منابع مقاله با موضوع روش سطح پاسخ

شد که منجر به افزایش 26 درصدی استخراج شد با استفاده از شرایط بهینه سازی با زمان استخراج 6/45 دقیقه و دمای استخراج 6/47 و نسبت حجمی 74.4:1 عملکرد نسبی %99 می باشد (23) .
Liu Zelong و همکارش بهینه سازی استخراج لیکوپن را در دو روش مافوق صوت(UAE) و مافوق صوتمایکروویو(UMAE) ازگوجه فرنگی را با هم مقایسه کردندو عملکرد لیکوپن درشرایط بهینه در روش مافوق صوت ( دمای استخراج 86.4 درجه سانتی گراد، نسبت حلال به خمیر گوجه فرنگی (WV) 8.0:1، زمان استخراج 29.1 دقیقه) 89.4 درصد وبرای روش مافوق صوتمایکروویو در شرایط بهینه استخراج ( قدرت مایکرووی,W98 همراه KHZ40 فرآیند مافوق صوت، نسبت حلال به خمیر گوجه فرنگی (WV) 10.6:1، زمان استخراج 367 ثانیه) 97.4درصد بود(80).
Venkatasubramanian.S و همکارانش استخراج مافوق صوت را درگیاهان مختلف مورد بررسی قرار دادندبا استفاده از مطالعات تحلیلی ( مانند اسپکتروسکوپی ) که روی عصاره انجام دادند به این نتیجه رسیدند که حدود 13 تا 100 درصد افزایش راندمان مشاهده شده است ( 81 ).
آقای choud hari و همکارانش فرآیند آنزیمی لیکوپن از بافت گوجه فرنگی را با استفاده از آنزیم های سلولاز و پکتیناز را مورد بررسی قرار دادند و شرایط بهینه استخراج را بدست آوردند. افزایش قابل توجه بازده لیکوپن به ترتیب برای نمونه های تیمار شده سلولاز و پکتیناز (107%) glg 429 و (206%) glg 1104 بود (82).
فصل سوم
مواد- روش ها و تجهیزات
در این فصل مواد و تجهیزات و روش هایی که در این پروژه مورد استفاده قرار گرفته اند را شرح خواهیم داد.
3-1- مواد مورد استفاده :
موادی که در این کار مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از :
1- ضایعات گوجه فرنگی(پوست گوجه فرنگی)
2- آنزیم سلولاز( Cellulase) ، پودر سلولاز خام دارای حداقل واحد فعالیت 5/0 در میلی گرم پودر آن، مخصول شرکت Sigma که به صورت بسته بندی 1 گرمی خریداری گردید.
3- الکل اتیلیک
4- هگزان
5- استون
که الکل اتیلیک، استون و هگزان حلال های مورد استفاده برای اندازه گیری کل مقدار لیکوپن در پوست گوجه فرنگی استفاده شد.
6- اسید استیک ( Mark )
7- سدیم
که اسید استیک و سدیم استات به صورت محلول 2/0 نرمال به عنوان بافر مورد استفاده قرار گرفت.
ردیف
نام دستگاه
مشخصات دستگاه
1
شیکر انکوباتور
DAIK DK-S1060
2
pH متر
3
ترازوی دیجیتال
بادقت 001/0گرم
4
سانتریفیوژ
UNIVERSAL 320 R
6
اسپکتوفتومتر
5
اولتراسوند
2100- UV
3-2- تجهیزات مورد استفاده :
3-3- دستورالعمل ها:
3-3-1- تهیه محلول بافری جهت محلول سازی آنزیم ها:
جهت محلول سازی آنزیم ها از استات سدیمM 03/80 استفاده می کنیم. 508/20 گرم از سدیم استات را با آب مقطر به حجم 250 میلی لیتر می رسانیم. از طرف دیگر برای تهیه اسید استیک 2/0نرمال ، 60میلی لیتر از اسید استیک را با آب مقطر به حجم 300میلی لیتر می رسانیم. سپس 6/19 میلی لیتر از محلول سدیم استات را با آب مقطر به حجم 98 میلی لیتر می رسانیم و 2 میلی لیتر اسید استیک را اضافه می کنیم به این ترتیب بافر با PH=4/70 را تهیه می کنیم.
3-3-2- تهیه محلول های آنزیمی :
جهت تهیه محلول لازم برای تهیه محلول های آنزیمی ابتدا مقدار 2 میلی لیتر از بافر با pH=4/70 را در ظرف مناسب ریخته و سپس مقدار 90 میلی گرم از آنزیم را وزن کرده و به ظرف اضافه می کنیم. سپس ظرف را به آرامی و به صورت حرکت الاکلنگی به هم زده تا آنزیم به صورت شفاف و یکنواخت درون بافر حل گردد. محلول بدست آمده دارای 45 واحد فعالیت است و در صورت نگهداری باید در یخچال بین دمای 2 تا 5 درجه سانتیگراد قرار بگیرد و قبل از استفاده بهتر است چند دقیقه زودتر از یخچال خارج و در دمای محیط قرار بگیرد.
میزان آنزیم مورد استفاده جهت هر آزمایش باید طوری تعیین شود که تعداد 45 واحد فعالیت را به ما بدهد.
3-4- روش کار :
مقدار 1 گرم از ضایعات گوجه فرنگی را که خشک و آسیاب شده را وزن و در بافر با pH=4.70 که با اضافه کردن مقدار مناسب از محلول های سدیم استات و اسید استیک که به صورت 1/0 نرمال تهیه کرده ایم حل کرده با توان و زمان های مختلف در اولتراسوند قرار داده و سپس با ضافه کردن مقادیر مختلف آنزیم در شیکر-انکوباتور با دور( rpm)200 و دمای 37 درجه سانتیگراد و زمان های مختلف قرار می دهیم تا لیکوپن استخراج گردد. سپس با استفاده از سانتریفیوژ با دور (rpm) 4000 به مدت 5 دقیقه محلول لیکوپن را جدا و با استفاده از دستگاه اسپکتوفتومتر عدد جذب را در طول موج 503 نانومتر خوانده وبا قرار دادن در فرمول زیر مقدار لیکوپن استخراجی را به دست می آوریم.
Lycopene (mg) = A×dil×ml×10/ E1cm (?-?)
که در آن A جذب محلول، dil فاکتور رقیق سازی، E ضریب خاموشی ویژه که برای لیکوپن 3450 می باشد.
در این پروژه کوشش شده است تا با استفاده از ادغام دو روش و همچنین با بدست آوردن شرایط بهینه استخراج میزان استخراج لیکوپن از ضایعات گوجه فرنگی را افزایش دهیم. به همین منظور شرایطی همچون میزان pH، زمان، توان و مقدار آنزیم مورد بررسی قرار می گیرند. در فصل بعد هر کدام از شرایط و تفسیر و تاثیر آنها بر میزان استخراج به صورت تجربی و هم به کمک نرم افزار و با انجام طراحی آزمایشات آورده شده است.
3-5- طراحی آزمایشات :
کارهای آزمایشگاهی نقشی اساسی در علوم و صنعت دارند. کاربرد عملیاتی واحد های آزمایشگاه بر اساس آزمایش بوده و لذا طراحی آزمایشات به صورتی که با کمترین هزینه ها و حداقل کردن تعداد آزوایشات بهترین نتایج را بدست آورد. جهت سنجش پاسخ معمولا تعدادی از آزمایشات در مسائل واقعی مطرح می گردد. اولین مرحله جهت طراحی آزمایشات شناسایی فاکتور های مستقل است که با تغییر آنها می توان نتایج متفاوت را بدست آورد. در این کار تعداد متغیرها برابر3 پارامتر می باشد که شامل غلظت آنزیم، مقدار نمونه و زمان اولتراسونیک می باشد که هر کدام در سه سطح حداکثر- حداقل ومیانی بررسی شده است. طراحی آزمایشات عاملی کسری برای فاکتور در سه سطح در این نوع طراحی بسیار مهم است اما با توجه به تعداد متغیرها 3k= ، تعداد آزمایشات در روش فاکتوریل سه سطحی برابر27k=3 آزمایش می باشد. یکی از روش های آزمایش به صورت تصادفی می باشد. اگر تعداد متغیرها بیشتر از3 تا باشدمی توان از روش سطوح پاسخ( RSM) استفاده نمود و جواب بهینه را بدست آورد. RSM یک مجموعه از روش های ریاضی و آماری است که برای مدل کردن و تحلیل مسائلی که تحت تاثیر چند متغیر قرار دارند مفید بوده و می توان یک پاسخ بهینه را حاصل نماید. طراحی سطح پاسخ یک نوع طراحی برای مناسب کردن سطح جواب است. در این روش (RSM) تاکید اصلی بر مدل کردن و فهم مطلب است که با توجه به اهمیت متغیرها و روابط رگرسیون مدل های مورد بحث است. جهت سنجش یک دامنه مقادیر پیوسته روش RSM برای توسعه و اصلاح و بهینه کردن متغیر جواب بسیار مفید است. در روش RSM انجام آزمایشات بصورت برنامه کامپیوتری و بصورت تصادفی انجام می پذیرد. روش سطح پاسخ (RSM33) یک ابزار مناسب برای تهیه سازی یک فرآیند که در آن چند عامل و اثر متقابل آنها بر پاسخ مرد نظر است( 72،75).
تعاریف:
حوزه آزمایش: به صورت محدوده حداقل و حداکثر متغیرهای مورد آزمایش تعریف می شود.
طراحی آزمایشات: یک مجموعه از آزمایشات خاص که بوسیله یک ماتریس تعریف می شود که این ماتریس شامل ترکیبی از متغیرها با سطوح مفاوت می باشد. فاکتورها یا متغیرهای آزمایشی به طور مستقل از هم می توانند تغیر نمایند. از متغیرهای مستقل می توان به دما، غلظت، سرعت جریان، زمان و pH و… اشاره کرد.
سطوح متغیرها: مقادیر متفاوت از یک متغیر که آزمایشات باید در آن مقادیر انجام شود.
پاسخ یا متغیر وابسته: مقدار اندازه گیری شده حاصل از آزمایشات. به عنوان مثال می توان به جذب، شدت نشر خالص و سیگنال الکتریکی اشاره کرد.
Residual: اختلاف بین مقادیر محاسبه شده و مقدار حاصل از آزمایش می باشد. یک مدل خوب باید دارای مقادیرResidual پایین باشد.
مراحل روشRSM:
1- انتخاب متغیرهای مستقل که بیشترین تاثیر را بر روی فرآیند دارند.
2- انتخاب طراحی آزمایشات و تهیه ماتریکس آزمایشات بر اساس مدل طراحی انتخاب شده.
3- انتخاب محاسبات ریاضی-آماری برای مدل کردن تابع چند جمله ای.
4- بررسی اهمیت و مناسب بودن مدل.
5- بدست آوردن مقدار بهینه برای هر کدام از متغیرها(73).
متداول ترین روش CCD34 می باشد. با استفاده از این مدل می توان تاثیر فاکتورهای اصلی و مربعی و برهم کنش بین آنها را بدست آوریم.
3-5-1- طراحی مرکزی ترکیبی( CCD) :
طراحی مرکزی کامپوزیت این امکان را به ما می دهد که اثرات تقابل ها را به خوبی اثرات اصلی مربع نمائیم و بر هم کنش های انتخابی و نتایج در ترتیب طرح آزمایشات بصورت تصادفی انجام پذیرد. این نوع طراحی شامل:
– نقاط فاکتوریل: به کاربر اجازه محاسبه اثرات اصلی و بر هم کنش های آنها را می دهد.
– نقاط محوری: که تنظیم کننده سطوح خروجی دامنه مورد انتظار از عملیات بوده و کاربر توانایی محاسبه انحنای پاسخ در مرزهای سیستم را می دهد.
– تکرار نقاط مرکزی: که برای آزمایش تکرار پذیری بودن پارامترها و همچنین برای بدست آوردن میزان خطا بکار می رود.
در این صورت تعداد آزمایشات در هر حالت به شکل زیر تعیین می شود:
– نقاط فاکتوریل:K2
– نقاط محوری: K2
– تکرار نقاط مرکزی: 3
بنابراین تعداد کل آزمایشات برابر است با 3+ K2 + K2 خواهد بود. روش CCD به دو شکل CCF35 و CCC36 قابل انجام است. در بسیاری از موارد نمی توان از مرزها خارج شد به همین خاطر از روش CCF استفاده می شود. در شکل (3-1) روش CCF (سمت چپ) و روش CCC (سمت راست) با سه فاکتور نشان داده شده است( 72).
شکل?-? طراحی 3 فاکتوری روش CCF( سمت چپ) و روش CCC( سمت راست) (72)
3-5-2- محاسبه تعداد آزمایشات لازم:
تعداد آزمایشات لازم بر اساس تعداد متغیرها تعیین می شود. در جدول (3-1) تعداد متغیرها و تعداد آزمایشات متناسب با آنها آورده شده است.
جدول ?-? تعداد آزمایش لازم برای طراحی فشرده از 2 تا 5 فاکتور (72).
تعداد فاکتورها تعداد آزمایشات لازم( A+B)
2 3+8
3 3+14
4 3+24
5 3+36
6 3+44
7 3+78
A : مجموع فاکتوریل و نقاط محوری
B : نقاط مرکزی
اگرتعداد فاکتورها بیشتر از5 باشد از روش های دیگر باید برای طراحی استفاده کرد. در طراحی CCF و CCC با فاکتورهای کمتر از5 طراحی full factorial design می باشد ولی موارد با تعداد فاکتورهای بالاتر بر اساس fractional factorial design است. بعد

مطلب مرتبط :   منابع پایان نامه دربارهافزایش، پلیمر، کامپوزیت

دیدگاهتان را بنویسید