در این مطالعه حذف 2و4 – دی کلروفنل توسط آنزیم لکاز آزاد و تثبیت شده بر سیلیکای نانوحفره در حالت ناپیوسته همزن دار و بدون همزن و نیز راکتور با دو جریان برخورد کننده انجام گرفت. نتایج نشان داد که میزان حذف اولیه 2و4 – دی کلروفنل توسط آنزیم آزاد در راکتور بیشتر از حالت همزن دار و بدون همزن است. همچنین سرعت حذف درشرایط همزن دار بیشتر از شرایط بدون همزن بود. سپس لکاز بر سیلیکای نانو حفره به روش جذب سطحی و کوالانسی تثبیت گردید. میزان بارگذاری لکاز در جذب سطحی u/g 300 و برای کوالانسی u/g 545 حاصل شد. حذف نهایی توسط لکاز تثبیت جذب سطحی شده و تثبیت کوالانسی شده به ترتیب برابر 9/59% و 52% شد. میزان حذف نهایی برای لکاز تثبیت کوالانسی شده تحت شرایط بدون همزن 3/27% گزارش شد. حذف نهایی توسط آنزیم تثبیت کوالانسی شده در راکتور با دو جریان برخورد کننده 65% بوده است که این میزان 1200برابر نسبت به شرایط بدون همزن بیشتر است. بنابر این سرعت حذف توسط لکاز تثبیت شده در راکتور با دو جریان برخورد کننده بهترین نتیجه را بدست داده است.

ماشینکاری الکتروشیمیایی(ecm)، ماشینکاری تخلیه الکتریکی (edm) و ماشینکاری با لیزر از جمله روش های مرسومی هستند که اثرات و نتایج موفقیت آمیزی را در ماشینکاری در ابعاد میکرو(میکروماشینکاری) بدست می دهند. این روش های ماشینکاری موجب تخریب سطح مورد نظر و آسیب دیدن آن، اعمال پتانسیل اضافی، ایجاد حفرات بر روی سطح مورد نظر و مشکلاتی دیگر می شوند. ماشینکاری زیستی یکی از جدیدترین روش های ماشینکاری است که از ارگانیسم های زنده مثل باکتری ها برای انجام فرآیند ماشینکاری بهره می گیرد. ماشینکاری با استفاده از باکتری های کمولیتوتروف مانند اسیدی تیوباسیلوس فرواکسیدانس(acidithiobacillus ferrooxidans) در دهه ی اخیر توسعه یافته است. این روش نتایج نسبتاً موفقیت آمیزی را در ابعاد میکرو داشته است. از مهمترین مشکلات این روش ماشینکاری، اسیدی بودن محیط و محلول های ماشینکاری و تاثیرات مضر آن بر خصوصیات ریخت شناختی سطح قطعات ماشینکاری شده است. در خلال این فرآیند ماشینکاری، زبری سطوح قطعات به شدت افزایش می یابد که یک عامل بسیار نامطلوب به شمار می آید. در کار پژوهشی حاضر، ابتدا تمهیداتی جهت اصلاح ماشینکاری به روش باکتریایی انجام گرفت. این اصلاحات شامل تنظیمات ph، جداکردن میکروب از محلول باکتریایی و ماشینکاری با محلول آنزیمی حاصل از فیلتراسیون بود. این آزمایشات و بهینه سازی ها هیچگونه تاثیری در جهت رفع نواقص موجود نداشت. در ادامه ی پژوهش تصمیم بر استفاده از خاصیت کاتالیستی آنزیم ها جهت انجام ماشینکاری گردید. برای این منظور از آنزیم گلوکزاکسیداز برای براده برداری و ماشینکاری استفاده شد. در این آزمایشات، شرایط انجام فرآیند از نظر دما، سرعت همزدن و غلظت گلوکزاکسیداز به ترتیب برابر با c°40، 130 دور بر دقیقه وgl-1 2/0 در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که قطعه ی ماشینکاری شده با آنزیم بیشترین شباهت را از لحاظ خواص ظاهری به قطعه شاهد داشته است که تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem) نیز صحت ادعای فوق را تایید نمود. با انجام آزمایشات سنجش زبری سطوح ماشینکاری شده، مشخص گردید که قطعه ی موجود در محلول آنزیمی کمترین میزان زبری را در مقایسه با سایر روش ها نشان می دهد. به طوری که زبری میانگین اندازه گیری شده برای قطعات موجود در محلول آنزیمی در حدود %50 زبری قطعات موجود در محلول باکتریایی بود. در مورد سایر نمونه ها نیز محلول آنزیمی نتایج بهتری را نشان داد. به این ترتیب روش ماشینکاری آنزیمی بیشترین صافی سطح را در مقایسه با سایر روش ها ارائه کرد. همچنین روش آنزیمی مزایایی چون کنترل پذیری بیشتر، یکنواخت بودن فرآیند براده برداری با گذشت زمان، سرعت کم براده برداری و امکان توقف کامل فرآیند براده برداری را دارا بود.

امروزه استفاده از بیوراکتورهای بستر سیال در صنایع نفت،شیمیایی،غذایی و دارویی به علت مزایای متعدد آن رو به گسترش است .جهت افزایش کارآیی و عملکرد این نوع از بیورآکتورها ،شبیه سازی آنها امری اجتناب ناپذیر است که استفاده از روش cfd ، یکی از راه کارهای نیل به این هدف می باشد. پدیده خوردگی سالانه خسارات زیادی به صنایع مختلف تحمیل می کند . یکی از عوامل اساسی خوردگی در صنایع مختلف ، اکسیژن محلول در آب است بنابراین شبیه سازی کاهش اکسیژن محلول،هدف این پروژه می باشد. در گذشته روش های شیمیایی متعددی جهت حذف اکسیژن محلول استفاده شده است اما در این روش از آنزیم استفاده شده که برای اولین بار می باشد. برای این منظور،از آنزیم گلوکز اکسیداز بر پایه fe3 o4 استفاده شده است.برای شبیه سازی به کمک دینامیک سیالات محاسباتی از نرم افزار های gambit 2.4 و fluent6.3 استفاده شده است. پارامتر های متعددی در دامنه وسیعی از اعداد مورد آزمایش و بررسی قرار گرفت که داده های حاصل از شبیه سازی با نتایج به دست آمده از آزمایشات تجربی مطابقت دارند

امروزه فن آوری پینچ به عنوان ابزاری برای بهبود بازدهی گرمایی واحدهای فرآیندی، از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. این فن آوری به دلیل داشتن پایه های تئوری مستحکم و ساده، نسبت به سایر روش های مطرح در این بخش کاربرد بیشتری دارد. در این پایان نامه با استفاده از فن آوری پینچ به ارزیابی شبکه مبادله کن های گرمایی واحد تقطیر پالایشگاه نفت امام خمینی (ره) شازند پرداخته شده است. در ابتدا خلاصه ای از تاریخچه شکل گیری این فن آوری ارائه شده و به بیان اهمیت انتگرایسون فرآیندها پرداخته شده و با توجه به گستردگی کاربرد پینچ در مبحث یکپارچه سازی گرمایی، مزایا و معایب این روش بیان شده است. در فصل دوم به منظور آشنایی با این فن آوری، کلیات و روش برخورد فن آوری پینچ با مسائل یکپارچه سازی گرمایی بیان شده و در ادامه فرآیند واحد تقطیر پالایشگاه به طور خلاصه توضیح داده شده است. در فصل سوم داده های مورد نیاز به منظور اصلاح شبکه مبادله کن های گرمایی واحد تقطیر استخراج گردید. و با استفاده داده های بدست آمده در این مرحله، به شبیه سازی شبکه موجود در نرم افزار petro-sim پرداخته شده است. نتایج هدف گذاری بر روی این شبکه نشان دهنده این مطلب بود که واحد تقطیر پالایشگاه از حالت بهینه گرمایی فاصله داشته و نیازمند اصلاح می باشد. بنابراین با استفاده از ابزارهای فن آوری پینچ به اصلاح شبکه و نصب مبادله کن های جدید پرداخته شد. با کامل شدن طراحی مشخص شد که شبکه موجود، نیازمند افزودن 3040.42 متر مربع سطح تبادل گرمایی جدید می باشد. در شبکه اصلاح شده مصرف جریان های جانبی گرم و سرد به ترتیب 13 و 16 درصد نسبت به شبکه اولیه کاهش یافت. نتایج اقتصادی مرحله هدف گذاری و اصلاح، نشان دهنده قابلیت اصلاح شبکه مبادله کن های گرمایی این واحد می باشد.

فرایند فنتون روش شناخته شده ای است که برای حذف یا تقلیل آلودگی های شیمیایی ناشی از مواد آلی بکار می رود. از محصولات این فرایند بسته به مواد آلاینده مورد تصفیه می توان برای حذف آلاینده های آلی مانند رنگ ها یا به عنوان یک پیشنهاد نوآورانه به طور غیرمستقیم برای حذف آلاینده های معدنی مانند هیدروژن سولفید استفاده کرد. فرایند بیوفنتون روش جدیدی است که در قالب این پایان نامه برای حذف یا تقلیل آلودگی های شیمیایی معرفی می شود. در این روش هیدروژن پراکسید مورد نیاز واکنش فنتون به صورت درمحل و به کمک آنزیم گلوکزاکسیداز تامین می گردد. در این پروژه، فرایند بیوفنتون به عنوان نمونه برای رنگزدایی محلول سبز مالاشیت بکار رفت. رنگزدایی سبز مالاشیت به روش بیوفنتون به طور موفقیت آمیزی انجام شد و این روش سرعت رنگزدایی بالایی (mg/l.min 0.1939) را نشان داد. همچنین بررسی عملکرد فرایندهای فنتون و بیوفنتون در مرحله بازیابی حلال فرایند گوگردزدایی بیولوژیکی جریانات گازی، به منظور حذف غیرمستقیم هیدروژن سولفید، مورد تحقیق قرار گرفت. فرایند بیوفتنون بازده پایینی (حدود %20) در بازیابی حلال داشت؛ درصورتیکه فرایند فنتون بازده بسیار خوبی (%89.12) را نشان داد. همچنین، با توجه به اهمیت تولید هیدروژن پراکسید توسط آنزیم گلوکزاکسیداز در فرایند بیوفنتون، تولید این ماده در راکتور همزن دار پیوسته به کمک ابزارهای دینامیک سیالات محاسباتی بررسی و مدلسازی شد. مدلسازی انجام شده نشان داد که تولید هیدروژن پراکسید با استفاده از اکسیژن محلول در آب می تواند روشی باصرفه و کارا برای کاربردهای تصفیه پساب باشد.

: امروزه دلایل متعددی چون مشکلات زیست محیطی، افزایش میزان تقاضا برای انرژی، رو به اتمام بودن ذخایر نفتی و نگرانی از بحران انرژی در آینده باعث شده است تا تلاش برای جایگزینی سوخت های فسیلی با شکل های جدیدی از انرژی به امری مهم تبدیل گردد. بیودیزل به عنوان شکل تجدیدپذیری از سوخت، می تواند به عنوان یکی از راه حل های این مشکل مطرح باشد. تولید بیودیزل به روش های متعددی صورت می گیرد که کاربردی ترین روش با استفاده از واکنش ترانس استریفیکاسیون با کاتالیست آنزیمی است. آنزیم لیپاز (3.1.1.3e.c ) که برای کاتالیز واکنش تولید بیودیزل به کار می رود، دارای هزینه نسبتاً بالای استخراج و خالص سازی است، بنابراین برای مقرون به صرفه بودن استفاده از آن، از روش های تثبیت آنزیم استفاده می شود. در مطالعه حاضر آنزیم لیپاز candida rugosa بر روی پایه مزوپوروس mno2 تثبیت شده است. این آنزیم در بهترین شرایط تا u/g 700 پایه تثبیت شد. تأثیر سه پارامتر دما، مدت زمان و مقدار آنزیم بر روی میزان بازده تثبیت نیز بررسی شد. علاوه بر این، خواصی مانند حفظ فعالیت در دمای بالا با گذشت زمان و مقدار فعالیت در دماهای مختلف در طی فرایند تثبیت بهبود یافت. به دلیل ماهیت دو فازی واکنش تولید بیودیزل، نوع راکتور مورد استفاده تأثیر زیادی بر میزان تولید دارد. راکتور جت برخوردکننده به دلیل پخش مواد از طریق نازل و برخورد دو جریان با ریزترین قطرات ممکن، سطح تماس بسیار بالایی بین دو فاز به وجود می آورد. در کار حاضر از روغن آفتابگردان و آنزیم لیپاز تثبیت شده بر روی fe3o4 برای تولید بیودیزل استفاده گردید. ابتدا مقادیر مناسب متانول و آب از طریق واکنش ترانس استریفیکاسیون در شیکر انکوباتور به دست آمد، و سپس از این مقادیر برای تولید بیودیزل در راکتور استفاده شد. مقادیر ذکر شده به ترتیب 5/1 برابر غلظت مولار روغن و 7% وزن روغن به دست آمد. مقدار تولید مواد در طی یک ساعت واکنش در راکتور حدود 18 برابر بیش تر از مقدار محصولات شیکر بود که نشاندهنده اختلاط مناسب جریانات در راکتور جت برخوردکننده است.

طرح پیشنهادی با عنوان « تصفیه پساب کارخانه قیر امولسیون » با هدف حذف آلاینده ها از فاضلاب کارخانه قیر امولسیون تدوین گردیده است. قیر امولسیون ترکیبی از ذرات ریز میکروسکوپی تبدیل شده و قیر، به وسیله انرژی مکانیکی حاصله از یک آسیاب کلوئیدی در فاز آبی و استفاده از مواد امولسیفایر (امولسیون ساز) به عنوان فعال کننده سطحی می باشد که این مواد ذرات قیر را احاطه می کنند و مانع از اتصال آنها به یکدیگر و لخته شدن قیر می گردد. کیفیت قیر امولسیون وابسته به عواملی مانند خواص شیمیایی قیر مورد استفاده، نوع امولسیفایر، مواد شیمیایی دیگری که در فرمولاسیون تولید و همچنین نحوه توزیع و پخش آن استفاده می گردد است. روشهای مورد استفاده در این پژوهش شامل: جذب، انعقاد، اکسیداسیون پیشرفته فتوکاتالیست و اکسیداسیون پیشرفته فنتون می باشد. از سوی دیگر پساب کارخانجات قیر امولسیون که به صنعت سبز شهرت دارند در اثر کمبود تقاضا و خاموش شدن خط تولید بوجود می آیند که در نتیجه آن پس از خاموش شدن خط تولید نیازمند شستشوی می باشند که باعث بوجود آمدن پساب با cod، 20000 تا 21000 می شود. پسابهای به وجود آمده از این کارخانه، رنگی شفاف دارند و این پسابها به سبب داشتن آمین دارای خاصیت کف زای می باشند و همچنین به دلیل استفاده از اسید سولفوریک، حالت آنها اسیدی می باشند که باعث کاهش ph می شود ph بوجود آمده در حدود 5/1 تا 1/2 است.

روش های مختلفی برای حذف آلاینده های گازهای ناشی از صنایع مختلف ارائه گردیده است. بیوفیلتراسیون یکی از روشهای جدید کنترل آلاینده های گازی است. به کمک این تکنیک می توان حجم وسیع و غلظت پایینی از آلوده کننده های هوا را مورد تصفیه بیولوژیکی قرار داد. این روش در مقایسه با روشهای متداول کنترل آلاینده های هوا بسیار اقتصادی بوده و در صورتی که عملیات به نحو مطلوب انجام شود، کاهش آلاینده ها در بیشتر مواقع بیش از 95 درصد خواهد بود. در این مطالعه راندمان نوعی از بیواسکرابرها در حذف تولوئن با غلظت پایین بررسی شده است. پس از ساخت پایلوت مورد نیاز در آزمایشگاه فرآیندهای شیمیایی دانشگاه تبریز، سیستم مورد مطالعه قرار گرفت و آزمایشات روی چند غلظت mg/l 5، 10 و 15،20 و دبی های ml/s 25 و 5/12 هوای آلوده ی ورودی انجام گرفت و نتایج ثبت شده است. بازده سیستم بر اساس راندمان حذف در غلظت mg/l 5، 99% بدست آمد و در محدوده ی عملیاتی اکثر نتایج مربوط به بازده حذف آلاینده بالاتر از 70% گزارش شد. با افزایش غلظت و نیز دبی هوای ورودی در شرایط غیربهینه بازده سیستم کاهش می یابد و بعضا تا 50% افت میکند. میکروارگانیسم های بکار گرفته شده از رده ی مزوفیل بوده و ماکزیمم سرعت رشد ویژه آن ها h^(-1) 1947/0 اندازه گیری شد. کنترل ph و مواد مغذی از موارد مهم در این گونه فرآیندها می باشد و در این مطالعه نیز ph روی 7 و مواد مغذی از جمله منبع نیتروژن، هیدروژن و اکسیژن کنترل گردیده است.

ورود مواد سیانوژنیک در چرخه غذایی یکی از مباحث مهم در امنیت غدایی می باشد این مسئله ضرورت استفاده از مواد مختلف به عنوان بیوسنسور را آشکار می سازد.آنزیم رودنیز یکی از آنزیم های مهم در سم زدایی یون سیانید محسوب می شود.برای تولید بیوسنسور سیانیدابتدا باید آنزیم رودنیز تثبیت گردد.به طور کلی تثبیت آنزیم ها به روش های مختلفی انجام می گیرد که یکی از این روش ها تثبیت به روش جذب سطحی است.در این تحقیق آنزیم رودنیز کبد گاوی بر روی بستر نانو حفره mno2 به روش جذب سطحی تثبیت و خصوصیات آن با آنزیم در حالت آزاد مقایسه شد.نتایج این مطالعه نشان می دهد که ph بهینه جهت فعالیت آنزیم رودنیز هم در حالت آزادو هم در حالت تثبیت شده برابر با8 می باشد، همچنین دمای بهینه فعالیت آنزیم رودنیز در حالت آزادوتثبیت شده دمای 40 درجه سانتیگراد بدست آمد. بررسی پارامتر های سینتیکی آنزیم رودنیز در حالت آزاد نشان داد که km و vmax آنزیم برای سوبسترای سیانید پتاسیم برابربا 25/3 و 11/6 و برای سوبسترای تیوسولفات 79/5 و 75/7 می باشد. بررسی پایداری آنزیم در دمای 85 درجه سانتیگراد نشان داد که پس از 10 دقیقه انکوباسیون میزان فعالیت آن 69 درصد فعالیت کنترل می باشد. بررسی میزان تکرار پذیری قابل استفاده بودن آنزیم تثبیت شده نشان داد که آنزیم تثبیت شده بر روی نانو حفره mno2 پس از 4 بار شستشو دارای کاهش فعالیتی در حدود 90 درصد کنترل می باشد.

در کارخانجات قند و شکر از آهک برای تصفیه چغندر قند استفاده می شود و از آنجایی که آهک مشکلات عدیده ای از لحاظ آلودگی های زیست محیطی ایجاد می کند، مطالعه پیرامون روش های مدرن به منظور افزایش تصفیه و کاهش آلودگی های زیست محیطی حائز اهمیت می باشد. روش های بیولوژیکی ارائه شده در این پایان نامه روش های کارامدی برای تصفیه شیره چغندرقند هستند. در این روش ها هیدروژن پراکسید مورد نیاز به صورت درمحل و به کمک آنزیم گلوکزاکسیداز تامین می گردد. هیدروژن پراکسید تولید شده توسط نانو ذرات منگنز دی اکسید سنتز شده و کربن فعال، رادیکال های هیدروکسیل تولید می کند. شیره چغندرقند توسط کربن فعال و آنزیم آزاد در مدت 2 ساعت 84% و در روشی دیگر شیره چغندرقند توسط منگنز دی اکسید و آنزیم تثبیت شده در مدت 2 ساعت 80% رنگزدایی شده است. همچنین تأثیر پارامترهای موثر مثل غلظت گلوکز، غلظت گلوکزاکسیداز، میزان دما و ph روی رنگزدایی شیره چغندرقند بررسی شد. در این تحقیق از آنزیم هیدروژن پراکسیداز استخراج شده از ترب کوهی برای رنگزدایی شیره چغندرقند نیز استفاده شده است، اما به دلیل خالص نبودن آنزیم در مدت 30 دقیقه فقط 47% رنگزدایی صورت گرفت.

هدف این پژوهش رنگزدایی زیستی آب می باشد. سیستم گلوکز-گلوکزاکسیداز به عنوان عامل رنگزدایی انتخاب گردید. برای اینکه سیستم قابلیت استفاده مکرر و پیوسته را دارا باشد تثبیت آنزیم روی پایه های مختلف مگنتیت، کامپوزیت مگنتیت-کربن فعال و کربن فعال گرانوله بررسی شد. با توجه به مقدار آنزیم تثبیت شده روی پایه ها و همچنین خاصیت مغناطیسی شدید مگنتیت و جداسازی راحت آن بعد از فرایند رنگزدایی، مگنتیت به عنوان پایه جهت تثبیت آنزیم انتخاب شد. جهت یافتن شرایط مناسب برای تثبیت آنزیم بر روی نانو ذرات اکسید آهن، اثر پارامتر های ph(7 تا 4)، دما (5 تا 20 درجه سانتی گراد)، مقدار آنزیم (u/g900 تا u/g 3600) و زمان (2 تا 5/3 ساعت) مورد بررسی قرار گرفت. اندازه کریستال ها ی مگنتیت با استفاده از پراش اشعه x، nm26 و با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی اندازه متوسط ذرات nm 50-40 بدست آمد. رنگ زدایی در 100 میلی لیتر محلول حاوی mg/l30 ماده رنگزا (اسید زرد 12) در حضور3/0 گرم بیو کاتالیست (u/g450 آنزیم تثبیت شده بر روی fe3o4) در مدت120 دقیقه حدود 5/66 % انجام شد. جهت بررسی اثر مستقیم و همچنین تعیین محدوده ی تغییر پارا متر های غلظت گلوکز، ph، دما و غلظت ?fe?^(2+) در طراحی آزمایش ، پارامتر ها به صورت یکی در یک زمان در فرایند رنگزدایی به روش بیو فنتون مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از نرم افزار minitab 15 به روش رویه پاسخ و ترکیب مرکزی شرایط رنگزدایی بهینه سازی شد. ph، دما، غلظت اولیه گلوکز و غلظت fe+2 به عنوان عوامل موثر در پنج سطح مطالعه شدند و اثرات خطی، مربعی و بر همکنش بین عوامل بررسی شد. نقطه بهینه به صورت 5/4ph= ، دمای 29 درجه سانتی گراد، غلظت سوبسترای g/l5/1 و غلظت fe+2 g/l4/1 به دست آمد. به طوری که در این شرایط مقدار رنگزدایی 27/62% در مدت 120 دقیقه بود. در مورد بررسی سینتیک فرایند حذف رنگ اسید زرد 12 به روش بیو فنتون، جهت تعیین درجه واکنش می توان گفت که تنها در یک شرایط خاص از مدل سینتیکی درجه 2 پیروی شد و در سایر شرایط برای بدست آوردن درجه کلی واکنش از روش زمان نیمه عمر استفاده گردید.

چکیده: هدف از این کار پژوهشی رنگزدایی فوتوکاتالیزوری ماده رنگزای قرمز بازی46¬ توسط نانوکامپوزیت سزیم¬فسفومولیبدات/سدیم آلژینات می¬باشد. سزیم¬فسفومولیبدات نوعی ترکیب معدنی از دسته پلی-اکسومتالات¬ها می¬باشد که خاصیت فتوکاتالیستی دارد. سدیم¬آلژینات نیز نوعی بیوپلیمر زیست تخریب¬پذیر، از جنس پلی ساکارید خطی است که معمولاً از جلبک¬های دریایی قهوه¬ای استخراج می¬شود. در ابتدا نانو ذرات سزیم¬فسفومولیبدات سنتز شدند، سپس با روش تله¬اندازی در داخل بیوپلیمر سدیم آلژینات تثبیت گردیدند. جهت بررسی خصوصیات نانوذرات سنتزی و نانوکامپوزیت بدست آمده ازآنالیزهای xrd-ftir-fesem-edx-dls بهره گرفته شد و توسط معادله دبای- شرر اندازه ذرات سنتز شده در حدود 43 نانومتر تخمین زده شد که تصاویر fesem بدست آمده نیز این اندازه ذرات را تایید می¬کند. نتایج بدست آمده از آنالیز dls نشان می¬دهد که پتانسیل زتای نانوکامپوزیت مذکور در محیط آبی منفی می¬باشد به همین دلیل جهت رنگزدایی مواد¬ رنگزای کاتیونی مانند قرمز بازی 46 می¬توان از این نانوکامپوزیت بهره برد. در ادامه تاثیر پارامترهای عملیاتی موثر در رنگزدایی فوتوکاتالیستی مانند مقادیر نانوذرات سزیم فسفومولیبدات و سدیم آلژینات موجود در محلول بکار رفته برای تهیه نانوکامپوزیت ، ph اولیه محلول حاوی آلاینده رنگزا و غلظت آلاینده رنگزا توسط سری آزمایش¬های یکی در یک زمان مورد بررسی قرا گرفت، نتایج حاکی از آن بود که افزایش مقدار نانوذرات سزیم فسفومولیبدات موجود در محلول بکاررفته برای تهیه نانوکامپوزیت، کاهش مقدار سدیم¬آلژینات موجود در محلول بکار رفته برای تهیه نانوکامپوزیت ، افزایش ph محلول حاوی ماده رنگزا و کاهش غلظت ماده رنگزای قرمزبازی46، باعث افزایش راندمان رنگزدایی می¬شود. همچنین فرآیند رنگزدایی فوتوکاتالیستی ماده رنگزای قرمز بازی 46 توسط نانوکامپوزیت مذکور با استفاده از روش رویه پاسخ مدل¬سازی و بهینه¬سازی شده و اثر پارامترهای مذکور توسط این روش مورد بررسی قرار گرفت. شرایط بهینه به دست آمده برای این پارامترها شامل 3% وزنی سزیم فسفومولیبدات، 1% وزنی سدیم آلژینات و phمحلول برابر 10 بود که طی 90 دقیقه تابش درصد راندمان رنگزدایی به 95% رسید. آنالیز واریانس، ضریب همبستگی مناسبی را برای مدل پیشنهاد شده نشان داد (9101/0r2= و8830/0adjusted-r2=). کارایی و پایداری این نانوکامپوزیت، طی 8 بار شرکت متوالی در فرآیند رنگزدایی فوتوکاتالیستی مورد مطالعه قرار گرفت، بطوری که کارایی آن پس از 8 بار تکرار تغییر نکرد که این موضوع کارایی بالای این نانوکامپوزیت را در فرآیند رنگزدایی فوتوکاتالیستی و پایداری عالی آن را نشان می¬دهد. مطالعات سینتیکی رنگزدایی فوتوکاتالیستی ماده رنگزای قرمز بازی 46 در غلظت¬های مختلف ماده رنگزا، نشان داد که سرعت واکنش از مدل سینتیکی شبه مرتبه اول پیروی می کند. جهت بررسی میزان معدنی¬سازی ماده رنگزای قرمز46 توسط نانوکامپوزیت مذکور، از طیف¬سنجی ft-ir و بررسی تغییرات ماکزیمم طول موج جذب ماده رنگزا در حین فرآیند رنگزدایی بهره گرفته شد که نتایج بدست آمده، راندمان بالای فرآیند رنگزدایی فوتوکاتالیستی را تایید کرد. در انتهای این کار پژوهشی جهت بررسی مکانسیم رنگرزدایی توسط نانوکامپوزیت مذکور، از آنالیز gc-mass بهره گرفته شد. بدین صورت که ابتدا حدواسط¬ها و محصولات میانی طی فرآیند رنگزدایی، توسط این آنالیز شناسایی شد، سپس باتوجه آن¬ها یک مکانیسم رنگزدایی برای ماده رنگزای قرمزبازی 46 توسط نانوکامپوزیت فسفومولیبدات/سدیم آلژینات ارائه گردید.

ابرجاذب ها ،پلیمرهای دارای اتصال عرضی هستند که به اندازه ی ده ها یا بیشتر از صدها برابر وزن خودشان از محیط اطراف خودشان آب جذب کرده و تحت فشار های ملایم آن را حفظ می کنند. ابرجاذب ها کاربردهای زیادی در داروسازی، پزشکی، کشاورزی، صنایع بهداشتی، و نظایر آن ها دارند. بیشترین مصرف ابرجاذب ها مربوط به صنایع بهداشتی از قبیل پوشک بچه می باشد. در این پایان نامه، تهیه ابرجاذب ها از مشتقات زیستی سلولز و مشتقات آن و نیز استفاده از عامل اتصال عرضی غیر سمی و عوامل موثر بر مقدار جذب ابر جاذب ها و راه های افزایش جذب آب توسط آن ها بررسی شده است. مشتق سلولزی کربوکسی متیل سلولز در تهیه هیدروژل استفاده شد و با استفاده از اسید سیتریک به عنوان عامل اتصال عرضی بر مشکلات سمی بودن و گران بودن عامل های اتصال عرضی سمی از قبیل اپی کلرو هیدرین غلبه شد. همچنین از تشعشع مایکروویو به جای روش انتقال حرارت جابجایی استفاده شد و افزایش سرعت سنتز ابرجاذب به وسیله ی تشعشع مایکروویو از 4550% تا 5200% نسبت به حالت سنتز با انتقال حرارت جابجایی مشاهده شد. طراحی آزمایش با روش طرح رویه پاسخ (rsm) انجام شد و مدل با رگرسیون بالا (940/0 = 2r تعدیل شده و 971/0 = 2r) به دست آمد و در شرایط بهینه (توان w360، مدت زمان min 98/41 و 55/1 درصد وزنی سیتریک اسید نسبت به وزن کربوکسی متیل سلولز) بیشترین مقدار wrv، g/g146 به دست آمد. همچنین مشاهده شد که توان مایکروویو، موثرترین عامل بر مقدار wrv می باشد.

اکسیژن محلول، عمدتا به منظور جلوگیری از خوردگی و کاهش خسارات ناشی از آن می بایست از محیط حذف گردد. روش های متنوعی برای این منظور در صنایع مختلف به کار گرفته شده است که هر کدام معایب و مزایای خاص خود را دارند. روش زیستی که اخیراً مورد توجه قرار گرفته است، از اکسیداسیون گلوکز به عنوان ماده ای بیولوژیکی توسط اکسیژن مولکولی در حضور آنزیم به عنوان بیوکاتالیست بهره می گیرد. آنزیم ها مولکول های پروتئینی هستند که بر روی مواد منحصر به فرد عمل می کنند و در شرایط آسان عملیاتی واکنش را کاتالیز می کنند. هدف این پایان نامه، بررسی حذف اکسیژن محلول توسط بیوکاتالیست هایی با پایداری بالا است که امکان استفاده از آنها در راکتورها با هدف جلوگیری از خوردگی، وجود دارد. برای این منظور آنزیم گلوکز اکسیداز بر روی منگنز دی اکسید نانو ذره جذب سطحی شد و محلول حاصل در داخل سدیم آلژینات قرار گرفت. محلول بدست آمده با قرار گرفتن در داخل کلسیم کلرید به صورت قطره به قطره، به گرانول هایی برای استفاده در انواع راکتور ها تبدیل شد. شرایط بهینه عملکرد بیوکاتالیست های حاصل در راکتور همزن دار بررسی شد که دما و غلظت گلوکز و ph بهینه به ترتیب ℃30 ،mm 80 و 83/6 بدست آمدند. از شبکه های عصبی برای مدلسازی داده های بدست آمده استفاده شد که نتایج حاصل از آن با نتایج بدست آمده از آزمایشات مطابقت نزدیکی داشت. حذف اکسیژن در راکتور بستر پر شده نیز بررسی شد. سرعت حذف اکسیژن محلول با افزایش دبی ابتدا افزایش می یابد و سپس سیر نزولی به خود گرفته و کاهش می یابد. با تزریق پالسی شناساگر، توزیع زمان ماند راکتور بستر پر شده بدست آمد که نشان دهنده شباهت رفتار راکتور بستر پر شده به راکتور پلاگ می باشد

امروزه، روش های اکسایش پیشرفته و تجزیه بیولوژیکی دو روش رایج در تجزیه آلاینده های محیط زیست می باشد. فرایند بیوفنتون روش جدیدی است که برای حذف یا تقلیل آلودگی¬های شیمیایی استفاده می¬شود. در این روش هیدروژن پراکسید مورد نیاز واکنش فنتون به صورت درمحل و به کمک آنزیم گلوکزاکسیداز تأمین می¬گردد. به دلیل قیمت بالای بیوکاتالیست¬¬ها و مشکل جداسازی آن¬ها از آب تصفیه شده، در این پروژه به عنوان پیشنهاد نوآورانه¬، آنزیم بر روی نانوکامپوزیت های tio2/fe3o4ترسیب شده بر روی سنگ¬های آذرین (kissiris) که توانایی تجزیه هیدروژن پراکسید به رادیکال¬های آزاد هیدروکسیل را دارا می¬باشند، تثبیت شد. کاتالیست بیوفنتون هتروژن به عنوان نمونه برای رنگزدایی محلول سبز مالاشیت بکار رفت و با حذف غلظتmg/l 5 از آن در مدت زمان کمتر از 60 دقیقه فعالیت مطلوبی را نشان داد. با توجه به نیاز آنزیم گلوکزاکسیداز به اکسیژن، فرآیند بیوفنتون هتروژن در راکتور بستر پرشده همراه با هوادهی انجام شد. این روش سرعت رنگزدایی بالایی (mg/l.min 0.1595) را نشان داد. نتایج حاصل از بررسی پارامترهای دبی جریان ورودی و سرعت هوادهی حاکی از این بود که با افزایش پارامترهای مذکور سرعت رنگزدایی افزایش می-یابد. اما در سرعت¬های بالاتر ازcm/s 75/6 و دبی بیشتر از cm3/s 75/1 به علت غیرفعال شدن آنزیم یا شسته شدن آن از روی پایه¬ها سرعت رنگزدایی با شیب ملایمی کاهش می¬یابد.

نام خانوادگی دانشجو: فلاحتی نام: وحید عنوان پایان نامه: فرآیند تبدیل روغن گیاهی به بیودیزل با استفاده از کاتالیست های قلیایی استاد راهنما: دکتر افضل کریمی، دکتر حسن اقدسی نیا مقطع تحصیلی: کارشناسی ارشد رشته: مهندسی شیمی گرایش: مهندسی فرایند دانشگاه: دانشگاه تبریز دانشکده: پردیس دانشگاه تبریز تاریخ فارغ التحصیلی:30/6/1394 کلید واژه: بیودیزل، ترانس استریفیکاسیون قلیایی، راکتور همزن دار، روغن گیاهی، کاتالیست قلیایی چکیده: امروزه دلایل متعددی چون مشکلات زیست محیطی، افزایش میزان تقاضا برای انرژی، رو به اتمام بودن ذخایر نفتی و نگرانی از بحران انرژی در آینده باعث شده است تا تلاش برای جایگزینی سوخت های فسیلی با شکل جدیدی از انرژی به امری مهم تبدیل گردد. بیودیزل به عنوان شکل تجدید پذیری از سوخت، می تواند به عنوان یکی از راه حل های این مشکل مطرح باشد. تولید بیودیزل به روش های متعددی صورت می گیرد که کاربردی ترین روش با استفاده از واکنش ترانس استریفیکاسیون با کاتالیست قلیایی است. در این پایان نامه از روغن آفتابگردان، متانول و کاتالیستهای جامد قلیایی (mno2 - cao) و سلولز قلیایی برای تولید بیودیزل استفاده شد و تاثیر بازده کاتالیست احیا شده در 5 نمونه برای هر کاتالیست با هم مقایسه شد (واکنشها در شرایط یکسان و پس از بدست آوردن مقدار بهینه انجام شد). نتایج حاصل نشان داد که کاتالیزور ?mno?_2-cao در مقایسه با کاتالیست دیگری که در این پروژه استفاده شد (سلولز قلیایی) با توجه به درصد تبدیل بیودیزل و قدرت کاتالیست بعد از چندین مرحله کارایی بهتری در فرآیند تولید بیودیزل دارد. از طرف دیگر اگر زمان انجام فرایند مورد توجه باشد می توان گفت کاتالیست سلولز قلیایی مقرون به صرفه است چون در این کاتالیست واکنش در min 60 انجام می شود ولی با استفاده از کاتالیست ?mno?_2-cao واکنش در min300 انجام می شود. مقدار هر دو کاتالیست برای انجام واکنش به میزان 3% وزنی بهترین نتیجه را داشت و میزان نسبت مولی روغن به متانول برای کاتالیست ?mno?_2-cao برابر با 1:12 و برای کاتالیست سلولز قلیایی نسبت مولی روغن به متانول 1:6 دارای بهترین نتیجه بود.

پیش از ظهور روش های نوین ماشین کاری نظیر ماشین کاری زیستی و آنزیمی، از روش هایی چون ماشین کاری شیمیایی، ماشین کاری الکتروشیمیایی، ماشین کاری تخلیه الکتریکی استفاده شده است که هریک از روش های مذکور مزایا و معایبی را داراست. روش های فوق موجب تخریب سطح مورد نظر و آسیب دیدن آن، اعمال پتانسیل اضافی، ایجاد حفرات بر روی سطح مورد نظر و مشکلاتی دیگر می شوند. برای جلوگیری از بروز این مشکلات، اخیرا ماشین کاری زیستی مطرح شده است که از ارگانیسم های زنده مثل باکتری ها برای انجام فرآیند ماشین کاری بهره می گیرند ولی این روش نیز مشکلاتی از قبیل اسیدی بودن محیط و محلول های ماشین کاری و تاثیرات مضر آن بر خصوصیات ریخت شناختی سطح قطعات ماشین کاری شده را دارا می باشد.

چکیده: یکی از مشکلات اساسی زندگی امروزی آلودگی های زیست محیطی است که عمده این آلودگی هااز فرایندهای استخراج، تولید و مصرف مواد شیمیایی شامل حلال ها، رنگ ها و حشره کش ها ناشی می شوند. استفاده روز افزون از مواد و محصولات شیمیایی در زندگی مدرن نیز سرعت تولید این آلودگی ها را بطور چشمگیری افزایش داده است به گونه ای که تغییرات محسوسی در شرایط زیست محیطی به وجود آمده است. روش های متنوعی جهت حذف این آلاینده ها وجود دارد که از جمله آن می توان به فرآیندهای بیولوژیکی اشاره کرد. فرآیندهای بیولوژیکی به دلیل مزایای فراوانی که دارند مورد توجه پژوهشگران حوزه های مختلفی قرار گرفته اند. از جمله این مزایا می توان به انجام واکنش ها در دما وفشار معمولی، سازگاری بالا با محیط زیست و صرفه اقتصادی بالا اشاره نمود.

تغییر شیمیایی پلی ساکاریدها یکی از مسیرهای اصلاح ویژگیهای طبیعی آنها است. سلولز پلی ساکاریدی است که مشتق گیری یکنواختی از آن یکی از تحقیقات مورد توجه برای مدت طولانی بوده است. سنتز کربوکسی متیل سلولز(cmc) از سلولز، فرآیند صنعتی بسیار مهم می باشد. اثر پارامترهای مختلف در طی سنتز cmc از اطلاعات مهمی است که جهت دستیابی به درجه جایگزینی (ds) مورد نظر باید درنظر گرفته شوند. در این پایان نامه تلاش شد از دو روش دوغابی و نیمه جامد برای سنتز cmc استفاده شود. نتایج نشان داد که روش دوغابی ds بزرگتری می دهد لذا روش مناسبی بود. در بررسی اثر naoh، نتیجه این شد که نمونه سنتز شده در حضور 37% سدیم هیدروکسید، ds بالاتری دارد. بررسی ds نمونه سنتز شده در حضور بوراکس نشان داد که درصورت استفاده از 5/0 گرم بوراکس، بافت سلولز شکننده تر می شود زیرا در طی فرآوری زنجیره های سلولز تخریب می شود لذا نتیجه بهتری از نظر ds حاصل می شود. عملیات قلیایی کردن در دمای ?25 به مدت 2 ساعت به عنوان شرایط مناسب انتخاب شد. نتایج نشان داد در صورت استفاده از منوکلرواستیک اسید به صورت محلول در ایزوپروپیل الکل و با نسبت وزنی 1 به 1، ds بالاتری به دست می آید. انجام واکنش اتریفیکاسیون در حمام آب و در دمای ?80 نسبت به مایکروویو با توان 360 وات نتیجه بهتری داشت.

: ابرجاذب¬ها، پلیمرهای آبدوست دارای پیوند عرضی و ساختار سه بعدی هستند که در آب حل نمی شوند و می توانند بیش از ده برابر وزن خود آب جذب کرده و در خود نگه دارند. در طول چند دهه اخیر محققان به بررسی سنتز ابرجاذب هایی با جذب فراوان پرداخته اند و بدین منظور از مواد زیست تخریب ناپذیر یا سمی استفاده می شده است. امروزه محققان به دلیل اهمیت های زیست محیطی در صدد سنتز ابرجاذب بر پایه پلیمرهای طبیعی نظیر سلولز، کیتین، نشاسته و مشتقاتشان، می باشند. بنابراین ابرجاذب ها کاربردهای فراوانی در کشاورزی، داروسازی و غیره پیدا کرده اند. در این پایان نامه به متیل استره کردن کربوکسی متیل سلولز پرداخته و با استفاده از آن ابرجاذبی سنتز شده است. هدف، دستیابی به ابرجاذبی با قابلیت زیست برگشت پذیری است که میزان جذب و سرعت جذب بالاتری داشته باشد. بنابراین میزان جذب، سرعت جذب و نیز نوع عامل پیوند عرضی بکار رفته، بررسی شده اند. علاوه بر این به بررسی تاثیر عواملی که بر روی مقدار آب حفظ شده توسط ابرجاذب موثرند؛ پرداخته شده است. بهینه مقدار آب حفظ شده (wrv) در نسبت الکل به آب 41/4 ، دمای ? 43 و مقدار عامل پیوند عرضی (اسید سیتریک) 2/0 مشاهده می شود. نیز مقدار جذب در نقطه بهینه با استفاده از عوامل پیوند عرضی اسید سوکسینیک و اسید مالئیک جهت تعیین اثر نوع عامل پیوند عرضی مقایسه شده اند. آنالیز اسپکتروسکوپی ft – ir نیز جهت تعیین متیل استره شدن کربوکسی متیل سلولز انجام گرفته است.