بررسی شرایط بهینه تولید پلی الکترولیت کیتوزان در مقیاس آزمایشگاهی و کاربری آن در تصفیه آب و پساب

کیتوزان یک پلی الکترولیت کاتیونی طبیعی می باشد که قابل تجزیه بیولوژیکی بوده و غیرسمی می باشد. کیتوزان از پوسته سخت پوستان دریائی بخصوص میگو قابل استحصال می باشد و با توجه به اینکه ضایعات پوست میگو بمقدار قابل ملاحظه و بعنوان محصول جانبی در تولیدات شیلات موجود است، تولید این ماده در کشور امکان پذیر می باشد. در این مطالعه روشهای مختلف برای تهیه کیتوزان در مقیاس آزمایشگاهی و صنعتی از پوست میگو مورد بررسی قرار گرفتند. روشهای تصحیح یافته ‏‎liu‎‏ و ‏‎cift‎‏ مناسبترین روشهای تولید آزمایشگاهی کیتوزان از پوست میگو بودند. با استفاده از این روشها نمونه های کیتوزان از نمونه های پوست میگوی تهیه شده از شیلات جنوب در شرایط فیزیکی و شیمیائی مختلف تهیه گردیدند که راندمان تولید در اغلب این آزمایشات بین 8 تا 10 درصد بودند. طیف های ‏‎ir‎‏ و ‏‎dtg‎‏ نشان دادند که محتوای کیتین نمونه پوست میگوی خام حدود 20 درصد و درجه خلوص نمونه های کیتوزان تولیدی و تجاری (بعنوان مرجع) بیش از 90 درصد بود. در آزمایشات انجام شده راندمان عملیات تخلیص نمونه پوست میگو و واکنش دی استیلاسیون به ترتیب 50 و 80 درصد بدست آمدند. با مقایسه طیف های ‏‎ir‎‏ و ‏‎dtg‎‏ نمونه های کیتوزان تولیدی توسط روشهای تصحیح یافته ‏‎liu‎‏ و ‏‎cift‎‏ با طیف ها نمونه کیتوزان تجاری، نمونه هایی با بالاترین خلوص برای انجام آزمایشات جار انتخاب گردیدند. نمونه انتخابی در روش تصحیح یافته ‏‎liu‎‏ حاوی 59/5 درصد رطوبت و نمونه انتخابی در روش ‏‎cift ‎‏ دارای 6 درصد رطوبت بودند که با احتساب مقادیر کمی ناخالصی، مقدار کیتوزان موجود در هر یک از آنها بالاتر از 90 درصد وزنی برآورد گردیده. این بررسی ها همچنین نشان دادند که کیفیت و خلوص کیتوزان تولیدی با روش ‏‎cift‎‏ نسبت به نمونه دیگر بالاتر میباشد. نمونه های تولیدی انتخاب شده و نیز نمونه کیتوزان تجاری به همراه آلوم بعنوان منعقد کننده اصلی در جارتست جهت کاهش کدورت محلول خاک رس ‏‎(clay)‎‏ در شرایط متغیر ‏‎‏‎ph‎‏، میزان تزریق مواد، زمان ته نشینی، زمان لخته سازی و ... مورد آزمایش قرار گرفتند. مقایسه عملکرد نمونه کیتوزان تجاری و نمونه های کیتوزان تولیدی در کاهش کدورت آب نشان داد که فلوکهای تشکیل شده توسط کیتوزان تجاری احتمالا بدلیل بالاتر بودن وزن مولکولی آن نسبت به نمونه های کیتوزان تولیدی، درشت تر بوده و برای ته نشینی به زمان کمتری نیاز داشتند. همچنین نتایج این آزمایشات نشان داد که نمونه کیتوزان تولیدی با روش ‏‎cift‎‏ از نقطه نظر کاهش کدورت آب دارای عملکرد بهتری نسبت به نمونه کیتوزان تولیدی با روش ‏‎cift‎‏ از نقطه نظر کاهش کدورت آب دارای عملکرد بهتری نسبت به نمونه کیتوزان تولیدی با روش تصحیح یافته ‏‎liu‎‏ می باشد. بررسی های بعمل آمده مشخص نمود ‏‎ph‎‏ بهینه برای کاربرد کیتوزان بهمراه آلوم، در محدوده 5/10-9 بوده و زمانهای لخته سازی و ته نشینی بایستی بترتیب در محدوده 30-15 دقیقه و 30-10 دقیقه در نظر گرفته شوند. در آزمایشات جار مشخص گردید که وزن مولکولی کیتوزان مصرفی در میزان تزریق آن تاثیر عمده ای نداشته ولی در اندازه فلوکهای تشکیل شده موثر می باشد.