرایند، آزمایش ها به دو صورت انجام گرفت: بار اول تیغه ها به صورت تکی در حجم زیادی از آب قرار گرفتند و مرتبه ی دوم تعداد زیادی نمونه در حجم محدودی آب نسبت به نمونه ها، غوطه ور شدند. در هر مورد مدل های ریاضی متفاوتی برای پیش بینی سینتیک انتقال جرم حل شونده و رطوبت پیشنهاد شد. در هر یک، ابتدا ضرایب نفوذ با برازش حل تحلیلی قانون دوم نفوذ فیک به دست آمدند. سپس یک مدل دوپارامتری دیگر بر اساس مدل ایجاد شده توسط آزورا، به کار گرفته شد. در انتها دو مدل تقریبی چندجمله ای سهمی گون و توانی برای پیش بینی تغییرات غلظت متوسط مواد در فرایند لیچینگ از ماده تک به کار گرفته شدند. نتایج تمامی مدل ها توسط مقایسه ی گرافیکی و آماری با داده های تجربی اعتبار سنجی شدند. نتایج نشان داد که تمامی مدل ها موافقت خوبی با داده های آزمایشگاهی دارند. مدل های تقریبی سهمی گون و دوپارامتری از ساده ترین روابط برخوردار هستند و با دقت قابل قبولی می توان از آن ها در فرایندهای نفوذ در جامدات غوطه ور در سیال استفاده نمود. مدل تقریبی توانی از بالاترین دقت نسبت به حل تحلیلی برخوردار است، ولی شکل پیچیده ای برای استفاده دارد که با توجه به این مسئله ساده سازی هایی محدود به زمان های ابتدایی و یا انتهایی فرایند نیز انجام گرفت. همچنین نشان داده شد که ضرایب نفوذ و مقادیر تعادلی جامد استخراج شده و رطوبت جذب شده در لیچینگ از انبوه تیغه ها دارای مقادیر کمتری نسبت به حالت ماده تک هستند که این امر به-خاطر پایین آمدن پتانسیل شیمیایی انتقال جرم در این حالت می باشد.