زمانی که نفت خام در تانک های بزرگ ذخیره می شود، همواره رسوبات آلی با وزن مولکولی بالا ته نشین می شود. این رسوبات ایجاد لجن کرده و باعث کاهش ظرفیت ذخیره سازی و افزایش مشکلات پاکسازی مخازن ذخیره نفت می شوند. جداسازی این لجن های نفتی نیازمند شستشو با حلال یا پاکسازی دستی می باشندکه زمان بر، خطرناک و گران قیمت می باشند. یکی از روشهای جداسازی، تولید امولسیون پایدار نفت/آب با کمک بیوسورفکتانت ها می باشد. بیوسورفکتانت ها، مولکول های دوگانه دوست منحصربه فردی هستند که کاربرد وسیعی در حذف آلودگی های آلی و فلزی محیط زیست، ازدیاد برداشت نفت، لجن زدایی تانکرهای ذخیره نفت و انتقال نفت سنگین در خطوط لوله دارند در این تحقیق، بهینه سازی فرایند روان سازی لجن نفتی با استفاده از بیوسورفکتانت ناخالص و خالص شده مورد بررسی قرار گرفته و تاثیر سه متغیر میزان بیوسورفکتانت، سرعت اختلاط و زمان اختلاط بیوسورفکتانت با لجن نفتی بر میزان روان سازی تعیین شده است. تولید بیوسورفکتانت با استفاده از باکتری سودوموناس آئروجینوزا سویه mm1011انجام شد. . بهینه سازی فرآیند خالص سازی بیوسورفکتانت تولیدی با استفاده از نانو ذرات مغناطیسی اکسید آهن سنتز شده به روش رسوبی- کاهشی و تأثیر دو متغیر مدت زمان تماس نانوذرات با بیوسورفکتانت و مقدار نانوذرات ترکیب شده با بیوسورفکتانت بر میزان خالص سازی بیوسورفکتانت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان دادند که کارآیی بیوسورفکتانت خالص سازی شده در روان سازی لجن نفتی نسبت به بیوسورفکتانت ناخالص بیشتر است. هم چنین مطابق نتایج بهینه سازی فرآیند خالص سازی بیوسورفکتانت به روش پاسخ سطح (rsm)، سطوح بهینه برای مدت زمان تماس نانوذرات و محلول بیوسورفکتانت و همچنین جرم نانوذرات ترکیبی با بیوسورفکتانت به ترتیب برابر min 8/25 و g 07/0 بوده و مقدار غلظت مایسل بحرانی تحت این شرایط برابر mg/l 864/22 به دست آمد. در ادامه براساس شرائط بهینه بدست آمده در تولید بیوسورفکتانت و خالص سازی با استفاده از نانوذرات، فرایند روان سازی لجن نفتی بررسی شد. نتایج نشان دادکه استفاده از بیوسورفکتانت خالص باعث کاهش زمان روانسازی لجن نفتی به میزان حداقل دوبرابر می شود. همچنین در شرائط بهینه، نسبت درصد میزان ویسکوزیته مخلوط لجن نفتی با بیوسورفکتانت خالص نسبت به ویسکوزیته مخلوط لجن نفتی و بیوسورفکتانت ناخالص درحدود 75 درصد است که نشاندهنده میزان مناسب کاهش ویسکوزیته لجن نفتی توسط بیوسورفکتانت خالص می باشد.

در این تحقیق فرآیند تولید و خالص سازی بیوسورفکتانت سورفکتین توسط سویه ی bacillus subtilis atcc6633 بررسی شده است. به این منظور با انجام آزمایش های بهینه سازی، تاثیر متغیرهای عملیاتی شدت همزدن، غلظت سوبسترا و دما بر متغیرهای پاسخ که شامل میزان جرم خشک سلولی، میزان کاهش کشش سطحی و میزان بیوسورفکتانت خام تولیدی، با استفاده از روش پاسخ سطح بررسی شد و سطوح بهینه با توجه به هر یک از آن ها ارائه شده است. علاوه بر بهینه سازی تولید بیوسورفکتانت، بهینه سازی فرآیند خالص سازی بیوسورفکتانت تولیدی با استفاده از نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن نیز با استفاده از روش پاسخ سطح مورد بررسی قرار گرفته و تأثیر شش متغیر مدت زمان تماس نانوذرات با بیوسورفکتانت، مقدار ماده جاذب (نانوذره)، دما، ph ، شدت همزن در زمان اختلاط و قدرت میدان مغناطیسی بر میزان خالص سازی بیوسورفکتانت تعیین شده است. مقادیر بهینه برای بهینه سازی تولید بیوسورفکتانت برای متغیرهای عملیاتی شدت همزدن، غلظت سوبسترا و دما به ترتیب برابر با rpm176، g/l12/10 و c° 94/37 است. همچنین مقادیر بهینه برای خالص سازی بیوسورفکتانت و متغیرهای مدت زمان تماس نانوذرات با بیوسورفکتانت، مقدار ماده جاذب (نانوذره)، دما، ph ، شدت همزن در زمان اختلاط و قدرت میدان مغناطیسی برابر با min 93/26، gr19/0، c° 94/39، 15/8، rpm 89/711 و t 17/1 به دست آمد.

چکیده در این تحقیق مدل سازی بیوراکتوری با حلقه عمودی برای تولید توده زیستی (پروتئین تک یاخته) ازگاز طبیعی(متان) انجام شده است.در ابتدا مراحل و مبانی مدلسازی شامل مدل های سینتیکی، هیدرودینامیکی و پراکندگی محوری تولید از میکروارگانیسم در بیوراکتورهای حلقه ای مورد بررسی قرار گرفته است و مدل سازی سینتیکی با استفاده از روابط پیشنهادی برای رشد سلولی مثل مدل مونود انجام شده است. در مدل سازی هیدرودینامیکی به بررسی عوامل اثر گذار بر جریان و سرعت های مایع و گاز پرداخته شد. در این پروژه عدد بدنشتاین با دو فرض مختلف بدست آمده است. در مدل سازی تولید زیست توده از گاز طبیعی، فرآیندتولید توده سلولی محصول در بیوراکتور شبیه سازی شده است. روش های بدست آوردن عوامل لازم برای مدل سازی توضیح داده شده و سپس معادلات مدل برای بدست آوردن پارامترهای مدل سازی استخراج شد، پارامترهای سینتیکی مدل با روش های عددی بدست می آیند. در آخر با کمک مدل بدست آمده و پارامترهای سینتیکی تنظیم شده، بهینه سازی شرایط عملیاتی آزمایش با کمک آنالیز حساسیت مدل برای شرایط مختلف شامل درصد بهینه گاز دهی، سرعت مایع و سرعت گاز انجام شده است.