هدف از انجام این مطالعه تولید بیوپلیمر پلی هیدروکسی آلکانوآتها با استفاده از منابع کربنی گلوکز، فروکتوز، ملاس و آب پنیر توسط میکرو ارگانیسم های azohydromonas lata dsmz 1123، azotobacterbeijerinckii dsmz 1041 ، cupriavidus necator dsmz 545، hydrogenophaga pseudoflava dsmz 1034 بوده است. در مرحله نخست جهت غربالگری میکروارگانیسم ها وانتخاب میکرو ارگانیسم هدف برای تولید بیوپلیمر، شرایط مناسب دما، سن تلقیح و شدت هم زدن برای هر میکروارگانیسم مشخص گردید. در شرایط بهینه هر یک از منابع کربنی به تنهایی مورد استفاده قرار گرفتند تا نوع و میزان بیوپلیمر تولیدی توسط هر یک تعیین گردد. با توجه به نتایج به دست آمده c. necator به لحاظ دارا بودن شرایط مطلوب (رشد مناسب وموثر بر روی محیطهای مورد نظر،ثبات فعالیت بیولوژیکی نسبت به سایر میکروارگانیسم های مورد بررسی وبازده تولید قابل ملاحظه بیوپلیمر ) به عنوان میکروارگانیسم مناسب جهت ادامه تحقیق انتخاب شد . در فرایند غیر پیوسته تولید بیوپلیمر در فلاسک با استفاده از c. necator بر روی منابع گلوکز، فروکتوز و ملاس ، میزان تولید بیوپلیمر پلی هیدروکسی بوتیرات به ترتیب 3/3 ، 9/5 ، 3/1 گرم بر لیتر ومیزان بهره دهی بهترتیب 07/0 ، 08/0 ، 03/0 گرم بر لیتر بر ساعت بوده است . علاوه براین از استات ( استات سدیم با غلظت بهینه 10 گرم بر لیتر ) به عنوان مکمل منبع کربنی به همراه ملاس جهت تولید بیوپلیمر استفاده شد که منجر به تولید میزان 2/7 گرم برلیتر کوپلیمر پلی هیدروکسی بوتیرات/ هیدروکسی والرات شد. از کوپلیمر تولید شده میزان پلی هیدروکسی بوتیرات و پلی هیدروکسی والرات به ترتیب 9/6 و 32/0 گرم بر لیتر بود. در مرحله دوم با بررسی سینتیک رشد در فرایند غیر پیوسته وپیش بینی روند رشد و تولید محصول، فرایند غیر پیوسته و نیمه پیوسته در بیوراکتور جهت تولید بیوپلیمر مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا در فرایند غیر پیوسته بر روی گلوکز، میزان پلی هیدروکسی بوتیرات 2/4 گرم بر لیتر به ازای مصرف 16 گرم بر لیتر منبع کربنی بود و ضریب انتقال اکسیژن 16/0 بر ثانیه وشدت رشد ویژه میکروارگانیسم 17/0 بر ساعت به دست آمد. سپس فرایند نیمه پیوسته با استفاده از دو روش خوراک دهی ثابت و متغیر پله ای منبع کربن و نیتروژن در غلظتهای 300 و 10 گرم بر لیتر بررسی شد. میزان تولید پلی هیدروکسی بوتیرات در خوراک دهی ثابت 2/8 گرم بر لیتر و در خوراک دهی متغیر 8/11 گرم بر لیتر به دست آمد که حدود 40 درصد افزایش یافت . میزان بهره دهی فرایند های غیر پیوسته و نیمه پیوسته با خوراک دهی ثابت و متغیر به ترتیب 04/0 ، 085/0 ، 137/0 گرم بر لیتر بر ساعت بود. در مرحله سوم امکان تولید نانوکامپوزیتهای پلیمری با استفاده از بیوپلیمر تولید شده مورد بررسی قرار گرفت . با استفاده از روش تثبیت در حلال ، محلول کوپلیمر پلی هیدروکسی بوتیرات/ هیدروکسی والرات در کلروفرم به همراه نانوذرات هیدروکسی اپتایت قرار گرفت.نتایج حاکی از آن بود که تولید نانوکامپوزت با استفاده از اولتراسونیک نتیجه بهتری در بر داشت و نانوذرات بصورت یکنواخت بر روی سطح بیوپلیمر تثبیت گشتند.

هدف از این تحقیق، سنتز نانو کیتوزان و کاربرد آن در حذف فلزات سنگین در سیستم های ناپیوسته می باشد. نانو ذرات حاصل دارای سطح تماس قابل توجهی نسبت به فرم معمولی کیتوزان بوده و هم چنین توانایی بالایی در جذب یون های فلزی دارد. در این مطالعه در ابتدا برای تهیه نانو ذرات اثر پارامتر هایی چونph و غلظت کیتوزان در اندازه نانو ذرات مورد بررسی قرار گرفت. بهترین نتایج حاصل از آنالیز توسط دستگاه میکروسکوپ الکترونی (sem و afm) در ph=4 و نسبت جرمی 2 به 1 از کیتوزان و اسید مالئیک بدست آمد. هم چنین آنالیز نانو کیتوزان توسط دستگاه طیف سنجی مادون قرمز (ftir) نیز انجام پذیرفت. سپس نانو ذرات تولیدی در حذف فلزات سنگین در سیستم ناپیوسته مورد بررسی قرارگرفت. در سیستم ناپیوسته پارامتر هایی از قبیل ph اولیه محلول و مقدار جاذب برای یافتن شرایط بهینه جذب مورد مطالعه قرار گرفت. بر اساس نتایج، بهترین شرایط ph=6 و مقدار بهینه جاذب 5/2 گرم بر لیتر بوده است؛ لذا برای آزمایش های بعدی در این شرایط، در محدوده غلظتی 10 تا 100 میلی گرم بر لیتر و در دمای 25 درجه سلسیوس صورت پذیرفت. بر این اساس ظرفیت جذب در بیشترین حالت بر اساس داده های تجربی برای مقدار mg/l100 از یون های فلزی به ترتیب 88/26 و mg/g 24/26 برای مس و سرب توسط نانو ذرات کیتوزان به دست آمد. هم چنین نتایج مطالعات تعادلی بر روی داده های آزمایش نشان داد مدل لانگمایر رفتار داده های تجربی را بهتر از مدل فرندلیچ توصیف می کند. ماکزیمم ظرفیت جذب (qm) برای سرب و مس با استفاده از این مدل به ترتیب برابر 26/32، و mg/g 33/33 می باشد. هم چنین نتایج حاصل از معادلات سینیتیکی حاکی از قابل قبول بودن معادله سینیتیکی شبه مرتبه دوم می باشد.