در این تحقیق برخی از عوامل موثر در میزان تصفیه پذیری و تولید بیوگاز برای فاضلاب ورودی به تصفیه خانه شرکت آنتی بیوتیک سازی ایران واقع در ساری توسط یک راکتور ترکیبی با جریان رو به بالا و فیلم ثابت بی هوازی (uasff) بررسی گردید. بدین منظور یک پایلوت از جنس شیشه برای این تحقیق طراحی گردید به نحوی که بتوان در مراحل مختلف تصفیه نمونه هایی در مناطق مختلف راکتور برداشت کرد. همچنین سیستم شیشه ای دیگری برای جداسازی ، نگهداری و اندازه گیری گاز تولید شده طراحی گردید که در قسمت فوقانی ستون به آن متصل گردید. یک تانک ته نشینی شیشه ای برای جداسازی لجن هایی که از ستون خارج می شد نیز در کنار ستون نصب گردید. فاضلاب ورودی به ستون از فاضلاب شرکت آنتی بیوتیک سازی ساری تهیه می گردید. این فاضلاب سرشار از آلاینده های شیمیایی بوده که البته در زمان های مختلف با توجه به میزان کارکرد خطوط مختلف تولید میزان و نوع این آلاینده ها تغییر بسیار زیادی داشت. برای راه اندازی سیستم و تولید گرانول از روش های گوناگونی استفاده گردید و زمان بسیار زیادی صرف این مسئله شد، مهمترین مشکل تغییر خواص فاضلاب و همچنین ترکیبات شیمیایی محلول در آن بود که باعث سمی شدن ستون می گردید و فرصت خو گرفتن میکرو ارگانیسم های موجود در ستون را به آنها نمی داد. پس از راه اندازی سیستم آن را در دو دمای 24و37 درجه سانتیگراد راهبری گردید که با تغییر بار آلی در زمان ماند های 12، 18، 30 و40 ساعت میزان تولید بیوگاز و تغییرات در درصد حذف cod بررسی گردید. این پژوهش در مقیاس آزمایشگاهی با جریان پیوسته انجام پذیرفت و نتایج حاصل از آن نشان داد با افزایش زمان ماند و دما میزان حذف cod و تولید بیوگاز بصورت چشمگیری افزایش می یابد.

زیست فناوری پیل سوختی میکروبی دانشی نوین می باشد، که درآن میکروارگانیزم به عنوان کاتالیستی ارزان، انرژی شیمیایی موجود در ترکیبات آلی و غیر آلی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. گسترش این فناوری در حوزه ی علوم مختلف میکروبیولوژی، شیمی، مهندسی برق، مکانیک مهندسی شیمی و ...معرف توانایی آن برای رشد و صنعتی شدن در سال های آتی می باشد. بهینه سازی پارامترهای موثر بر عملکرد پیل از اولین گام های آزمایشگاهی در جهت توسعه این تکنولوژی در مقیاس کاربردی است. توان تولیدی به عنوان یکی ازمشخصه های محسوس از عملکرد پیل سوختی میکروبی میباشد، که به شدت تحت تاثیر غلظت و نوع منبع کربنی است . در این تحقیق با تمرکز بر روی پنج نوع سوبسترا، شامل دو مونوساکارید گلوکز و فروکتوز، دی-ساکارد ساکاروز و دو منبع کربنی طبیعی شیره ی خرما و ملاس، دانسیته توان حاصل در دو گستره ی غلظت-های پایین 1- g/l 7 و بالای 10، 20،30و g/l 40 از هر سوبسترا مورد آزمایش و بررسی قرار گرفت. در حالی که افزایش غلظت از ?? تا g/l ?? در تمام سوبستراها کاهش محسوس توان را به همراه داشته است، به ترتیب غلظت های ?، ?، ?، ?، g/l ? از گلوکز، فروکتوز، ساکاروز، شیره ی خرما و ملاس غلظت های بهینه با بیشترین توان تولیدی شناخته شدند. بیشینه دانسیته توان تولید شده با غلظت های بهینه فوق به ترتیب برابر با 37/56، 83/53، 88/44، 65 و mw/m2 97/59 است. دانسیته جریان متناظر با این توان ها در منحنی قطبش برابر با 33/113، 74/110، 35/101، 79/116، ma/m297/121 ثبت گردید. همانطور که نتایج نشان می دهد، از میان پنج سوبسترای مورد بررسی شیره ی خرما بیشترین دانسیته ی توان را تولید کرده است. غلظت به عنوان عامل موثر بازدارندگی بر روی توان تولیدی، با دقت خوبی به وسیله معادله تسیر مدل شد. نتایج مدل بیشترین دانسیته ی توان ممکن را برای شیره ی خرما پیش بینی نمود. همانطور که انتظار می رفت ساکاروز ، با توجه به پیچیده تر بودن منبع کربنی آن، بیشترین بازدارندگی را به همراه داشت. مجموعه نتایج حاصل از داده های تجربی و مدل تسیر نشان می دهد که حضور قند های مونو و دی ساکاریدی در ملاس و شیره خرما عامل عملکرد طولانی تر و دانسیته توان بالاتر در پیل تغذیه شده با این دو منبع کربنی است.

سنتز آنزیم لیپاز در فرایند تخمیر حالت جامد با استفاده از میکروارگانیسم rhizopus oryzae و سوبسترای تفاله نیشکر (باگاس) مورد بررسی قرار گرفت. یک بیوراکتور سینی دار جدید با کنترل دقیق پارامترهای فرایندی شامل دما و رطوبت طراحی شده و به منظور تولید آنزیم بیرون سلولی مورد استفاده قرار گرفت. فرایند تخمیر به مدت 120 ساعت انجام شد و میزان لیپاز تولیدی به فاصله زمانی 24 ساعت در دماهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت. ضایعات/محصولات مختلف کشاورزی شامل باگاس، آرد گندم، آرد ذرت، آرد جو و نیز مخلوط (50:50) این محصولات با باگاس بعنوان سوبسترا مورد استفاده قرار گرفتند. لیپاز تولیدی از باگاس خالص نسبت به بقیه سوبستراها فعالیت بالاتری نشان داده است. علاوه بر این، تأثیر پارامترهای دمای بیوراکتور، رطوبت بیوراکتور، عمق بستر سوبسترا ، اندازه ذرات و نیز رطوبت اولیه سوبسترا مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داده است که دمای °c45، رطوبت %80، عمق بستر cm5/0، اندازه ذرات در محدوده mm6/0-335/0 و رطوبت اولیه %80 برای سینی بالایی و %70 برای سینی میانی به تولید لیپاز با حداکثر فعالیت انجامید. همچنین تأثیر غنی سازی باگاس با منابع کربنی و نیتروژنی مورد بررسی قرار گرفت. افزایش منابع کربنی به سوبسترا موثر نبوده در حالیکه با غنی سازی باگاس با منابع نیتروژنی، فعالیت لیپاز تولیدی به طور قابل ملاحظه ای افزایش یافت. در میان منابع نیتروژنی، اوره بعنوان بهترین ماده غنی ساز شناخته شد. بعلاوه، روغن های گیاهی شامل روغن های کانولا، زیتون، سویا و کرچک با غلظت های مختلف بعنوان محرک رشد در تولید لیپاز مورد استفاده قرار گرفتند. از میان این روغن ها روغن های زیتون و کانولا باعث افزایش فعالیت لیپاز تولیدی شدند. حداکثر فعالیت لیپاز پس از گذشت 72 ساعت تحت تمامی شرایط مطلوب 75/284، 96/243 و u/gds64/62 به ترتیب برای سینی بالایی، میانی و پایینی بدست آمد. تأثیر دما و ph بر فعالیت لیپاز تولیدی تحت شرایط مطلوب مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که آنزیم در دمای °c50 و ph برابر 8 حداکثر فعالیت را داشته است.

پیل سوختی میکروبی دستگاهی الکتروشیمیایی است که انرژی شیمیایی موجود در مواد آلی و غیر آلی را با به کارگیری میکروارگانیسم به عنوان بیوکاتالیست، به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. میکروارگانیسم ها الکترون های تولیدی را به سه روش، انتقال الکترون مستقیم، انتقال الکترون با واسطه بیرونی و با استفاده از واسطه تولید شده به وسیله میکروارگانیسم، به الکترود آند منتقل می کنند. اما با توجه به گران بودن، ناپایداری و سمی بودن واسطه های مورد استفاده در پیل سوختی، پیل های سوختی میکروبی بی واسطه توجه بسیاری را به سوی خود جلب کرده است. در این تحقیق تولید جریان در پیل سوختی میکروبی بی واسطه مورد ارزیابی قرار گرفته است. جهت ارزیابی عملکرد الکتریکی پیل سوختی ساخته شده از منحنی قطبش استفاده شده است. در تامین گونه های میکروبی قادر به تولید الکتریسیته در پیل سوختی بدون استفاده از واسطه; از فاضلاب بی هوازی به عنوان ماده تلقیحی استفاده شده است. به عنوان یکی از عوامل موثر بر عملکرد پیل، غلظت گلوکز در نقش الکترون دهنده, در گستره 100 تا 3000mg/l مورد ارزیابی قرار گرفته است و غلظت بهینه، 500 mg/l به دست آمده است. بیشترین دانسیته توان و جریان تولیدی در غلظت 500 mg/l به ترتیب 186 mw/m2 و 1078 ma/m2 به دست آمده است. هم چنین به منظور افزایش توان تولیدی در پیل سوختی از اکسید کننده هایی همچون فری سیانید پتاسیم، پتاسیم پرمنگنات و پتاسیم سولفید با غلظت 200 µmol/l استفاده شده است. بیشترین دانسیته توان و جریان به ترتیب 917 mw/m2 و 2498 ma/m2 با به کارگیری پتاسیم پرمنگنات به دست آمده است. در کنار استفاده از گلوکز به عنوان منبع کربنی، تولید توان با استفاده از سولفید به عنوان یک الکترون دهنده غیر آلی نیز در پیل سوختی بررسی شده است. در این حالت توان تولیدی با افزایش غلظت از 10 به1000 mg/l افزایش یافته و بیشترین دانسیته توان و جریان تولیدی به ترتیب 596 mw/m2 و 2633 ma/m2 درغلظت 1000 mg/l به دست آمده است. از طرفی دیگر حذف سولفید از محفظه آندی پیل سوختی همزمان با تولید الکتریسیته مشاهده شده است. جهت اندازه گیری غلظت سولفید از روش نورسنجی استفاده شده است؛ و بازده حذف سولفید 64%، 60، 66، 70 به ترتیب برای غلظت های 100 mg/l 80, ، 20، 10 به دست آمده است.

در این تحقیق حذف هیدروژن سولفید از گاز ترکیبی در بیورآکتور ناپیوسته انجام شد. محیط کشت ترکیبی از چشمه آب گرم رامسر جداسازی گردید. ترکیبات محیط کشت جهت حذف هیدروژن سولفید توسط نرم افزار design expert بهینه سازی شد. بیشترین میزان وزن خشک سلولی بدست آمده برابر با 78/2 گرم بر لیتر بود. غلظت بهینه آمونیوم کلرید، سدیم تیوسولفات، عصاره مخمر و منبع فسفات به ترتیب برابر با 42/0 ،8 ، 2/2 و 2/2 گرم بر لیتر بدست آمد. اثرات دما های مختلف در بازه دمایی 25 تا 45 درجه سانتیگراد با فاصله 5 درجه در فرایند حذف هیدروژن سولفید بررسی شد. نتایج آزمایشها نشان می داد که بازده حذف با افزایش دما از 25 تا 35 درجه سانتیگراد افزایش پیدا کرد، سپس افزایش دما تا 45 درجه سانتیگراد کاهش میزان بازده حذف را به همراه داشت. پارامترهای سینتیکی با مدلهای مختلف سینتیکی مورد ارزیابی قرار گرفت. بیشترین میزان وزن خشک سلولی بدست آمده توسط مدلهای سینتیکی لوجستیک و ورهالست برابر با 519/0 و 733/0 به ترتیب بدست آمد. همچنین بیشترین شدت رشد ویژه با بکارگیری مدل سینتیکی مونود و موزر به ترتیب برابر با 353/0 و 36/0 در 45 درجه سانتیگراد بدست آمد. میزان رگرسیون بدست آمده برای مدل ورهالست تنها در سه دمای 35 ،40 و 45 درجه سانتیگراد قابل قبول بود. بیشترین میزان ضریب بازدارندگی بوسیله مدل اندرو در دمای 35 درجه سانتیگراد و برابر با 09/10 بدست آمد.

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.

هدف این تحقیق، جداسازی، خالص سازی و شناسایی سویه میکروبی بومی که قادر به تولید هیدروژن از طریق واکنش جابه جایی آب-گاز در شرایط بی هوازی از گاز سنتز باشد. این سویه میکروبی به عنوان بیوکاتالسیت واکنش از لجن فاضلاب بی هوازی تصفیه خانه لبنی (شیر پاستوریزه تهران) جداسازی شده است .سویه میکروبی مذکور از طریق آنالیز 16s rrna شناسایی شده و سودوموناس پلاستریس پی تی نامگذاری شده است. سودوموناس پلاستریس قادر به مصرف منوکسید کربن وتولید هیدروژن است. آزمایشات در شرایط بی هوازی از گاز سنتز در راکتور ناپیوسته انجام شده است. این تحقیق به دو مرحله رشد سلولی و تولید هیدروژن تقسیم شده است که در مرحله اول نور به عنوان منبع انرژی استفاده شد و در مرحله دوم با حذف نور، منوکسید کربن منبع انرژی واکنش بیولوژیکی جا به جایی آب گاز است. اضافه کردن استات سدیم از غلظت g/l 5/. تا g/l3 به عنوان منبع کربنی در فاز مایع و تاثیر آن در میزان رشد سلولی و نرخ تولید هیدروژن و دی اکسید کربن وهمچنین میزان مصرف منوکسید کربن در دمای محیط وفشار اتمسفریک بررسی شده است. نتایج مربوط به آن نشان می دهد که افزایش استات سدیم اثر بازدارندگی در رشد سلولی و تولید هیدروژن و مصرف منوکسید کربن ایجاد می کند. بیشترین غلظت تولید هیدروژن در غلظت g/l 5/1 استات سدیم با حداکثر تولید mmolh2/l 5/33 و بازده 99/85 % در مرحله تولید هیدروژن است. نور به عنوان پارامتر مهم در رشد سلولی باکتری های فتوسنتزی است ورشد سلولی در شدت نورهای مختلف نوری lux500 و lux 1000 و lux 2000 در غلظت g/l 5/1 استات سدیم مورد بررسی قرار گرفت. بهترین شدت نور برای بیشترین میزان رشد سلولی lux 1000 نوری است. پارامتر دیگر مورد بررسی در محیط کشت عنصر کمیاب آهن به شکل فریک سیترات است از آنجایی که فلز آهن موثر در فعالیت آنزیم های منوکسید کربن دی هیدروژنار و هیدروژناز که آنزیم های کلیدی این واکنش محسوب می شوند. بررسی اثر این عنصر کمیاب در چهار غلظت mg/l 10 و mg/l 27 و mg/l 60 و mg/l90 فریک سیترات بر میزان رشد سلولی و تولید هیدروژن و مصرف منوکسیدکربن انجام شده و اثر بازدارندگی در رشد و تولید هیدروژن و مصرف منوکسیدکربن را در غلظت بالاتر از mg/l60 فریک سیترات دیده شده است.

چکیده افزایش روز افزون مصرف انرژی و کاهش منابع فسیلی بشر را بر آن داشت تا به دنبال سوخت های تجزیه پذیر و مناسبی برای بر طرف کردن نیازهای انرژی خود، و جایگزینی برای سوخت های فسیلی باشند. بیو دیزل به لحاظ تجدید پذیری، قابلیت تجزیه بیولوژیکی، افزایش روانکاری موتور و کاهش گازهای گلخانه ای یکی از بهترین جایگزین ها برای سوختهای فسیلی می باشد. انتخاب کاتالیست مناسب در تولید بیودیزل تاثیر چشم گیری در هزینه های جداسازی و خالص سازی محصول دارد. در پروژه پیش رو زئولیت hzsm5 به عنوان کاتالیست مبنا انتخاب شد و اصلاحات مختلفی بر روی آن صورت گرفت و در فرآیند ترانس استریفیکاسیون روغن کلزا در حضور متانول مورد استفاده قرار گرفت. همچنین به منظور آنالیز کاتالیست های سنتز شده از آنالیزهای xrd، sem و bet استفاده شد. در ابتدا خود زئولیت سنتز شده به عنوان کاتالیست در فرآیند مورد استفاده قرار گرفت که میزان تبدیل درصد واکنش تقریبا صفر شد. در مرحله بعدی از بارگذاری در صدهای مختلف اکسید کلسیم (25، 35، 45، 55% وزنی) به روش مایکروویو برای اصلاح کاتالیست استفاده شد. بالاترین میزان تبدیل به دست آمده در این روش برابر 29% بود که شرایط بهینه آن عبارتند از: بارگذاری 35درصدی اکسید کلسیم، دمای 65 درجه سانتی گراد واکنش، نسبت مولی الکل به روغن 12، نسبت وزنی کاتالیست به روغن 10 درصد و زمان واکنش 8 ساعت. در روش دوم از بارگذاری اکسید کلسیم به روش اشباع سازی استفاده شد. اصلاح کاتالیست و فرآیند ترانس استریفیکاسیون بر اساس پارامترهای بهینه شده قسمت اول انجام شد. میزان درصد تبدیل بدست آمده در این حالت 57% بدست آمد. در اصلاح بعدی به منظور بررسی اثر یونهای سدیم و پتاسیم، زئولیت hzsm5 با استفاده از محلول های با غلظت مختلف (5/0، 1 و 2 مولار) کلرید سدیم و کلرید پتاسیم به زئولیت kzsm5 و nazsm5 تبدیل شدند و اصلاح زئولیت و انجام فرآیند ترانس استریفیکاسیون بر اساس پارامترهای بهینه شده در قسمت اول و به روش اشباع سازی مورد بررسی قرار گرفتند. بالاترین میزان تبدیل بدست آمده برای زئولیتهای اصلاح شده hzsm5، nazsm5 و kzsm5 به ترتیب برابر 57، 25 و 8% شد. در روش آخر از بارگذاری هیدروکسید سدیم با درصد وزنی مختلف (2، 4، 8، 12 درصد وزنی) به روش اشباع سازی به منظور اصلاح زئولیت hzsm5 استفاده شد. بالاترین درصد تبدیل در این روش در بارگذاری 8 درصدی هیدروکسید سدیم، دمای 65 درجه سانتی گراد، نسبت مولی الکل به روغن 9، زمان واکنش 12 ساعت و درصد وزنی کاتالیست به روغن 10درصد بدست آمد که برابر 66% می باشد. همچنین در مرحله آخر به منظور بررسی اثر حلال بر روی میزان تبدیل واکنش از هگزان به نسبت حجمی 5 به 2 روغن در جضور زئولیت اصلاح شده با هیدروکسید سدیم استفاده شد. این امر باعث افزایش میزان درصد تبدیل واکنش از 66 به 72% شد. واژه های کلیدی: ترانس استریفیکاسیون، اشباع سازی، مایکرویو، hzsm5.

بیودیزل سوخت جایگزین در موتورهای دیزل می باشد که حاوی استرهای مونوآلکیل اسیدهای چرب با زنجیره بلند بوده که از ترانس استریفیکاسیون روغن های گیاهی یا چربی های حیوانی بدست می آید. فرایند ترانس استریفیکاسیون می تواند در حضور کاتالیست شیمیایی یا کاتایست زیستی انجام شود. مصرف انرژی زیاد، دشواری بازیافت گلیسرول و حجم بالای فاضلاب های حاصل از خالص سازی بیودیزل از جمله معایب روش ترانس استریفیکاسیون شیمیایی می باشد. ترانس استریفیکاسیون آنزیمی روغن، جایگزین مناسبی برای حل مشکلات ناشی از ترانس استریفیکاسیون شیمیایی می باشد، از آنجاییکه در این فرایند بازیافت گلیسرول و خالص سازی سوخت به سهولت انجام می پذیرد. در دهه های اخیر، مطالعه در زمینه تولید بیودیزل به روش آنزیمی توجه بسیاری از محققان را به خود جلب نموده است. در این کار، ترانس استریفیکاسیون آنزیمی روغن کلزا با متانول در دو حالت لیپاز آزاد و تثبیت شده پورسین پانکراتیک در سیستم ناپیوسته انجام شد. تأثیر غلظت آنزیم، نسبت مولی متانول به روغن، محتوای آب، نوع حلال، نسبت حجمی ترشیو-بوتانول و دمای واکنش مورد مطالعه قرار گرفت. بیشترین میزان تبدیل متیل استر در 6 درصد وزنی آنزیم، 5 درصد حجمی آب، نسبت مولی 9:1 متانول به روغن در دمای 37 درجه سانتیگراد به مدت زمان 72 ساعت بدست آمد که برابر با 70/32 درصد بود. به منظور شناسایی شرایط مناسب تولید بیودیزل از حلال های مختلف استفاده شد. بیشترین میزان متیل استر با استفاده از حلال نیمه قطبی ترشیو-بوتانول بدست آمد. لیپاز پورسین پانکراتیک توسط روش به دام اندازی در گوی های ژله ای کلسیم آلژینات تثبیت شد. شرایط تثبیت برای غلظت های سدیم آلژینات و کلسیم کلراید بهینه گردید. نتایج مطلوب در غلظت های 2/5 درصد وزنی محلول سدیم آلژینات و 2 مولار محلول کلسیم کلراید بدست آمد. لیپاز تثبیت شده در واکنش متانولیز استفاده شد و بیشترین میزان تبدیل متیل استر در مدت 48 ساعت، در 12 درصد وزنی آنزیم و نسبت مولی 12:1 متانول به روغن در دمای 37 درجه سانتیگراد برابر با 19/8 درصد بود.

با توجه به رشد روزافزون صنعت و تکنولوژی در سالهای اخیر توسعه روشهایی متناسب و همگام با این رشد در زمینه های مختلف ضروری می باشد. آنالیز و سنجش مواد در بخش های مختلف صنایع شیمیایی، دارویی و پزشکی یکی از شاخصه هایی است که بسیار حایز اهمیت می باشد، که هر اندازه روشهای آنالیز سریع تر و دقیق تر باشد ارزشمندتر می باشد. در مورد گلوکز بعنوان ترکیبی مهم در صنایع غذایی و همچنین نیاز به تنظیم مداوم قند خون در بیماران دیابتی، اهمیت تشخیص و سنجش این ماده آشکار می گردد. بیوسنسورها ابزاری توانمند جهت شناسایی مواد آلی و مولکولهای زیستی می باشند. در حقیقت بیوسنسورها ابزارهای آنالیتیکی هستند که می توانند با بهره گیری از هوشمندی مواد بیولوژیکی، ترکیب یا ترکیباتی را شناسایی نموده و با آنها واکنش دهند. معمولا موادی را که بیوسنسور آنالیز می کند سوبسترا یا آنالیت می نامند. محصول واکنش حسگر با آنالیت می تواند یک پیغام شیمیایی، نوری، حرارتی و یا الکتریکی باشد. در یک بیوسنسور، عنصر حسگر باید به نوعی به مبدلی متصل شود تا پاسخ اختصاصی حاصل شده به سیگنال قابل اندازه گیری تبدیل شود. در حقیقت یک بیوسنسور را می توان به عنوان ابزاری که از تلفیق یک عنصر بیولوژیکی متصل به یک مبدل حاصل می شود، تعریف نمود. نانوبیوسنسورها با تلفیق دو علم بیوتکنولوژی و نانوتکنولوژی روش هایی بسیار سریع و دقیق را برای سنجش و اندازه گیری مواد و آنالیت های مختلف فراهم می نمایند که این مطلب اهمیت بسیار بالای این گونه سنسورها را نشان می دهد. در تحقیق حاضر هدف به بررسی و طراحی نانوبیوسنسور آنزیمی برای تشخیص و آنالیز گلوکز پرداخته شد. آنزیم گلوکز اکسیداز با توجه به گزینش پذیری بالا نسبت به گلوکز بعنوان عنصر بیولوژیکی انتخاب شد. با توجه به مطالعات انجام شده مبدل الکتروشیمیایی و روش های ولتامتری چرخه ای و آمپرومتری برای بررسی عملکرد بیوسنسور بکار برده شد. در این راستا شرایط مختلف تثبیت آنزیم (جذب سطحی، اتصال عرضی، بدام اندازی و محبوس سازی) با استفاده از مواد تثبیت کننده کیتوسان، نفیون و گلوتار آلدهید بررسی گردید. پارامترهای عملیاتی متعددی مانند نوع الکترود کاری، غلظت آنزیم، دما، ph، اثر مواد مزاحم و همچنین پایداری حرارتی و زمانی سنسورهای ساخته شده بررسی و شرایط بهینه برای ساخت سنسور آنزیمی گلوکز تعیین شد. با توجه به نتایج حاصل از آزمایش ها کیتوسان بعنوان یک ماده مناسب و حفظ کننده فعالیت آنزیم در دراز مدت و همچنین نفیون بعنوان روکش برای جلوگیری موثر از نشت آنزیم بکار برده شدند. همچنین برای افزایش رسانایی در ساپورت و در نتیجه افزایش میزان پاسخ جریان از الکترولایه نشانی نانوذرات نقره بر روی ساپورت استفاده شد. در شرایط بهینه 10 میکرولیتر از محلول شامل 5 میلی گرم بر میلی لیتر گلوکز اکسیداز و 4/0 درصد وزنی کیتوسان بر سطح الکترود تزریق شده و پس از خشک شدن نانوذرات نقره بر روی آن نشانده شد و سپس 5 میکرو لیتر محلول نفیون 5/0 درصد وزنی بعنوان روکش استفاده شد. در تحقیق حاضر میزان حساسیت نانو بیوسنسور µa mm?1 cm?2 6/58، حد تشخیص 4/4 میکرو مولار گلوکز، زمان پاسخ 5 ثانیه و گستره خطی پاسخ 05/0 الی 5/11 میلی مولار گلوکز به دست آمد. ثابت میکائیلیس منتن ظاهری mm 14/9=km,app حاصل شد و همچنین نانوبیوسنسور 96 درصد از پاسخ اولیه خویش را بعد از مدت زمانی 30 روز حفظ نمود. نتایج حاصل نشان داد که نانوبیوسنسور طراحی شده با حساسیت و سرعت تشخیص بالا پایداری زمانی و اسحکام بسیار مناسبی داشته و همچنین در برابر حضور مواد مزاحم نیز توانایی حفظ پاسخ بالایی دارد.

در این پژوهش از دو پیل سوختی میکروبی تک محفظه ای هوا - کاتد به حجم 90 میلی لیتر استفاده شد. به جهت کاهش هزینه ساخت، توری استیل ضد زنگ با پوشش گرافیت به عنوان آند در هندسه حلزونی به کار گرفته شد. جهت اثبات توانایی سامانه در تولید انرژی الکتریسیته و تصفیه پساب، پساب صنایع شکلات سازی با بار اکسیژن خواهی بالا و به عنوان خوراک پیل سوختی میکروبی تک محفظه ای انتخاب شد. لجن فعال تصفیه خانه قائم شهر، بعنوان کشت مخلوط استفاده گردید.سامانه پیل سوختی در دو فاصله الکترودی و در طول بازه های مقاومتی مختلف مورد آزمایش قرار گرفت.