عنوان انگلیسی:

Analysis of mass transfer equations during solid-liquid extraction and its application for vanilla extraction kinetics modeling

عنوان فارسى:

آنالیز معادلات انتقال جرم در حین استخراج جامد - مایع و کاربرد آن برای مدل سازی سینتیک استخراج وانیل

‎

نام ژورنال:Journal of Food Engineering

سال انتشار:2017

تعداد صفحات مقاله انگلیسی: 9

تعداد صفحات ترجمه فارسی:32

a b s t r a c t
Rigorous dimensionless analysis and analytical solution of mass transfer equation (punctual and space
averaged) governing the solid-liquid extraction dynamic were performed. Analytical solutions result in
continuous and analytical maps between solute mass fractions in extract with respect to time which
were used both for solute diffusivity estimation and process modeling. In order to validate the models,
experimental extraction at equilibrium of 1 cm long vanilla beans pieces were obtained at 0.1, 0.2, 0.3 and
0.4 g vanilla/mL solvent (60% w/w ethanol-water) and 30, 40 and 50
C; and extraction kinetics were
developed at 0.1 g/mL and 30, 40 and 50
C. Apparent equilibrium constant and solute effective diffusivity
estimation were performed by linear regression on experimental results. Apparent equilibrium
constant was 0.86, and diffusivities were 1.22, 1.98, and 2.43  1011 m2/s at 30, 40 and 50
C respectively.
Diffusivities and analytical solutions predicted the experimental results at 30 and 50
C with 0.3,
and 0.4 g/mL respectively.

چکیده

آنالیز بدون بعد دقیق و راه حل تحلیلی معادله انتقال جرم (فضای دقیق و میانگین) حاکم بر دینامیک استخراج جامد - مایع انجام شد. راه حل های تحلیلی در نقشه های پیوسته و تحلیلی بین کسر جرمی حل شونده در عصاره با توجه به زمان نتیجه می شود که هر دو برای برآورد نفوذ پذیری حل شونده و مدل سازی فرایند مورد استفاده قرار گرفته اند. به منظور اعتباربخشی مدل، استخراج تجربی در تعادل 1 سانتی متر قطعات لوبیا وانیل در 0.1، 0.2، 0.3 و 0.4 گرم وانیل / میلی لیتر حلال (60٪W / W اتانول در آب) و 30، 40 و 50 درجه سانتی گراد به دست آمده است؛ و سینتیک استخراج در 0.1 گرم بر میلی لیتر و 30، 40 و 50 درجه سانتی گراد توسعه داده شد. ثابت تعادل ظاهری و برآورد نفوذ پذیری موثر حل شونده توسط رگرسیون خطی در نتایج تجربی انجام شد. ثابت تعادل ظاهری 0.86، و نفوذ پذیری 1.22، 1.98، و 2.43M2 / s به ترتیب در 30، 40 و 50 درجه سانتی گراد بود. نفوذ پذیری ها و راه حل های تحلیلی، نتایج تجربی در 30 و 50 درجه سانتی گراد با 0.3 و 0.4 گرم / میلی لیتر پیش بینی کرد.