علوم و مهندسی جداسازی
سال:1395 | دوره:8 | شماره:1 |تعداد مقالات:9

یکی از چالش های عمده در صنعت بیوتکنولوژی، تخلیص پروتئین مطلوب از مجموعه بیومولکول های موجود در سوسپانسیون تخمیری است. هدف از تحقیق حاضر جداسازی آنزیم پروتئاز تولید شده توسط سویه باسیلوس لیکنی فورمیس از سوسپانسیون تخمیری با استفاده از سیستم دوفازی آبی می باشد. سیستم دوفازی آبی روشی ارزشمند برای جداسازی و تخلیص مخلوط بیومولکول ها است. در این تحقیق سیستم های دوفازی آبی مختلف شامل پلی اتیلن گلایکول (وزن مولکولی 2000 و 8000) در غلظت های 40، 50 و 60 درصد وزنی و نمک های سیترات سدیم و سیترات پتاسیم در غلظت های 40 و 50 درصد برای استخراج آنزیم پروتئاز از سوسپانسیون تخمیریباسیلوس لیکنی فورمیس مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج نشان داد که سیستم متشکل از پلی اتیلن گلایکول با وزن مولکولی 2000 و نمک سیترات سدیم برای استخراج پروتئاز از سوسپانسیون تخمیری مناسب و بهترین شرایط عملیاتی شامل 40 درصد وزنی به وزنی پلی اتیلن گلایکول 2000 و 40 درصد وزنی به وزنی سیترات سدیم بود که در شرایط فوق، فاکتور تخلیص و درصد بازیابی آنزیم به ترتیب 12.7 و 48.9 بدست آمد.

فاضلاب صنعت آبکاری، حاوی مقدار بالایی فلز کروم می باشد. در این تحقیق حذف کروم (VI) توسط نانوذره مغناطیسی Fe3O4 از فاضلاب صنعت آبکاری مورد مطالعه قرار گرفت. فاضلاب مورد آزمایش از کارگاه آبکاری واقع در شهرک صنعتی پایتخت تهیه گردید. نانوذره مورد آزمایش دارای قطر متوسط ذره ای 30 نانومتر بود. در این تحقیق پارامترهای pH ، میزان نانوذره،مدت زمان واکنش،دما و تاثیرات آنها بر فرایند جذب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد، حذف بهینه کروم در مدت زمان 60 دقیقه و pH حدود 3 ، میزان نانوذرهg/L 1 در دمای 25oC به دست آمد. همچنین به منظور بررسی مکانیزم جذب، ثابت ایزوترمهای لانگموییر و فروندلیچ با داده ها تطبیق داده شد. نتایج نشان داد که ایزوترم فروندلیچ مدل مناسبتری می باشد. برای بررسی سینتیک جذب از مدلهای شبه کاذب درجه اول و دوم استفاده شد،که سینتیک جذب کروم از مدل درجه دوم پیروی کرد.

در این تحقیق، فرآیند جذب گاز دی اکسیدکربن با استفاده از زئولیت 13x در یک راکتور بستر ثابت مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایش های جذب در یک بستر ثابت با ارتفاع 1 متر و قطر 10 سانتیمتر انجام گردید. آزمایشات جذب جهت بررسی پارامترهای عملیاتی شامل دما، فشار، دبی گاز و مقدار جاذب انجام گرفت. نتایج آنالیز ذرات جاذب نشان داد که متوسط قطر حفرات جاذب 1.92 نانومتر و سطح ویژه 697 مترمربع بر گرم می باشد. نتایج آزمایشات تجربی نشان داد که با افزایش فشار و ارتفاع بستر و کاهش دما، سرعت جذب گاز دی اکسیدکربن افزایش می یابد. ارزیابی داده های ایزوترم جذب نشان داد که جذب دی اکسیدکربن فیزیکی بوده و جاذب دارای ظرفیت جذب بالائی می باشد. همچنین داده های ایزوترم با مدل های مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج نشان داد که ایزوترم فرندلیچ با مقدار ضریب همبستگی 0.999 بهترین تطابق با داده های تجربی دارد.

در این تحقیق نانوپودر هگزافریت باریم تهیه شده با روش هم رسوبی به عنوان جاذب یون کروم شش ظرفیتی از محلول آبی مورد استفاده قرار گرفت و اثر بخشی متغیرهای مختلف تولید نانوپودر و به ویژه آسیاکاری مکانیکی پودر، بر عملکرد این نانوجاذب مورد مطالعه قرار گرفت. از روش های پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف سنجی نشر اتمی پلاسمای جفت شده القایی به منظور مشخصه یابی نمونه ها استفاده گردید. نتایج نشان دادند که فاز هگزافریت باریم طی هم رسوبی از مخلوط آب- الکل و سپس کلسیناسیون در دمای نسبتا پایین 700oC در مدت یک ساعت با اندازه متوسط ذرات 90nm تشکیل شده است. همچنین آسیاکاری مکانیکی منجر به کاهش اندازه ذرات به حدود 60nm می شود. نتایج جذب نشان دادند که نمونه آسیاکاری شده ظرفیت جذب 13.25mg/g (درصد حذف حداکثری 99.5) را در شرایط بهینه جذب و طی مدت زمان یک ساعت از خود نشان می دهد. ضمنا داده های فرایند جذب با مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم منطبق بود.

به منظور بررسی قابلیت استفاده از روش ازدیاد برداشت میکروبی نفت در ایران، جداسازی باکتری از نمونه نفت خام مخازن نفتی گچساران و چشمه خوش انجام شد. قابلیت جدا سازی به منظور تولید بیوسورفاکتانت توسط محیط کشت اختصاصی بررسی شد. باکتری ها نیز در محیط های غنی شده با منابع مختلف کربنی ازجمله آب پنیر، سویا، نشاسته، ملاس، آب نخود، روغن زیتون و کنجد کشت داده شدند و در نهایت منحنی رشد آنها پس از 7 روز به منظور تعیین وضعیت رشد مطلوب آنها مورد ارزیابی قرار گرفت. موثرترین مواد مغذی آب پنیر، نشاسته و آب سویا بودند. شناسایی باکتری ها با دو روش مولکولی و بیوشیمیایی انجام شد. در مجموع با توجه به نتایج بیوشیمیایی و تست های 16sr RNA، این سویه ها در جنس باسیلوس طبقه بندی گردیدند. سویه های شماره 5، Bacillus licheniformis با کد شناساییJN033541 و شماره 7Bacillus subtilis, ، با کد شناسایی JN0335542 در بانک ژن آمریکا ثبت شدند.

اهمیت تعیین ضریب انتقال جرم با توجه به اثرپذیری قابل ملاحظه ارتفاع واحد انتقال و به دنبال آن ابعاد بخش پرشده از این فاکتور کاملا مشهود است. محدود بودن میزان نتایج تجربی موجود و همچنین کامل نبودن مجموعه پارامترهای عملیاتی بررسی شده، لزوم پژوهش حاضر را مشخص می کند. در مطالعه حاضر ضریب کلی انتقال جرم فاز گاز و ارتفاع واحد انتقال در بستر آکنده ی دوار با بهره گیری از متغییرهای عملیاتی موثر و با مطالعه اصول حاکم بر واکنش های شیمیایی، تعیین شده است. نتایج بدست آمده حاکی از لزوم درنظر گرفتن فاکتورهای غلظت محلول جاذب و جذب شونده ی ورودی در کنار سرعت چرخش بستر و نرخ های ورودی، در مطالعه تجربی ضریب کلی انتقال جرم و ارتفاع واحد انتقال و همچنین ابعاد بهینه سیستم می باشد. همچنین، قرارگرفتن مقادیر تجربی ضریب کلی انتقال جرم در گستره ی توانی 1- 10 تا 1 10 خود شاهد دیگری بر صحت نتایج بدست آمده است.

در این تحقیق با هدف ارائه مدل ریاضی جامع جهت توصیف استخراج فوق بحرانی روغن های گیاهی، پیچیدگی ساختار ماتریس جامد گیاهی، تاثیر اندازه ذرات، اثر کنترل کننده تعادل فازی، برهمکنش بین حل شونده و ماتریس جامد، و همچنین پراکندگی محوری در فاز سیال در نظر گرفته شد. به عنوان دو کار جدید، توزیع غلظت برای ناحیه درونی ذره به همراه مفهوم حل شونده آزاد در سطح خارجی آن لحاظ گردید و جهت غلظت تعادلی، تابعیتی از غلظت حل شونده آزاد ارائه شد. معادلات دیفرانسیل حاصل جزئی هستند و بصورت عددی حل شدند. توانایی مدل برای پیش بینی بازده استخراج در تغییر پارامترهای عملیاتی دبی سیال، فشار، دما و اندازه ذرات، برای روغن دانه چریش بررسی شد که میانگین درصد مجموع مربعات خطا (SSD%) بین مدل و داده های آزمایشگاهی به ترتیب، 1%، 0.4%، 0.3% و 0.3% ، حاصل شد. همچنین برای استخراج روغن دانه آفتابگردان اثر دبی بررسی گردید که SSD% برابر 0.5% بدست آمد.

در سیستم های جذب سطحی چند جزئی غیرایده آل، مدلهای تئوری لانگمیر توسعه یافته، لانگمیر دو سایتی توسعه یافته، سیپس توسعه یافته، تئوری محلول جذب ایده آل (IAST)، تئوری محلول فضای خالی فلوری-هاگینز (FH-VST) از پیش بینی دقیق جذب تعادلی عاجزند. در اینگونه سیستمهای جذب، تئوری محلول جذب واقعی (RAST) می تواند با درنظر گرفتن ضرایب فعالیت ترمودینامیکی، پیش بینی دقیق تری ارائه کند به شرطی که ضرایب فعالیت توسط مدل ترمودینامیکی مناسبی بیان شود بطوریکه قادر به پیش بینی مناسب ضرایب فعالیت همه اجزا بطور همزمان باشد. در مقاله حاضر مدل RAST با ضرایب فعالیت ویلسون برای پیش بینی رفتار فاز جذب شده توسعه داده شده است. در یافتن ضرایب فعالیت اجزا، از رابطه گیبس-دوهم فقط در دمای ثابت استفاده شده است زیرا فشار گسترش در طول فرایند جذب سطحی متغیر است. براساس سیستمهای جذب بررسی شده، نتایج نشان داد که مدل مذکور، خطای متوسط پیش بینی غلظتهای اجزا در فاز جذب شده را در بدترین حالت به حدود 10% می رسد در حالیکه این مقدار در مدل IAST بیش از 50% است.

امروزه با توجه به مزایای هیدرات در انتقال وذخیره سازی گاز طبیعی، این موضوع مورد توجه محققین قرار گرفته است. همچنین با توجه به شرایط تشکیل هیدرات که در دمای پایین وفشار بالایی می باشد سعی شده است این شرایط به شرایط محیطی نزدیک شود و برای این کار از افزودنی هایی استفاده شده است که این نقاط ترمودینامیکی را تغییر می دهد. برای پیش بینی این نقاط، مدل های ترمودینامیکی نیز وجود دارد که غالبا دارای ثوابت ومعادلات زیادی می باشند .در این تحقیق، از مدل ترمودینامیکی ساده ودقیق برای پیش بینی نمودار های فازی دما- فشار هیدرات گاز پروپان و همچنین گاز پروپان در حضور افزودنی های غیر محلول سیکلوهگزان (CH)، متیل سیکلوهگزان (MCH)،تتراهیدروپیران (THP) و سیکلوبوتانن (CB) استفاده شد. این مدل بر مبنای برابری فوگاسیته در فاز های مایع وهیدرات می باشد. از تئوری واندروالس-پلاتیو برای بیان فوگاسیته فاز هیدرات استفاده شد. برای فوگاسیته فاز گاز وهمچنین ترکیبات آلی غیر محلول در آب معادله حالت PRاز میان معادله حالات مورد بررسی مناسب تر شناخته شد .دربخش عملی با استفاده از این دستگاه، نقاط تجزیه هیدرات گاز پروپان در حضور بهبود دهنده های غیر محلول در آب به دست آمد. نتایج حاصل از مدل با نتایج آزمایشگاهی مقایسه و دقت مدل مورد ارزیابی قرار گرفت. توافق خوبی بین داده های آزمایشگاهی و مدل سازی به دست آمد. درصد خطای مطلق در سیستم های پروپان خالص، آب + پروپان+ تتراهیدروپیران، آب + پروپان+ سیکلوبوتانن، آب + پروپان+ متیل سیکلوهگزان به ترتیب 3.19% ، 4.10%، 4.16% و 2.33% به دست آمد.