شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال:1392 | دوره:32 | شماره:2 (68) |تعداد مقالات:10

سه کمپلکس نیکل با فرمول های [Ni (bpy)2] (NO3)2, [Ni (phen)2] (NO3)2, [Ni (en)2] (NO3)2 (به ترتیب a،b  و (c که در آنها =en اتیلن دی آمین، 2=bpy و 2- بی پیریدین و 1=phen و 10 فنانترولین است تهیه شد. ساختار این کمپلکس ها توسط روش های طیف سنجی فرا بنفش، فروسرخ، رزونانس مغناطیسی هسته و روش های هدایت سنجی و تجزیه عنصری شناسایی شد. برهمکنش این سه کمپلکس محلول در آب با DNA غده تیموس به روش های جذب الکترونیکی، فلوئورسانس و ژل فیلتراسیون مطالعه شد. این کمپلکس ها می توانند DNA را در غلظت های بسیار کم، غیرطبیعی کنند. برهمکنش بین کمپلکس های b و c که دارای لیگاندهای آروماتیک و مسطح هستند، شاید از نوع اینترکیلیشن باشد. همچنین، کمپلکس c می تواند DNA را به دو قطعه برش داده و با هر دو برهمکنش داشته باشد.

در این پژوهش، غشای نانومتخلخل پلی (وینیلیدن فلوئوراید (PVDF) (از روش ترغیب جدایی فازی به وسیله غیرحلال در دمای محلول سازی 75oC و دمای حمام انعقاد 20oC تهیه شد. مکانیسم تشکیل غشای PVDF (ریخت شناسی) و عملکرد آن (شار آب خالص و بازده پس زنی 7 ترکیب زیستی) نیز مورد بررسی قرار گرفت. در تشکیل این غشا، جدایی بینودالی مکانیسم غالب بوده و بلورینگی و جدایی اسپینودالی سبب تشکیل ساختار گرانولی در سطح غشا و دیواره درشت تهی جاها شدند. اندازه حفره های غشا به وسیله روش بارت ـ جوینر ـ هالندا (BJH) اندازه گیری شد. این روش نشان داد که اندازه حفره های این غشا در مقیاس نانو است (یعنی 27-18 نانومتر). شار آب خالص و پس زنی ترکیب زیستی دکستران آبی در فشار 200 کیلوپاسکال برای این غشای PVDF به ترتیب  23.60L/m2hو %92.5 بودند که به وسیله دستگاه فراتصفیه مورد اندازه گیری قرار گرفتند.

پلیمریزاسیون تعلیقی استایرن، یک روش مهم و گسترده برای تولید پلی استایرن به ویژه پلی استایرن انبساطی است. در این شیوه آب، فاز پیوسته و مونومر استایرن به همراه افزودنی هایی مانند شروع کننده ها، فاز پخش شده توسط همزن است. برای پایداری سامانه تعلیق از پایدارکننده آلی و معدنی به صورت تکی و ترکیبی استفاده می شود. در طول پلیمریزاسیون با افزایش درصد تبدیل، ویسکوزیته قطره های مونومری افزایش می یابد. متوسط اندازه ذره ها و توزیع آن، دو پارامتر کلیدی هستند که باید در طول پلیمریزاسیون تعلیقی استایرن کنترل شوند. در این پژوهش برای کنترل این دو، از عامل های تعلیق کننده پلی وینیل الکل و تری کلسیم فسفات و هیدروکسی اتیل سلولز هم به صورت مجزا، هم به صورت ترکیبی در راکتور نیمه صنعتی شرکت پتروشیمی تبریز استفاده و دیده شد که در صورت مصرف مجزای عامل های تعلیق، برای تولید اندازه ذره های پلیمری کروی قابل استفاده در صنعت، بایستی مقدارهای زیادتری از تری کلسیم فسفات را نسبت به پلی وینیل الکل استفاده کرد. این در حالی است که هیدروکسی اتیل سلولز به تنهایی قادر به پایدارسازی سامانه تعلیق نمی باشد. اما زمانی که از پایدارکننده ها به صورت ترکیبی استفاده می شود هیدروکسی اتیل سلولز به همراه تری کلسیم فسفات نتیجه های بهتری نشان می دهد. نتیجه آزمایش ها نشان داد که تاثیر هیدروکسی اتیل سلولز در حضور تری کلسیم فسفات به مراتب بیشتر از پلی وینیل الکل می باشد. مشاهده های عینی نیز نشان داد که در موقع استفاده از تری کلسیم فسفات چه به صورت مجزا و چه ترکیبی آلودگی در راکتور ایجاد نمی شود. این در حالی است که باید از مقدار بهینه ای از پلی وینیل الکل استفاده کرد تا هم چسبیدن ذره ها به دیواره و تجهیزهای داخل راکتور کمینه شود و هم اندازه های مورد استفاده در صنعت بیشتری تولید شود.

در این پژوهش اثر مبرد R22 برسرعت تشکیل هیدرات متان، هنگامی که مخلوطی از گازهای R22 و متان به عنوان فاز گازی هستند، بررسی می شود. افزودن R22 به فاز گازی، سبب افزایش سرعت تشکیل هیدرات متان می شود. آزمایش ها در غلظت های 0، 162، 5550، 16000 و 29500 از R22 (برحسب (ppm انجام شده اند. نتیجه ها نشان می دهد که در این غلظت ها سرعت اولیه تشکیل هیدرات متان (از کمترین تا بیشترین غلظت) از 36% تا 64% افزایش می یابد و زمان لازم برای رسیدن به فشار تعادلی از 65% به 39% کاهش می یابد. هم چنین زمان القا به مقدار چشمگیری کاهش می یابد که نشان دهنده حضور R22 به همراه متان در فاز هیدرات است، زیرا با حضور R22 در فاز هیدرات، فشار تعادلی کاهش می یابد و نیروی محرکه تشکیل هیدرات افزایش می یابد.

یکی از روش هایی که در سال های اخیر برای تحلیل انرژی مورد توجه قرار گرفته است تحلیل اکسرژی می باشد. به منظور کاهش مصرف انرژی، یک روش خشک کنی طراحی شده است که از ترکیب دو نوع خشک کن بستر سیال و بستر ثابت تشکیل شده است. در این پژوهش، مطابق قانون دوم ترمودینامیک به تحلیل اکسرژی و پارامترهای موثر بر تلفات و بازدهی اکسرژی این خشک کن ترکیبی پرداخته شده است. در آزمایش ها اثر سه دمای هوای ورودی 50، 60، 70 درجه سلسیوس به خشک کن و سه ضخامت بستر 4، 6، 8 سانتی متر در طبقه پایین که بستر سیال است و دو ضخامت 6، 8 سانتی متر در طبقه بالایی که بسترثابت است، بررسی شده است. نتیجه ها نشان داد تلفات اکسرژی طبقه بالایی کمتر و بازدهی اکسرژی آن بیشتر از طبقه پایین می باشد. همچنین افزایش ضخامت طبقه پایین سبب افزایش تلفات و کاهش بازدهی اکسرژی طبقه بالا می شود درحالی که افزایش ضخامت طبقه بالایی موجب کاهش تلفات و افزایش بازدهی طبقه پایین می شود.

یکی از مهمترین روش های انتقال گاز، استفاده از خطوط لوله می باشد. با توجه به اینکه گاهی خطوط لوله انتقال گاز در اطراف مناطق مسکونی گسترش یافته اند و در صورت بروز نشتی یا پارگی در این خطوط، امکان ایجاد خسارت های جانی و مالی وجود دارد، ایمنی افراد ساکن در مناطق اطراف خطوط لوله انتقال از اهمیت زیادی برخوردار است و تامین این ایمنی از مهمترین دغدغه های صنعت انتقال گاز است. در این مطالعه، چگونگی تعیین حریم ایمنی خطوط لوله انتقال گاز ترش، که با توجه به پخش احتمالی گاز سمی هیدروژن سولفید در محیط، نسبت به خطوط لوله گاز شیرین خطرناک تر است، مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور تحلیل و تعمیم نتیجه های به دست آمده، یک خط لوله انتقال گاز ترش در استان بوشهر مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از نرم افزار PHAST RISK و با توجه به روش ارزیابی کمی ریسک، حریم این خط لوله، در چهار ضخامت گوناگون، تعیین و مشخص شد که تاثیر 2 میلیمتر افزایش یا کاهش در ضخامت لوله در تعیین حریم ایمن، می تواند حدود 60 متر و یا بیشتر باشد. این در حالی است که روش های گذشته تاثیر ضخامت لوله را لحاظ نمی کردند.

کاربرد آسیاهای لوله ای چنداطاقکی در مدار بسته با یک جدا کننده هوایی تجربه ای بسیار معمول برای خردایش کلینکر در کارخانه های سیمان است. کارخانه سیمان اردبیل که فراورده آن سیمان پوزولانی می باشد نیز از چنین مدارهایی برای خردایش مخلوط کلینکر، پوزولان و گچ با درصد های معین، برای تولید سیمان استفاده می کند. برای شبیه سازی مدارهای آسیاکنی سیمان این کارخانه نمونه های بسیاری از جریان های موجود در مدارها برداشته شد. همچنین از داخل آسیاها از نقطه هایی با فاصله های ثابت روی محور آسیاها نمونه برداری شد. سپس دانه بندی نمونه ها با استفاده از تجزیه سرندی و پراش سنجی لیزری به دست آمد و به همراه شدت جریان های گوناگون موازنه جرم شدند. اندیس کار باند و تابع شکست نمونه بار ورودی به آسیا (مخلوط کلینکر، پوزولان و گچ) در آزمایشگاه تعیین شد. از این داده ها برای واسنجی مدل های مورد استفاده در شبیه سازی استفاده شد. برای شبیه سازی مدارها از نرم افزار Bsed Modular Comminution Simulator (BMCS) استفاده شد که می تواند مدارهای گوناگون خردایش را شبیه سازی کند. در این مقاله، مدل های ریاضی آسیا گلوله ای و منحنی جدایش برای شبیه سازی آسیاهای لوله ای و مدل منحنی جدایش برای شبیه سازی شبکه های میانی و جداکننده هوایی به کار گرفته شدند. برنامه BMCS در شبیه سازی آسیای گلوله ای از مدل موازنه جمعیت برای توصیف ریاضی فرایند شکست و مدل مخازن به دنبال هم برای توصیف ریاضی توزیع زمان اقامت و در شبیه سازی شبکه های میانی و جداکننده هوایی از مدل وایتن برای توصیف ریاضی منحنی جدایش استفاده می کند. پارامترهای مدل وایتن نیز با استفاده از جعبه ابزار الگوریتم ژنتیک نرم افزار MATLAB تعیین شد. همخوانی نزدیک نتیجه های شبیه سازی و داده های واقعی نشان دهنده دقت نمونه برداری، اعتبار مدل های مورد استفاده و واسنجی آنها و صحت پیش بینی ها توسط شبیه ساز است.

در این پژوهش کارایی سامانه تلفیقی راکتور زیست فیلمی با بستر متحرک مجهز به جدا کننده غشایی، با راکتور زیست فیلمی با بستر متحرک معمولی مقایسه شد. آزمایش ها بر روی دو راکتور با مدیای KMT با حجم موثر 30 لیتر، یکی با غشا و دیگری بدون غشا انجام شد. حجم مدیا 40 درصد بوده و از یک غشای میکروفیلتراسیون از نوع الیاف تو خالی استفاده شد. به منظور رشد فیلم زیستی بر روی حامل ها، راکتورها به مدت دو ماه به صورت ناپیوسته مورد بهره برداری قرار گرفتند. پساب مصنوعی مورد استفاده مخلوطی از ملاس و برخی نمک ها به عنوان منبع مغذی بود که در سه مقدار COD متفاوت (500، 1000 و 2000 میلی گرم در لیتر) و در سه زمان ماند گوناگون (10، 15 و 20 ساعت) و در نتیجه در بار آلی 4.8 -0.6 کیلوگرم بر متر مکعب در روز بر راکتورها اعمال می شد. بازده حذف COD برای خروجی غشا 98-92 درصد، برای فرایند زیستی داخل راکتور 96-89 درصد و برای راکتور زیستی بستر متحرک معمولی 96-87 درصد به دست آمد. میزان SS یا توده میکروبی معلق نیز از 4000 میلی گرم در لیتر به 9230 میلی گرم در لیتر برای راکتور دارای غشا و 2450 میلی گرم در لیتر برای راکتور زیستی بستر متحرک معمولی رسید.

در بررسی حاضر، بخش CD از پروتئین باکتریورودوپسین (BR) در اشرشیاکولی نوترکیب بیان شد. ژن موتانت BR با در نظر گرفتن کدون مورد استفاده در اشرشیاکولی ساخته شد. ژن ساخته شده در پلاسمید بیانی pET21a+ در محل های برش Nde I و Hind III کلون شده و تحت کنترل پیش بر T7 با موفقیت بیان شد. پروتئین بیان شده با SDS PAGE تجزیه شد. اثر دما (A)، زمان القا (B) و زمان فرایند پس از القا (C) روی بازدهی میزان بیان پروتئین (میزان فراورده بر واحد جرم خشک سلول) با استفاده از تجزیه های جدول Yates غربالگری شد. سه عاملA ،B   C ومهم بودند و با روش تاگوچی بهینه شدند. شرایط بهینه عبارتند از: دما37oC ، زمان القا در OD600=0.7 و زمان فرایند پس از القا 4 ساعت. همچنین، تولید پیش بینی شده پروتئین در شرایط بهینه، 21.54% از کل پروتئین سلولی بود. با استفاده از شرایط بهینه به دست آمده، تاثیر افزودن اسیدهای آمینه روی میزان بیان بخش CD نوترکیب باکتریورودوپسین و رشد باکتری در اشرشیاکولی با استفاده از محیط کشت M9 مورد بررسی قرار گرفت. تجزیه و تحلیل جدول Yates نشان داد که اسیدهای آمینه آلانین، ترئونین و لیوسین دارای اثر بیشتری روی بیان پروتئین بودند و برای افزودن به محیط کشت در فرمانتور در دو سطح گوناگون انتخاب شدند. نتیجه ها نشان دادند که افزودن اسیدهای آمینه باعث افزایش بازدهی تولید پروتئین مورد نظر می شود، اما تاثیر ناچیزی روی رشد باکتری دارد.

در این پژوهش، تولید بیوسورفکتانت سورفکتین با استفاده از باکتری Bacillus subtilis NLIM 0110 مورد مطالعه قرار گرفت. این باکتری از خاک یک منطقه کشاورزی ایران جدا شده بود. شرایط بهینه برای تولید سورفکتین در مقیاس ارلن برابر 250rpm و 37oC به دست آمد. در این شرایط بهینه، بیشترین مقدار تولید زیست توده و سورفکتین در ارلن به ترتیب به 4g/L و 1.8g/L رسید. بازده سورفکتین روی بیومس Yp/x (g/g)، بازده سورفکتین روی ساکاروز Yp/s (g/g) و نرخ کل تولید سورفکتین Y (mg/l. h) به ترتیب 0.45، 0.18 و 30 به دست آمد. نتیجه ها همچنین نشان داد برای این میکروارگانیسم، تولید سورفکتین وابسته به رشد باکتری است. سورفکتین تولید شده توانست فعالیت سطحی خوبی از خود نشان دهد به طوری که کشش سطحی از 70mN/m به مقدار 25mN/m رسید. بنابراین، بیوسورفکتانت تولیدی را می توان برای کاربردهای صنعتی پیشنهاد داد.