مدل سازی فرآیند استخراج با پیش تیمار فراصوت گالاکتومانان از دو دانه شنبلیله (trigonella foenum – graceum) و لیلکی ایرانی (gleditsia caspica): استفاده از روش عددی معکوس

استخراج هیدروکلوئید از دانه های گیاهی به دلیل افزایش مصرف این ترکیبات در فرمولاسیون محصولات غذایی محبوبیت زیادی پیدا کرده است. استخراج با پیش تیمار فراصوت به دلیل مزایای زیاد، محبوبیت گسترده ای پیدا کرده است که یکی از مهم ترین مزایای آن، افزایش راندمان استخراج بیوپلیمر می باشد. هدف این پژوهش، امکان سنجی استفاده از روش عددی معکوس جهت تخمین پارامتر­های موثر در انتقال جرم مربوط به فرآیند استخراج با پیش تیمار فراصوت گالاکتومانان از دو دانه گیاهی شنبلیله (trigonella foenum graceum) و لیلکی ایرانی (gleditsia caspica) بود. برای رسیدن به این هدف، غلظت گالاکتومانان استخراج شده از هر دو دانه گیاهی در مقابل زمان به دست آمد و داده های آزمایشگاهی و داده های پیش بینی شده توسط نرم افزار (براساس شبیه سازی انجام شده) با هم مقایسه گردید که همخوانی قابل قبولی بین آن ها وجود داشت. پارامترهای موثر در انتقال جرم شامل ضریب پخش (e)، ضریب انتشار (d) و ضریب انتقال جرم کلی (kc) برای نمونه های مختلف به ترتیب در دامنه m2/s1012×1/52 – 1/21، m2/s108×3 – 2/39 و m2/s107×1/85 – 1/18 برای گالاکتومانان شنبلیله و m2/s1012×1/54 – 1/31، m2/s 108×3/11 – 2/63 و m2/s107×1/95 – 1/46 برای گالاکتومانان لیلکی ایرانی بود. تفاوت بین مقادیر به دست آمده برای دو گالاکتومانان می تواند به نوع دانه، سختی و نرمی دیواره و ویژگی های ترکیب هدف مرتبط باشد. با توجه به نتایج به دست آمده، روش عددی معکوس به عنوان روش قابل قبول و موثر جهت مدل سازی فرآیند استخراج هر دو گالاکتومانان معرفی گردید.     

modeling of ultrasound – assisted extraction of galactomannans obtained from trigonella foenum – graceum (fenugreek) and gleditsia caspica seeds: using inverse numerical method

extraction of hydrocolloids from plant seeds is important due to the increased consumption of these compounds in the formulation of food products. ultrasoundassisted extraction has become very popular due to its many advantages, one of the most important of which is to increase the extraction efficiency of the biopolymers. the aim of this research was to use inverse numerical method to estimate the effective parameters in mass transfer related to the ultrasoundassisted extraction of galactomannan form two plant seeds including fenugreek and gleditsia caspica. to achieve this goal, the concentration of galactomannan extracted from both plant seeds was obtained against time and the experimental data and the data predicted by the software (based on the simulation) were compared which had proper convergence. effective parameters in mass transfer including dispersion coefficient (e), diffusion coefficient (d) and total mass transfer coefficient (kc) were in the range of 1.21 – 1.52×1012, 2.39 – 3.05×108 and 1.18 – 1.85×107m2/s for fenugreek galactomannan and 1.31 – 1.54×1012, 2.63 – 3.11×108 and 1.46 – 1.95×107m2/s for gleditsia caspica galactomannan. the difference between the values obtained for the two galactomannans could be attributed to the seed type, hardness or softness of the seed wall and characteristics of the target component. according to the obtained results, inverse numerical method could be introduced as an acceptable and effective method for modeling of the extraction process of both galactomannans.