اتانول یکی از فرآورده های مهم صنایع شیمیایی است. این ماده بسیار با ارزش با توجه به خصوصیات فیزیکی و شیمیایی که دارد، دارای مصارف مهمی در سطح جهانی است که یکی از مهمترین کاربردهای آن به خصوص در حال حاضر استفاده به عنوان سوخت می باشد. بطور میانگین، 73 درصد تولید جهانی اتانول به عنوان سوخت مورد استفاده واقع می شود. تولید اتانول به عنوان یک سوخت تجدید پذیر همواره مورد توجه محققین بوده است. در واقع تولید اتانول (بیواتانول) از بیومس های مختلف، روشی برای کاهش مصرف نفت خام و آلودگی های محیطی ناشی از سوخت های فسیلی به شمار می رود. دایران یکی از بزرگترین تولید کنندگان خرما در جهان می باشد که متاسفانه سالانه حدود 25 درصد از خرمای تولیدی به ضایعات تبدیل می شود. همچنین سالانه نزدیک به 5/2 میلیون تن آب پنیر که مهمترین محصول جانبی صنایع لبنیات است، در کشور تولید می شود که استفاده صنعتی قابل توجهی از آن بعمل نمی آید و به عنوان یک منبع آلوده کننده وارد سیستم فاضلاب می گردد. هدف از تحقیق حاضر، تولید اتانول از ضایعات خرما و آب پنیر با استفاده از مخمر ساکارومیسس سرویزیه (مخمر نانوایی) به دلیل توانایی زیاد در تولید اتانول، می باشد. در این راستا سه عصاره با غلظت های 16، 18 و 20 درجه بریکس (˚brix) از خرما و همچنین دو نمونه آب پنیر تهیه گردید. از آنجا که مخمر ساکارومیسس سرویزیه قادر به تخمیر مستقیم لاکتوز موجود در آب پنیر نیست و برای رسیدن به هدف فوق، ابتدا یک نمونه آب پنیر به روش اسیدی و نمونه دیگر به روش آنزیمی هیدرولیز شدند. سپس مواد مغذی مورد نیاز عصاره های خرما و نمونه های آب پنیر اضافه و ph عصاره های خرما بین 5/4-3/4 و ph نمونه های آب پنیر بین 7/4-5/4 تنظیم شد. در ادامه مایه تلقیح به نسبت 10 درصد به هر یک از نمونه ها اضافه گردید و عمل تخمیر در دمای c˚29 ± 1 انجام گرفت. پس از جداسازی اتانول حاصل از تخمیر، راندمان فرآیند تولید اتانول برای عصاره های خرما به ترتیب برابر با 4/56، 5/61 و 1/63 درصد و برای نمونه های آب پنیر به ترتیب برابر با 9/60 و 2/54 درصد محاسبه شد. نتایج این تحقیق بیانگر آنست که ضایعات خرما و آب پنیر، سوبستراهای مناسبی برای تولید اتانول هستند. همچنین در بین عصاره های خرما، بهترین عصاره دارای درجه بریکس 20 می باشد و در مورد نمونه های آب پنیر نیز، از نمونه هایی که هیدرولیز اسیدی شدند، نتایج بهتری حاصل گردید.

پس از مطالعات صورت پذیرفته از مقالات مختلف و تحقیق در مورد دستگاه سیال فوق بحرانی بکار گرفته شده در این مقالات و همچنین بررسی های بعمل آمده در مورد محدودیت های طراحی و اجناس موجود در بازار، نسبت به طراحی و ساخت دستگاه سیال فوق بحرانی اقدام گردید. دستگاه ساخته شده دارای مزایای ذیل می باشد: 1. قیمت بسیار اندک دستگاه در مقایسه با نمونه های خارجی 2. استفاده از ساده ترین وسائل در ساخت دستگاه 3. قابلیت کار در فشار های بسیار بالاتر نسبت به نمونه های خارجی 4. قابلیت کار در دما های بسیار بالاتر نسبت به نمونه های خارجی 5. در نظر گرفتن کلی? مسائل ایمنی و زیست محیطی با استفاده از این دستگاه می توان در زمینه های مختلف تحقیق و بررسی انجام گیرد؛ از جمله این موارد می توان به مواد ذیل اشاره نمود: 1. فرآیندهای مربوط به هیدروکربن های سنگین 2. جداسازی و خالص سازی مواد شیمیایی 3. صنایع غذایی و مواد طبیعی 4. احیا و بازیابی 5. کروماتوگرافی با سیال فوق بحرانی 6. رسوب دادن مواد در سوراخ های میکروسکوپی 7. کریستالیزاسیون 8. خشک کردن در شرایط بحرانی پس از پایان ساخت دستگاه نسبت به تست صحت عمل و ایمنی دستگاه ساخته شده اقدام گردید و آزمایشات متعددی انجام گرفته که در متن پایان نامه به آنها اشاره خواهد شد. کلمات کلیدی: استخراج، سیال فوق بحرانی، دی اکسید کربن، طراحی و ساخت

در این پروژه، ابتدا به سنتز نانوذرات sno2/fe3o4 پرداخته شد. برای این منظور ابتدا نانوذرات اکسید آهن تهیه گردیده سپس به کمک کلرید قلع دو آبه، به عنوان پیش ماده اکسید قلع، و طی فرایند هسته-پوسته هیدرولیز کلرید قلع به نانوذرات اکسید قلع و همزمان با آن نشستن روی نانو ذرات اکسید آهن صورت گرفت. نتایج xrd و tem حاکی از موفقیت آمیز بودن سنتز نانوذرات sno2/fe3o4 بود. در ادامه به کمک همین نانوذرات عمل حذف رنگ از آب مورد بررسی قرار گرفت. در پایان هر مرحله نانوذرات که خاصیت مغناطیسی داشتند به وسیله آهنربا از محلول جمع آوری می شدند.نتایج اسپکتروفومتری فرابنفش/مرئی حذف حدود 90 درصدی رنگ از آب را گزارش می داد. بررسی سینتیک فرایند حذف رنگ قرمز فنول توسط نانوذرات sno2/fe3o4از دیگر کارهای صورت گرفته در این پایان نامه بود. مطالعات نشان داد که عمل حذف رنگ با کمک نانوذرات فوق طی دو مرحله جذب و فتوکاتالیسی صورت می گیرد. بررسی های سینتیکی حاکی از این بود که مرحله جذب از سینتیک شبه مرتبه دوم و مرحله فتوکاتالیستی از مکانیسم مرتبه اول تبعیت می کند. در ادامه کار بررسی تاثیر پارامترها بر میزان رنگبری قرمز فنول توسط نانوذرات sno2/fe3o4صورت گرفت. شش پارامتر دما، ph، غلظت کاتالیزور، غلظت ابتدائی رنگ، شدت هم زدن محلول و شدت تابش فرابنفش پارامترهایی بودند که مورد مطالعه قرار گرفتند. به علت زیاد بودن تعداد پارامترها ابتدا به روش فاکتوریل پارامترهای مهم به دست آمده و سپس به روش سطح پاسخ مقادیر بهینه این پارامترها پیش بینی گردید. نتایج روش فاکتوریل بر مهم بودن چهار پارامتر غلظت ابتدائی رنگ ، شدت هم زدن محلول، غلظت کاتالیزور و شدت تابش فرابنفش دلالت داشت. در نهایت با این چهار پارامتر مقدار بهینه حذف قرمز فنول به وسیله نانوذرات sno2/fe3o4به دست آمد.

در این تحقیق، مروری بر روش های تصفیه پساب صنایع نشاسته صورت گرفت. تصفیه پساب صنایع نشاسته با استفاده از سیستم های مختلف و ارتقا یافته مبتنی بر راکتور ناپیوسته متوالی (sbr) مورد بررسی قرار گرفت. برای طراحی آزمایش از روش فاکتوریل جزئی و سطح پاسخ استفاده شد. اثر افزودن قطعات لاستیک به sbr به عنوان بستر متحرک مورد ارزیابی قرار گرفت. در این آزمایشات اثرات افزودن این قطعات بر میزان حذف cod، خواص ته نشینی لجن و غیره مطالعه شد. مشاهده شد که عملکرد راکتور ارتقا یافته در حذف cod بهتر از sbrمعمولی است و مقدار زیست توده در راکتور ارتقا یافته بیشتر از راکتور معمولی بود. همچنین مقاومت sbr دارای بستر در مقابل تغییرات ناگهانی متغیرها مورد ارزیابی قرار گرفت و مشاهده شد که راکتور ارتقا یافته در مقابل شوک آلی مقاومت بهتری از خود نشان می دهد. در ادامه این تحقیق، راکتور sbr به دو ناحیه تقسیم شد. ناحیه ی فیلم زیستی بر بستر ثابت این راکتور به طریقی متفاوت و بدیع طراحی شد. عملکرد این راکتور ترکیبی مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین راکتور هیبریدی در مقابل شرایط شوک آلی مقاومت قابل قبولی داشت. در مرحله بعد، با افزودن تراشه فلزی به راکتور هیبریدی عملکرد راکتور ارتقا پیدا کرد. تشکیل فیلم زیستی روی بسترهای ثابت از جنس لاستیک و لاستیک بهبود یافته با کربن فعال در راکتور ترکیبی بررسی شد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی (sem) نشان دادند که سطح لاستیک با لایه هایی از فیلم زیستی پوشیده شده است. فیلم زیستی تشکیل شده روی بسترهای پلیمری در ناحیه بستر ثابت از پایداری قابل قبولی برخوردار بودند. همچنین مقدار فیلم زیستی تشکیل شده روی بسترها قابل توجه بود و از استحکام و پایداری بالایی برخوردار بود. داده های به دست آمده توسط شبکه عصبی مصنوعی و سیستم فازی مدل شدند. مدل های سینتیکی و انتقال جرم برای توضیح رفتار میکروارگانیزم ها در فیلم زیستی توسعه یافتند. عملکرد لخته های معلق توسط واکنش درجه اول با r2 برابر با 0.9566 مدل شد. عملکرد فیلم زیستی تشکیل شده روی تراشه فلزی توسط مدل درجه دوم گرو و مدل استوور-کینکانون اصلاح شده با r2 برابر با 0.948 مدل شد. عملکرد فیلم زیستی تشکیل شده روی بستر ثابت از جنس لاستیک توسط مدل درجه دوم گرو و مدل استوور-کینکانون اصلاح شده با r2 برابر با 0.9763 مدل شد. عملکرد کلی راکتور هیبریدی توسط مدل استوور-کینکانون اصلاح شده با r2 برابر با 0.9338 و مدل درجه دوم گرو با r2 برابر با 0.9867 مدل شد.