Experimental and Mathematical Optimization of the β-Sitosterol extraction from Mechanically Activated Pine Bark

Abstract

The optimization of the process of β-sitosterol extraction from the original and activated with two different methods (drum mill, explosive autohydrolysis) pine bark was carried out. The effect of the duration of the extraction process and the concentration of NaOH in the saponification solution on the yield of β-sitosterol was explored. The concentration of NaOH in the saponification solution appeared to have the highest effect on the β-sitosterol yields from activated pine bark. Mechanical activation of pine bark significantly increased the yield of β-sitosterol and reduced the duration of the isolation process. The highest yield of β-sitosterol was achieved with the use of pine bark activated by explosive autohydrolysis. According to the proposed mathematical model, the maximum predicted value of the β-sitosterol yield from this sample is 0.078 (wt%). This could be achieved using the process duration 10.3 hours and a 0.5 N solution of NaOH. This yield is close to the content of β-sitosterol in the original pine bark

В работе проведена оптимизация процесса выделения β-ситостерина из исходной и предварительно активированной двумя способами (барабанная мельница, взрывной автогидролиз) коры сосны. Установлено влияние продолжительности процесса и концентрации NaOH в омыляющем растворе на выход β-ситостерина. Показано, что при использовании предварительно активированной коры сосны наибольшее влияние на процесс выделения β-ситостерина оказывает концентрация NaOH в омыляющем растворе. Механическая активация коры сосны позволяет существенно увеличить выход β-ситостерина и уменьшить продолжительность процесса его выделения. Наибольший выход β-ситостерина достигается при использовании коры сосны, предварительно активированной взрывным автогидролизом. Согласно полученной математической модели максимальное значение выхода β-ситостерина из этого образца коры составляет 0,078 мас.%, что достигается при продолжительности процесса 10,3 ч и использовании 0,5 н NaOH. Этот выход близок к содержанию β-ситостерина в исходной коре сосны