SÜPERKRİTİK KARBONDİOKSİT EKSTRAKSİYONU Selinay Özel.

... konulu sunumlar: "SÜPERKRİTİK KARBONDİOKSİT EKSTRAKSİYONU Selinay Özel."— Sunum transkripti:

1 SÜPERKRİTİK KARBONDİOKSİT EKSTRAKSİYONU Selinay Özel

2 İÇİNDEKİLER  Kritik Sıcaklık ve Basınç  Süperkritik Akışkan ve Özellikleri  Süperkritik CO 2 ‘in Bazı Özellikleri  Süperkritik Akışkan Ekstraksiyonu (SFE)  Flavonoidler (İlaç Etken Maddeler)  Cihazın Çalışma Prensibi  Deney Metodu

3 PROJEMİZİN AMACI; Bu projede, çalışmaya konu kuşburnu bitkisi ve kırmızı kantaronun bilimsel olarak tespit edilmiş olan flavonoidlerin elde edilme yöntemlerinde ilaç ve gıda saflığında elde edilecek özütlerde kalıntı kimyasal olmamasını temin edecek şekilde süperkritik karbondioksit ortamında özütlenmesini sağlamak ve özütlerin içerisindeki bazı bitkisel flavonoidlerin kantitatif analizinin yapılması amaçlanmıştır.

4 SÜPERKRİTİK AKIŞKANLAR 1.http://www.food.hacettepe.edu.tr/turkish/ouyeleri/gmu809/Karbondioksit.pdf.. Erişim tarihi:20.11.2016

5 Şekil 1: Saf Bir Maddenin Basınç-Sıcaklık Diyagramı [1] 1.http://www.food.hacettepe.edu.tr/turkish/ouyeleri/gmu809/Karbondioksit.pdf.. Erişim tarihi:20.11.2016

6 SÜPERKRİTİK AKIŞKAN VE ÖZELLİKLERİ  Gazlara göre daha fazla madde çözebilmektedirler.  Sıvılardan daha düşük viskozite ve daha yüksek diffizüviteye sahip olması.  Süperkritik akışkanın yoğunluğu dolayısıyla çözme gücü basınç ve sıcaklıkla ayarlanabilmektedir[2]. 2. Lancaster,M.,Green Chemistry An Introductory Text,Royal Society Of Chemistry,United Kingdom,2002

7 SÜPERKRİTİK AKIŞKAN SEÇİMİ Süperkritik akışkanlar ile yapılacak bir ekstraksiyon çalışmasında, amaca en uygun akışkanın seçiminde, bu sıvıya özgü kritik özelliklerin bilinmesi çok önemlidir[3]. 3. GUVENC, A., Etanolün Fermantasyon Çözeltisinden Süperkritik CO2 İle Ekstraksiyonu., Ankara Üniversitesi, Doktora Tezi,Ankara,1999

8 SÜPERKRİTİK AKIŞKAN SEÇİMİ[3] MADDE KRİTİK SICAKLIK (K) KRİTİK BASINÇ (MPa) KRİTİK YOĞUNLUK (g/cm 3 ) Metan190.64.60.162 Etilen282.45.030.218 Klroflometan302.03.920.579 Karbondioksit304.27.380.468 Etan305.44.880.203 Propilen365.04.620.233 Propan369.84.240.217 Amonyak405.611.30.235 Dietileter467.73.640.265 Pentan469.63.370.237 Aseton508.14.700.278 Metanol512.68.090.272 Benzen562.14.890.302 Tolüen591.74.110.292 Pridin620.05.630.312 Su647.322.00.322 Ksenon289.75.840.113 1.Lancaster,M.,Green Chemistry An Introductory Text,Royal Society Of Chemistry,United Kingdom,2002

9 Süperkritik CO 2 'nin Özellikleri[4] ÖZELLİKLERİAVANTAJLARI FAZ DENGESİ Düşük molekül ağırlıklı hidrokarbon ve oksijenli bileşiklerle kolayca karışabildiği için iyi bir çözücüdür. Sudaki çözünürlüğü düşüktür. Sulu çözeltilerden organik maddeler kolayca ekstrakte edilebilir. Diğer organik maddelere oranla uçuculuğu yüksektir. Ürünün saf olarak elde etmesi kolaydır. TERMODİNAMİK ÖZELLİKLER Kritik sıcaklığı düşüktür. Buharlaşma entalpisi düşüktür. Kritik noktada düşük enerjiye gereksinim duyar. GÜVENİLİRLİKToksik değildir. Çevre kirliliğine neden olmaz. Yanıcı değildir. Korozif özellik göstermez. EKONOMİMaliyeti düşüktür. Saf halde edilebilir özelliği vardır. TAŞIMA ÖZELLİKLERİ Viskozitesi düşüktür. Difüzyon kat sayısı yüksektir. Isı iletimi kolaydır. 4. İçen H., “Süperkritik Karbon Dioksit Ekstraksiyon Metodu ile Atık Çay Lifleri ve Saplarından Kafein Eldesi”,Gazi Üniversitesi,Doktora Tezi, Eylül 2008

10 Süperkritik Akışkan Ekstraksiyonu (SFE) Süperkritik ekstraksiyon prosesi, bir maddenin süperkritik koşullardaki bir akışkanın çözünmesi ve daha sonra basınç azaltılarak ürünün akışkandan ayrılması olarak tanımlanabilir[5]. 5. Ergüzel,E.T.,“Quercetin (3,3’,4’,5,7pentahidroksiflavon)’in Bakır (II) ve Çinko (II) Komplekslerin Kararlılık Sabitlerinin Tayini” Yüksek Lisans Tezleri Serisi 1,Marmara Üniversitesi,İstanbul,2006.

11 Süperkritik Ekstraksiyon Sistemi Düzeneği[6] Sistemdeki sıvı CO2 önce bir pompa ile istenilen basınç değerine ayarlanır. işletme basıncı genellikle kritik basınç değerinin üzerindedir. CO2‘nin sıcaklığı bir ısı değiştiriciden geçirilerek işletme sıcaklığına getirilir. işletme sıcaklığı da genellikle kritik sıcaklık değerinin üzerindedir. Süperkritik sıcaklık ve basınç değerlerine getirilmiş olan CO2 yüksek basınca Dayanıklı ve sıcaklığı sabit tutulan bir ekstraktöre beslenir. 6. Çelik,H.T,Süperkritik Akışkan Ekstraksiyonu İle Deve Dikeninden İlaç Etken Maddesi Özütlenmesi,Doktora Tezi,Gazi Üniversitesi,2014,Ankara

12 Süperkritik Ekstraksiyon Sistemi Düzeneği[6] Ekstraktör ünitesinde SC-CO2 istenilen ürünü çözer. Ekstraktör çıkışında basıncın düşürülmesi ile çözme gücünü kaybeden CO2 üründen kendiliğinden ayrılır. Çözücüden ayrılan ürün/ürünler ekstraktör ünitesi çıkışından saf bir şekilde alınabilir. 6.Çelik,H.T,Süperkritik Akışkan Ekstraksiyonu İle Deve Dikeninden İlaç Etken Maddesi Özütlenmesi,Doktora Tezi,Gazi Üniversitesi,2014,Ankara

13 Süperkritik Akışkan Ekstraksiyonuna Etki Eden Faktörler NEM MİKTARI PARÇACIK BÜYÜKLÜĞÜ EKSTRAKSİYON SÜRESİ BASINÇ SICAKLIK

14 FLAVONOİDLER Flavonoidler polifenollerin doğal yollardan oluşan en büyük gruplarından biridir. Birçok bitkide bulunurlar. Antioksidan, antimikrobiyal, antiviral ve antibakteriyel özelliklere sahiptirler[7]. Flavonoidlerin insan sağlığına birçok olumlu tesirleri olduğu belirlenmiştir[8]. 7.Özenç,B.,‘Fumaria officinalis’un Antioksidant Aktivitesinin Belirlenemesi’,Yüksek Lisans Tezi,Selçuk Üniversitesi,Konya,2011. 8. Özenç,B.,‘Fumaria officinalis’un Antioksidant Aktivitesinin Belirlenemesi’,Yüksek Lisans Tezi,Selçuk Üniversitesi,Konya,2011

15 QUERCETIN Quercetin sebze ve meyvelerde bulunan bir bitkisel maddedir. En önemli görevi; metabolizmayı hızlandırmaktır. Bu sayede vücudunuzdaki yağları yakıyor ve toksinlerden arınmamızı sağlıyor. Ayrıca quercetin adlı madde çok güçlü bir antioksidan olup kolesterolü düsürmekte, kalp hastalıkları ve akciğer kanseri riskini azaltmaktadır[8]. 8. Özenç,B.,‘Fumaria officinalis’un Antioksidant Aktivitesinin Belirlenemesi’,Yüksek Lisans Tezi,Selçuk Üniversitesi,Konya,2011

16 KAEMPFEROL Kaempferol, son yıllarda diğer benzer yapıdaki flavonoidlerle kıyaslandığında kanser hücrelerine karşın normal hücreler üzerine dikkat çekici etkilerinden dolayı ve düşük içsel etkileri nedeni ile yararlı ve insan sağlığını geliştirici bir ajan olarak önem kazanmıştır[9]. 9. Solmaz,S.,’Kronik Myeloid Lösemi Hücreleri Üzerinde Apigenin’ İn Ve Kaempferol Etkileri: İmatinib Duyarlı Ve İmatinib Dirençli Durumlarda Olası Mekanizmalar’,Yan Dal Uzmanlık Tezi, Başkent Üniversitesi, Ankara, 2012

17 RUTIN Karabuğday tohumları, erik, kayısı ve kiraz, meyveler ve meyve kabuk rendeleri zengin rutin kaynaklarıdır. Özellikle dolaşım sistemine olan sağlığına yararları olarak bilinir[10]. 10. http://www.beslenmedestegi.com/dogal-urun/rutin-ve-dolasim-sistemi Erişim tarihi:30.12.2016

18 KUŞBURNU (Rosa Canina)

19 Kuşburnu meyvesi parlak kırmızı renkte, yumurtamsı veya yuvarlak şekildedir Yaşam süresi ise çok uzundur. Kimyasal bileşimi ise %1,7-3.0 sabit yağ,% 0.038 oranında portakal sarısı renginde uçucu yağ taşır. %22.8-38.0 arasında değişen oranlarda su ihtiva etmektedir. Flavonoidler, antioksit maddeler ve C vitamini açısından zengindir[11]. 11. Karakaya,S.,El,S.N.,’ Quercetin, luteolin, apigenin and kaempferol contents of some foods’,Elvesier Food Chemistry volume 66,p.289-292,1999

20 KIRMIZI KANTARON (Erythraea Centaurium)

21 Kırmızı kantaron(Erythraea centaurium ), Gentianaceae familyasından gelen iki yıllık otsu bir bitkidir. Kırmızı, sarı, mavi ve bazen beyaz çiçekler açar. Kantaron çiçeğinin bileşimlerini tanen, uçucu yağlar, hipericin, flavon türevleri, karoten, acı maddeler, zamk, vitamin C, reçine ve resin oluşturmaktadır[12]. 12.D.B.,Ş,U,,,” Samson Dagı Dogal Bıtkı Örtüsünün Otsu Karakterdekı Bazı Örneklerınden Peyzaj Mımarlıgı Uygulamalarından Yararlanma Olanaklarının İrdelen-mesi” ADÜ Ziraat Fakültesi Dergisi 2005; 2(2) : 5 - 12

22 SÜPERKRİ TİK AKIŞKAN EKSTRAKS YONU NUMUNE HAZIRLA NMASI DENEYSEL ÇALIŞMA OPTİMUM KOŞULLARIN BELİRLENMESİ HPLC ANALİZİ(QRK MİKTARLARINI N TESPİT EDİLMESİ ) SONUÇLARIN DEĞERLENDİ RİLMESİ

23 NUMUNE HAZIRLAMA

24 ÖĞÜTÜCÜ ELEK

25 KUŞBURNU NUMUNELERİ HAZIRLANMASI KUŞBURNU ÖĞÜTÜLEN KUŞBURNU NUMUNESİ

26 NUMUNE HAZIRLAMA 0,35-0,25 mm partikül 0,425-0,35 mm partikül 0,71-0,425 mm partikül

27 NUMUNE HAZIRLAMA 0,35-0,25 mm partikül 0,425-0,35 mm partikül 0,71-0,425 mm partikül K IRMIZI KANTARON NUMUNELERİ HAZIRLANMASI

28 SÜPERKRİTİK EKSTRAKSİYON CİHAZI

29 EKSTRAKSİYON TOPLAMA VE AKIŞ HIZI AYARLAMA BİRİMLERİ FIRIN VE EKSTRAKSİYON ÜNİTESİ

30

31 İLAÇ ETKEN MADDELERİN BELİRLENMESİ (HPLC)

32 PARAMETREÇALIŞMA ARALIĞI 35-65 Basınç (bar)160-240 3-7 Tanecik boyutu (mm)0,35-0,71

33 Numune No Alınan numune miktarı (g) P ( bar) T (°C) CO 2 debisi (ml/ min) Parçacı k boyutu (mm) İşlem süresi (min) Toplam yağ miktarı (g) KSN 13 7 240353 0,35- 0,25 1200,0671 KSN 147240355 0,35- 0,25 1200,1364 KSN 157240357 0,35- 0,25 1200,1674

34 Parametre Optimum Sonuç Basınç (bar)240 Sıcaklık ( o C)55 Ortalama tanecik büyüklüğü (mm) 0,425-0,35 CO 2 Akış hızı (ml/min) 7 Maksimum yağ (g)0,2295