مدل‌سازی انتقال جرم در فرایند استخراج اسانس روغنی آویشن و ارزیابی خواص فیزیکی- شیمیایی آن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی شیمی-صنایع غذایی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران

چکیده

آویشن یکی از داروگیاهانی است که بیشتر به شکل اسانس استفاده می‌شود. اسانس روغنی آویشن از جمله مواد کاربردی و دارای خواصی بی‌همتا است. روش‌های گوناگونی برای استخراج اسانس از مواد گیاهی وجود دارد که در پژوهش پیش رو باتوجه به اهمیت و کاربرد بالای روش تقطیر با آب و بخار، اسانس‌گیری به‌وسیلۀ دستگاه کلونجر، به مدت
2 ساعت انجام شد و بازده استخراج 32/2% (حجمی/ حجمی) بود. در پژوهش پیش رو از مدل ریاضی بر مبنای پدیدۀ انتقال جرم برای پیش‌بینی استخراج اسانس آویشن با استفاده از قانون دوم فیک برای مدل‌سازی انتقال جرم و استخراج اسانس آویشن با استفاده از فرایند تقطیر با بخار استفاده شد. در این مدل از اختلاف غلظت بین دو نقطۀ مختلف و با ضریب نفوذ 11-10×54/4 متر مربع بر ثانیه برای مدل‌سازی استفاده شد. نتایج حاصل از مدل‌سازی ریاضی مطابقت و همپوشانی بسیار مناسب 98% با داده‌های آزمایشگاهی از خود نشان
داد. از تجزیۀ GC-MS برای مشخص‌کردن مواد تشکیل‌دهندۀ اسانس و همچنین ترکیب درصد آنها استفاده شد که دو مادۀ کارواکرول و تیمول بیشترین ترکیب درصد موجود در اسانس بودند. با بررسی خاصیت آنتی‌اکسیدانی اسانس روغنی آویشن استخراجشده، نتایج نشان داد این ماده میزان 1/95% خاصیت آنتی‌اکسیدانی دارد.

کلیدواژه‌ها


 
 
[1]        Ryu, V., McClements, D. J., Corradini, M. G., McLandsborough, L., "Effect of ripening inhibitor type on formation, stability, and antimicrobial activity of thyme oil nanoemulsion", Food Chem., 245,
pp. 104-111, (2018).
[2]        Pavela, R., Žabka, M., Vrchotová, N., Tříska, J., "Effect of foliar nutrition on the essential oil yield of Thyme (Thymus vulgaris L.)", Ind. Crop. Prod., 112, pp. 762-765, (2018).
[3]        Fachini-Queiroz, F. C., Kummer, R., Estevão-Silva, C. F., Carvalho, M. D. D. B., Cunha, J. M., Grespan, R., Bersani-Amado, C. A., Cuman, R. K. N., "Effects of thymol and carvacrol, constituents of thymus vulgaris L. essential oil, on the inflammatory response", Evid. Based Complement Alternat. Med., pp. 20, 12-19, (2012).
[4]        Bilia, A. R., Guccione, C., Isacchi, B., Righeschi, C., Firenzuoli, F., Bergonzi, M. C., "Essential oils loaded in nanosystems: A developing strategy for a successful therapeutic approach", E Evid. Based Complement Alternat. Med., 11, pp. 10-18, (2014).
[5]        Sipailiene, A., Venskutonis, P. R., Baranauskiene, R., šarkinas, A., "Antimicrobial Activity of Commercial Samples of Thyme and Marjoram Oils", J Essent. Oil Res., 18, pp. 698-703, (2006).
[6]        Moradalizadeh, M., Samadi, N., Rajaei, P., "Comparison of hydrodistillation, microwave hydrodistillation and solvent-free microwave methods in analysis of the essential oils from aerial parts of Haplophyllum robustum Bge. by GC/MS method", Int. J. Adv. Biol. Biomed. Res, 1, pp. 1058-1067, (2013).
[7]        Reyes-Jurado, F., Franco-Vega, A., Ramirez-Corona, N., Palou, E., López-Malo, A., "Essential oils: antimicrobial activities, extraction methods, and their modeling", Food Eng. Rev., 7, pp. 275-297, (2015).
[8]        Vargas, R. M., Lucas, A. M., Barroso, M. S., Dutra, D. V., Becker, M. V., Mondin, C. A., Cassel, E., "Mathematical modeling of essential oil extraction by steam distillation for native plants from Southern Brazil", J. Essent. Oil Bear. Plant., 15, pp. 839-846, (2012).
[9]        Barros, F. M., Almeida, P. C., Scopel, R., do Espirito Santo, A. T., Lucas, A. M., Bordignon, S. A., Cassel, E., Vargas, R. M., Von Poser, G., "Chromenes from Ageratum conyzoides: steam distillation, supercritical extraction, and mathematical modeling", Sep. Sci. Technol., 51, pp. 307-315, (2016).
[10]      Megawati, M., Handayani, P., "Extraction of P. cubeba Essential Oil by Microwave Assisted Hydrodistillation: Modeling and Process Optimization", American J. Oil Chem. Technol., 1, pp. 1-17, (2013).
[11]      Ammar, A. H., Meniai, A. H., Zagrouba, F., "Experimental study and modeling of essential oil extraction from plants by hydrodistillation", Chem. Eng. Technol., 37, pp. 1235-1242, (2014).
[12]      Scopel, R., Falcão, M. A., Lucas, A. M., Almeida, R. N., Gandolfi, P. H., Cassel, E., Vargas, R. M., "Supercritical fluid extraction from Syzygium aromaticum buds: Phase equilibrium, mathematical modeling and antimicrobial activity", J. Supercrit. Fluids, 92, pp. 223-230, (2014).
[13]      Sartor, R. B., Secchi, A. R., Soares, R. d. P., Cassel, E., "Dynamic simulation of rosemary essential oil extraction in an industrial steam distillation unit", Ind. Eng. Chem. Res., 50, pp. 3955-3959, (2011).
[14]      Hemmati, A., Shirvani, M., Torab-Mostaedi, M., Ghaemi, A. "Mass transfer coefficients in a perforated rotating disc contactor (PRDC)" , Chem. Eng. Process., 100, pp. 19-25. (2016)
[15]      Pires, V. P., Almeida, R. N., Wagner, V. M., Lucas, A. M., Vargas, R. M., Cassel, E., "Extraction process of the Achyrocline satureioides (Lam) DC. essential oil by steam distillation: modeling, aromatic potential and fractionation", J. Essent. Oil Res., 31,
pp. 286-296, (2019).
[16]      Baj, T., Sieniawska, E., Kowalski, R., Wesolowski, M., Ulewicz-Magulska, B., "Effectiveness of the Deryng and Clevenger-type apparatus in isolation of various types of components of essential oil from the Mutelina purpurea Thell. flowers", Acta Pol. Pharm, 72, pp. 507-515, (2015).
[17]      Sayyar, Z., Jafarizadeh-Malmiri, H., "Temperature effects on thermodynamic Parameters and solubility of curcumin O/W nanodispersions using different thermodynamic Models", Int. J. Food eng., 15,
pp. 20-34, (2019).
[18]      Xavier, V. B., Vargas, R., Cassel, E., Lucas, A., Santos, M., Mondin, C., Santarem, E., Astarita, L., Sartor, T., "Mathematical modeling for extraction of essential oil from Baccharis spp. by steam distillation", Ind. Crops and Prod., 33, pp. 599-604, (2011).
[19]      Cassel, E., Vargas, R., Martinez, N., Lorenzo, D., Dellacassa, E., "Steam distillation modeling for essential oil extraction process", Ind. Crops and Prod., 29, pp. 171-176, (2009).
[20] Gumus, R., Ercan, N., and Imik, H., "The effect of thyme essential oil (thymus vulgaris) added to quail diets on performance, some blood parameters, and the antioxidative metabolism of the serum and liver tissues", Braz. J. Poultry Sci., 19, pp. 297-304, (2017).