بهینه سازی فرایند الکتروریسی نانوحامل پلی (وینیل الکل) حاوی عصاره‌ ترش‌واش (Oxalis corniculata Linn)

نویسندگان

1 دانش آموخته دکتری، گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 دانشجو دکتری، گروه علوم و صنایع غذایی، پردیس بین المللی ارس، دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 استاد گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

doi
10.22069/fppj.2024.22653.1828
چکیده

سابقه و هدف: در حال حاضر روش الکتروریسی تنها روش کارآمد تولید الیاف پیوسته با قطرهای کمتر از چند نانومتر است. این روش در محدوده وسیعی از پلیمرهای مصنوعی و طبیعی استفاده می‌شود. امکان تولید الیافی حاوی ساختار پیچیده مانند هسته-پوسته یا الیاف توخالی نیز با روش‌های ویژه‌ی الکتروریسی وجود دارد. همچنین این روش امکان تولید الیاف تصادفی و موازی را دارا است. تولید نانوحامل‌های یکنواخت با مورفولوژی و قطر خاص تحت تأثیر شرایط الکتروریسی است. در همین حال، کنترل متغیرهای مختلف درگیر با فرآیند الکتروریسی کار آسانی نیست، از این رو در تحقیق حاضر روش‌شناسی سطح پاسخ با بهینه‌سازی اثرات متغیرهای مستقل روش الکتروریسی و تولید نانوحامل‌های پلی (وینیل الکل) حاوی عصاره‌ ترش‌واش برای بهبود پایداری، حلالیت و افزایش شانس تحویل عصاره مورد مطالعه قرار گرفته است.مواد و روش ها: در این تحقیق از دستگاه الکتروریسی برای انکپسولاسیون عصاره Oxalis corniculata Linn (OCEX) با استفاده از پلی وینیل الکل (PVA) استفاده شد. برای مدل‌سازی و بهینه‌سازی از روش آماری سطح پاسخ (RSM) با متغیرهای ورودی شامل غلظت OCEX (5/4 – 5/1 درصد حجمی)، ولتاژ اعمال شده (25 – 15 کیلوولت)، دبی پمپ (1 – 5/0 میلی‌لیتر بر ساعت) و فاصله بین نوک سوزن تا جمع کننده (10 تا 20 سانتی‌متر) استفاده گردید. یافته ها: طرح مرکب مرکزی (CCD) جهت اجرا و تجزیه و تحلیل مدل استفاده شد آنالیز ریخت‌شناسی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نتایج بهینه‌سازی الکتروریسی را تأیید نمود. بر این اساس شرایط بهینه برای ساخت نانوالیاف عملکردی PVA بارگذاری شده با OCEX (PVANF-OCEX) با قطر پیش‌بینی شده - صحت سنجی شده 311 - 2/320 نانومتر شامل غلظت 5/2 درصد حجمی OCEx، فاصله 5/16 سانتی‌متری بین نوک سوزن تا جمع کننده، ولتاژ اعمالی 5/21 کیلوولتی و نرخ پمپ 7/0 میلی‌لیتر بر ساعت ارزیابی شد.یافته ها: طرح آماری مرکب مرکزی (CCD) جهت اجرا و تجزیه و تحلیل مدل استفاده شد آنالیز ریخت‌شناسی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نتایج بهینه‌سازی الکتروریسی را تأیید نمود. بر این اساس شرایط بهینه برای ساخت نانوالیاف عملکردی PVA بارگذاری شده با OCEX (PVANF-OCEX) با قطر پیش‌بینی شده - صحت سنجی شده 311 - 2/320 نانومتر شامل غلظت 5/2 درصد حجمی OCEx، فاصله 5/16 سانتی‌متری بین نوک سوزن تا جمع کننده، ولتاژ اعمالی 5/21 کیلوولتی و نرخ پمپ 7/0 میلی‌لیتر بر ساعت ارزیابی شد.نتیجه گیری: تجزیه و تحلیل SEM تأیید کرد که نانوحامل‌های PVANF-OCEX در نقطه بهینه بدون مهره، سطوح همگن، صاف، توزیع نرمال و OCEX با موفقیت با PVA پوشانده شده‌اند.