نام پژوهشگر: ساناز بهنام

تصفیه محلول های حاوی مس با استفاده از جاذب های تولید شده از قارچ موکور ایندیکوس
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی شیمی 1393
  ساناز بهنام   کیخسرو کریمی

آلودگی با فلزات سنگین یکی از مهم ترین مشکلات زیست محیطی است که زندگی انسان و سایر موجودات را تهدید می کند. برای حذف آلودگی های فلزی، استفاده از جاذب های با پایه بیولوژیکی در مقایسه با سایر روش ها به دلیل بازده و سرعت جذب بالا و نیز اقتصادی بودن بسیار مورد توجه است. قارچ ها به ویژه قارچ های زیگومایست قادرند فلزات سنگین را از محلول های آبی جدا کنند.موکور ایندیکوس یکی از بهترین میکروارگانیسم ها برای تخمیر قندهای تولید شده از هیدرولیز مواد لیگنوسلولزی و تولید اتانول می باشد که مورفولوژی های مختلفی دارد و دیواره سلولی آن حاوی مقدار زیادی کیتوزان است که باعث می شود جاذبی مناسب برای حذف یون های فلزات سنگین باشد. در این رساله، از بیومس موکور ایندیکوس برای تولید جاذب های مختلف قارچی استفاده شد و عملکرد آن ها با یکدیگر مقایسه گردید. نخست، بیوجذب یون های مس توسط کیتوزان به دست آمده از داستیله شدن کیتین موجود در میگو و کیتوزان استخراج شده از قارچ موکور ایندیکوس با یکدیگر مقایسه شد. هر دو نوع کیتوزان توانستند در حذف یون های مس از محلول های آبی با عملکرد مشابه مورد استفاده قرار گیرند. فرآیند جذب برای کیتوزان قارچی سریع تر بود و حالت تعادل سه ساعتپس از شروع فرآیند حاصل شد.با افزایش ph، ظرفیت جذب یون های مس افزایش یافت، در حالی که دما به طور قابل توجهی فرآیند را تحت تأثیر قرار نداد. با مقایسه عملکرد بیومس موکور ایندیکوس و مشتقات آن شامل باقیمانده دیواره سلولی و اجزای دیواره سلولی (اجزای غنی از کیتوزان و کیتین) در حذف یون های مس از محلول های آبی مشاهده شد که بیومس قارچی، بیومس پیش فرآوری شده با سدیم هیدروکسید (aim) و کیتوزان استخراج شده از دیواره سلولی قادر بودند به طور موثری یون های مس را حذف نمایند. نوع اسید استفاده شده برای استخراج کیتوزان به طور قابل ملاحظه ای ظرفیت بیوجذب کیتوزان (یا کیتین) را تحت تأثیر قرار نداد ولی فرآیند بیوجذب توسط جاذب های تولیدی از کاربرد استیک اسید نسبت به کلریدریک اسید سریع تر بود. ظرفیت جذب کیتوزان قارچی و aim مشابه یکدیگر بود و بیومس پیش فرآوری نشده از نوع پیش فرآوری شده آن کارایی کمتری در جذب یون های مس داشت. ظرفیت بیوجذب کیتین قارچی با شستشوی ساده با سدیم هیدروکسید در دمای اتاق افزایش یافت. مقادیر بالای ph عملکرد جاذب ها در حذف یون های مس را بهبود بخشید. فرم های ریسه ای و مخمری موکور ایندیکوس در حذف یون های مس از محلول های آبی به کار رفتند. برای هر دو مورفولوژی، آنالیز ftir و تیتراسیون پتانسیومتری حضور گروه های کربوکسیلیک، فسفات و آمینی را بر روی سطح سلولی بیومس نشان داد. چربی ها تأثیر قابل ملاحظه ای بر بیوجذب نشان ندادند. فرآوری بازی ظرفیت جذب بیومس را افزایش داد. فرآیند جذب از طریق تبادل یون های مختلف، تشکیل کمپلکس و جذب فیزیکی صورت گرفت. مدل لانگمایر ظرفیت جذب بالاتری برای فرم ریسه ای نسبت به فرم مخمری شکل پیش بینی نمود. فرم پیش فرآوری شده با باز هر دو نوع مورفولوژی عملکرد مشابهی در حذف یون های مس از خود نشان دادند. مدل شبه مرتبه دوم هو داده های سینتیکی همه جاذب های تولیدی را به خوبی توصیف نمود. ترتیب جاذب های قارچی در میزان جذب یون های مس از پساب یک واحد آب کاری فلزی به صورتکیتوزان<aim<بیومس ریسه ای< کیتین شسته شده با سدیم هیدروکسید? بیومس مخمری< کیتین به دست آمد.

بررسی جذب فلزات سنگین سرب و نیکل در محیط های آبی توسط قارچ موکور ایندیکوس زنده و تولید همزمان اتانول
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی شیمی 1393
  سامان صمدی   اکرم زمانی

رشد سریع صنایع شیمیایی در جهان باعث آلودگی شدید محیط زیست به¬ویژه آب¬های موجود در زمین شده است. در این میان فلزهای سنگین جایگاه ویژه ای دارند. از طرفی با توجه به بحران انرژی جهان و کمبود منابع سوخت¬های فسیلی، سوخت¬های زیستی به¬ویژه بیواتانول به عنوان یک سوخت گیاهی و یک افزودنی مناسب در دنیا بسیار مورد توجه است. در این تحقیق قارچ موکورایندیکوس در یک محیط آلوده به فلز¬های سنگین سرب ونیکل رشد داده شد و میزان جذب فلزات سنگین در حین فرآیند رشد قارچ موکورایندیکوس و هم¬چنین میزان اتانول تولیدی آن اندازه¬گیری و بررسی شد. حضور فلز سرب در محیط کشت قارچ در سه مورفولوژی رشته¬ای هوازی، رشته¬ای بی هوازی و مخمری شکل بی هوازی باعث افزایش میزان توده¬زیستی شد و بیشترین مقدار توده¬زیستی مربوط به مورفولوژی رشته¬ای هوازی بود، هم¬چنین حضور سرب در غلظت¬های بالا باعث تغییر مورفولوژی قارچ موکورایندیکوس از حالت رشته¬ای غالب به حالت مخمری غالب گردید و به ازای غلظت¬های بالاتر تغییری مشاهده نشد. فلز نیکل در غلظت¬های پایین تری نسبت به فلز سرب باعث تغییر مورفولوژی قارچ موکور گردید با این تفاوت که از حالت رشته¬ای غالب به مخمری تغییر یافت و به ازای غلظت¬های بالاتر هم به این حالت باقی ماند تا اینکه به مرور رشد آن کمتر و در نهایت در 150 میلی گرم در لیتر رشد آن کاملا متوقف شد. هم¬چنین، قارچ موکور ایندیکوس در طی 5 مرحله در حضور فلز سرب کشت داده شد و مشاهده شد که در مرحله اول توانایی خوبی در جذب فلز سرب دارد و با افزایش میزان فلز سرب میزان جذب فلز افزایش می¬یابد ولی قارچ موکور در جذب فلز نیکل بسیار ضعیف بود و به مرور با توجه به افزایش غلظت نیکل رشد قارچ کمتر شده و در نهایت میزان جذب نیز به صفر رسید و رشد قارچ کاملا متوقف شد. با توجه به توانایی جذب بالای فلز سرب توسط قارچ موکور ایندیکوس، هر سه مورفولوژی رشته¬ای هوازی، رشته¬ای بی¬هوازی و مخمری بی¬هوازی مورد استفاده قرار گرفت و طی 5 مرحله میزان نهایی فلز آن اندازه¬گیری شد و مشاهده شد که در هر سه مورفولوژی به مرور میزان غلظت نهایی فلز سرب در محلول به میزان اندکی افزایش می¬یابد و میزان جذب نهایی کاهش پیدا می¬کند. بهترین حالت جذب در مرحله پنجم مربوط به حالت مخمری خالص با 45 میلی گرم به ازای هر گرم توده¬زیستی و در مرحله اول مربوط به رشته¬ای بی¬هوازی با 124میلی گرم به ازای هر گرم توده¬زیستی بود. حضور فلز سرب تا 300 میلی گرم در لیتر به مقدار ناچیزی باعث کاهش میزان اتانول تولیدی نسبت به شاهد بدون فلز شد اما فلز نیکل نسبت به شاهد بدون فلز به مقدار بسیار کمتری قادر به تولید اتانول بود و افزایش غلظت نیکل، با نرخ شدیدتری باعث کاهش میزان اتانول تولیدی شد و در 100 میلی گرم در لیتر هیچ مقدار اتانول تولید نشد. مورفولوژی رشته¬ای بی¬هوازی قارچ موکور ایندیکوس در حضور 300 میلی گرم در لیتر فلز سرب در مرحله اول به ازای هر گرم قند مصرفی به میزان 0/46گرم تولید اتانول داشت که در حالت پایه به میزان 0/48ود. مورفولوژی¬های گوناگون قارچ موکور طی 5 مرحله برای تولید اتانول در حضور سرب مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که هر سه مورفولوژی توانایی خوبی در تولید اتانول دارند و بهترین بازده در مراحل اول و پنجم در حضور فلز سرب مربوط به مورفولوژی رشته¬ای بی¬هوازی و به¬ترتیب به میزان 0/46و 0/35 گرم به ازای هر گرم قند مصرفی می¬باشد.