شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال:1398 | دوره:38 | شماره:4 (پیاپی 94) |تعداد مقالات:28

در این مقاله تابع های پتانسیل میدان نیروی واکنشی ReaxFF که در شبیه سازی دینامیک مولکولی واکنشی (RMD) استفاده می شود، معرفی و توصیف می شوند. این میدان نیرو، با بهره گیری از توابع پتانسیل ویژه، توانایی شبیه سازی واکنش های شیمیایی در بازه های زمانی مناسب با صحتی در حد صحت روش های شیمی کوانتومی (حتی برای سامانه هایی با تعداد اتم هایی در حدود یک میلیون با ابررایانه های موجود را دارد. همچنین، با استفاده از روش شبیه سازی RMD تغییرهای بارهای الکتریکی اتم ها در طول واکنش های شیمیایی، با درستی نزدیک به درستی نتیجه های به دست آمده از محاسبه های نظریه تابعی چگالی، قابل محاسبه و قابل مطالعه است. در میدان نیروی ReaxFF، افزون بر تابع های پتانسیل عمومی موجود در میدان های نیرو غیرواکنشی، تعدادی تابع های پتانسیل (به طور معمول پیچیده) ویژه وجود دارد که ساختارهای پیوندی و بار هرکدام از اتم هادر محیط ها و همسایگی های گوناگون را توصیف می کنند. در این مقاله، به توصیف همه تابع های پتانسیل موجود در میدان نیرویReaxFF پرداخته شده است و با ذکر نمونه هایی، منشاء شیمیایی و فیزیکی این نوع توابع پتانسیل روشن تر می شود. در پایان، به بررسی سیر تحول میدان نیروی ReaxFF در سال های اخیر پرداخته شده و همچنین به تعدادی از کاربردهای آن اشاره می شود.

در این پژوهش، نانو ساختارهای بر پایه ی گرافن با روش های شیمی کوانتمی محاسباتی شبیه سازی شده و برهم کن های جداگانه یون های ایزوالکترونیک سدیم و فلورید با وجه های درونی و بیرونی آن ها مطالعه شد. همچنین، برهمکنش های هم زمان این یون ها با وجه های درونی و بیرونی نانو ساختار ها با دو مدل بررسی شد. در مدل اول، یون فلورید با وجه بیرونی و یون سدیم با وجه درونی نانو ساختار ها به طور همزمان برهمکنش می دهد و در مدل دوم، موقعیت های یون ها تعویض شده تا اثر آن بر انرژی های اتصال کمپلکس های سه تایی مربوطه مطالعه شود. نتیجه ها مشخص نمود که انرژی های اتصال در مدل اول نسبت به مدل دوم به طور میانگین به میزان 90/1 کیلو کالری بر مول بیش تر است. همچنین، کاهش استقرار نیافتگی الکترونی/ افزایش استقرار نیافتگی الکترونی در حلقه ی مرکزی نانو ساختارها برای برهمکنش یون ها با وجه بیرونی آن ها در مدل اول/مدل دوم دلخواه تر است. نتیجه ها پیشنهاد می کند که نانو ساختار های بر پایه ی گرافن به دلیل داشتن ویژگی های یگانه ساختاری و الکترونی بسترهای خوبی برای برهم کنش های یون ها هستند و می توانند به عنوان باتری های یون سدیم در نظر گرفته شوند. همچنین، افزایش انحنای نانو ساختار ها منجر به عامل دار شدن بهتر وجه های بیرونی آن ها با یون های با بار منفی می شود و می توان با تغییر دادن چگالی های ابر الکترونی دیواره آن ها عملکرد شان را به عنوان باتری های یونی بهینه نمود.

در این مطالعه نانولوله کربنی چند دیواره مغناطیسی (MMWCNT) به عنوان فاز جاذب برای استخراج، پیش تغلیظ و اندازه گیری غلظت های بسیار کم وانادیوم در نمونه آب های زیست محیطی توسط اسپکترومتری جذب اتمی-کوره الکتروترمال استفاده شد. ویژگی های ساختاری نانولوله سنتز شده توسط فناوری های میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، پراش پرتو ایکس (XRD) و طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FT-IR) مورد بررسی قرار گرفت. به دلیل خاصیت مغناطیسی جاذب سنتز شده، جداسازی آن از محلول آبی دارای آنالیت بدون استفاده از سانتریفیوژ و فیلتراسیون تنها با استفاده از یک مگنت بیرونی انجام شد. وانادیوم توسط لیگاند N بنزیل N فنیل هیدروکسیل آمین به کمپلکس تبدیل و سپس به فاز جامد استخراج و سرانچام برای آنالیز به دستگاه تزریق شد. متغیرهای موثر بر فرآیند استخراج شامل مقدار جاذب، غلظت لیگاند، pH محلول و شرایط واجذب بررسی و بهینه شدند. در شرایط بهینه محدوده خطی در ناحیه 25 الی 2000 نانوگرم بر لیتر به همراه ضریب همبستگی 997/0، حد آشکارسازی 8 نانوگرم بر لیتر و انحراف استاندارد نسبی 9/3 درصد (شش مرتبه تکرار) به دست آمد. این روش برای اندازه گیری مقدارهای ناچیز وانادیوم در نمونه های آب زیست محیطی استفاده و درستی روش با به کارگیری آزمایش های بازیافت و آنالیز نمونه مرجع تایید شد.

در این پژوهش، گرافن اکسید با استفاده از روش پلیمریزاسیون درجا و در حضور متیل متاکریلات برای بهبود پراکندگی نانو ذره در ماتریکس پلی متیل متاکریلات و همچنین بهبود ویژگی های مکانیکی آن اصلاح شد. از فناوری فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR) برای تایید اصلاح موفقیت آمیز گرافن اکسید استفاده شد. نانوکامپوزیت های پلی متیل متاکریلات با استفاده از روش اختلاط ذوبی تهیه شدند و فناوری های آنالیز گرما وزن سنجی (TGA) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) برای بررسی نانو کامپوزیت های تهیه شده مورد استفاده قرار گرفت. همچنین اثرهای مقدار گرافن اکسید افزوده شده و پارامترهای فرآیند توسط طراحی آزمایش تاگوچی مورد مطالعه قرار گرفتند. (مقدار گرافن اکسید: 0، 2 و 4 درصد وزنی، فشار پشت تزریق 40، 60 و 80 مگا پاسکال، فشار تزریق 60، 80 و 100 مگا پاسکال و زمان فشار پشت تزریق 1، 5/2 و 4 ثانیه به عنوان پارامترهای متغیر در نظر گرفته شدند). برای بررسی ویژگی های مکانیکی کامپوزیت های تهیه شده، آزمون های استحکام کششی، سختی و ضربه مورد مطالعه قرارگرفتند. نتیجه ها نشان دادند که استحکام کششی نمونه تهیه شده در مقدار 2 درصد وزنی نانوذره ها، فشار پشت تزریق 40 و فشار تزریق 60 مگا پاسکال و زمان فشار پشت تزریق 4 ثانیه بیش ترین مقدار را داشته است. سخنی نانوکامپوزیت ها نیز با افزایش مقدار نانوذره افزایش یافته و فشار تزریق، فشار پشت تزریق و زمان فشار پشت تزریق در سختی نمونه ها تاثیر چندانی نداشت. هم چنین آزمون ضربه بر روی نمونه ها نشان داد که با افزایش مقدار نانوذره و افزایش فشار تزریق استحکام در برابر ضربه کاهش یافته است، افزون بر این، در فشار پشت تزریق 80 مگا پاسکال و زمان فشار پشت تزریق 1 ثانیه نیز نمونه ها بیش ترین مقاومت در برابر ضربه را داشته اند.

نانوذره های مس (II) اکسید و نانوحفره های سیلیکاتیمانند MCM-41 و SBA-15 سنتز و به کمک طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FT-IR)، پراشپرتوایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی پویشیSEM شناسایی شدند. نانوکاتالیست مس اکسید سنتز شده در واکنش اکسایش آلیلی سیکلوالفین هابا فعال س ازی پیوند کربن هیدروژن با استفاده از اکسنده ترشیوبوتیل پارا-نیترو پربنزوات در مجاورت نانوحفره های سیلیکاتی به عنوان افزودنی به کار گرفته شد. استرهای آلیلی با بازده خوب (تا %90) در مدت زمان قابل پذیرشی به دست آمدند. کاتالیست قابل بازیابی بوده و در مجاورت کاتالیست بازیافت شده واکنش اکسایش آلیلی تا چهار مرتبه بدون کاهش فعالیت کاتالیستی و بازده انجام شد. ساختار ترشیوبوتیل پارا نیتروپربنزوات و استرهای آلیلی با استفاده از روش های طیف سنجی 1HNMR، 13CNMRوFT-IR مورد شناسایی قرار گرفت.

سلولز به عنوان یکی از مهم ترین پلی ساکاریدهای طبیعی به دلیل ویژگی های یگانه خود توجه بسیاری از دانشمندان دانش های گوناگون را به خود جلب کرده است. امروزه با ظهور فناوری نانو، تهیه نانوذره های برپایه ترکیب های طبیعی اهمیت دوچندانی پیدا کرده است. در این راستا در این کار پژوهشی، نانوذره های سلولزی به عنوان نانوذره های سبز از پنبه و از روش آبکافت اسیدی تهیه شد و پس از اصلاح شیمیایی با سیتریک اسید با واکنش استری شدن به عنوان بستر پلیمری برای بارگذاری کمپلکس دی کلرو(1و10 فنانترولین 5 و 6 دی اون) پالادیم (II) به عنوان فوتوکاتالیستمورد استفاده قرار گرفت. تهیه پلیمرهای نانو مقیاس دارای کمپلکس پالادیم با استفاده از پرتوسنجی فروسرخ تبدیل فوریه و رزنانس مغناطیسی هسته بررسی شد. مطالعه های انجام شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، آزمون هایپراش پرتو ایکس و ICP تشکیل ذره هایی میله مانند با عرض حدود 50-70 نانومتر و طول 150-200 نانومتر با میزان بلورینگی 78% و محتوای کاتالیست 9/15 % وزنی را نشان داد. همچنین مشاهده های آزمون گرما وزن سنجی بیانگر آن است که فوتوکاتالیست به دست آمده دارای پایداری گرمایی بالاتری نسبت به نانو سلولز اصلاح نشده است. نتیجه های محاسبه های گاف انرژی برای کمپلکس پالادیوم نیز بیانگر آن است که گاف انرژی در حدود 95/2 الکترون ولت بوده بنابراین کاتالیست در بازه نور مریی فعال می باشد. سرانجام، استفاده از ترکیب نانوسلولز اصلاح شده با سیتریک اسید و بارگذاری شده با کمپلکس پالادیوم به عنوان کاتالیست نوری برای حذف آلاینده 2، 4-دی کلرو فنل مورد بررسی قرار گرفت. آزمون فوتوکاتالیست نشان داد که فوتوکاتالیست تهیه شده پس از تابش دهی به مدت 300 دقیقه در ناحیه مریی می تواند 2، 4-دی کلرو فنل را به طور موثر حذف نماید.

وجود انواع آلاینده های آلی و معدنی در زیست بوم های آبی مورد استفاده برای مصرف های گوناگون مانند آب شرب، کشاورزی، پرورش موجودات آبزی و غیره همواره از مهم ترین چالش های پیش روی پژوهشگران و مسیولان صنعتی و حکومتی بوده است. حذف این آلاینده ها به کمک فرایندهای فوتوکاتالیستی برپایه ترکیب های نیمه رسانای فعال تحت نور مریی و انرژی خورشیدی از نوین ترین روش های روز دنیا می باشد که باعث شده در دهه های اخیر طیف گسترده ای از نانوساختارهای نوین سنتز، معرفی و در این راستا به کار گرفته شوند. از مهم ترین این آلاینده ها می توان به ورود ترکیب های ناشی از فعالیت کارخانه های نساجی به ویژه رنگ های آزو به آب های آزاد اشاره کرد. این گونه ها به واسطه داشتن گروه های عاملی و پیوندهای سیر نشده، تحت تابش خورشیدی در محیط های آبی آلاینده های ثانویه ای ایجاد می کنند که بیش تر سرطان زا بوده و زندگی زیست بوم را به خطر می اندازند. در پژوهش حاضر نانوساختار نوین AgBr-Bi24Br10O31 با ریخت شناسی صفحه ای یک شکل به روش رسوب د هی شیمیایی در حضور مایع یونی سنتز، با روش های XRD، BET، DRS، SEM و FT-IR شناسایی، و فعالیت آن ها در راستای حذف نمونه رنگ آزو AB92 تحت نور مریی مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز XRD به خوبی حضور فاز بلوری ماده مورد نظر را تایید کرد. همچنین آنالیز DRS به صورت تقریبی میزان نوار انرژی نیمه رسانا را تخمین زده و فعال بودن آن در ناحیه مریی را تایید نمود. نتیجه های آزمون های فوتوکاتالیستی نشان داد نانوفوتوکاتالیست سنتز شده می تواند در کم تر از 20 دقیقه آلاینده را به طور کامل از محیط حذف کند، همچنین تا چهار بار استفاده متوالی فعالیت قابل پذیرشی را در نور مریی از خود نشان دهد.

یک روش بسیار کارآمد، ساده، آسان و سازگار با محیط زیست برای سنتز مشتق های 4، 1-دی هیدروپیریدین ارایه شده است. کاتالیزگر زیست تخریب پذیر با بستر پلیمری، PEG-SO3H، برای سنتز 4، 1-دی هیدروپیریدین ها با واکنش تراکمی هانش در شرایط بدون حلال استفاده شد. PEG-SO3H همزمان به عنوان یک کاتالیست اسیدی و به عنوان حلال برای ساده کردن تراکم هانش در واکنش عمل می کند. برتری های چشمگیر این روش، بازده بالای فراورده ها، زمان کوتاه واکنش، کارایی اقتصادی کاتالیزگر، دسترس پذیری کاتالیزگر، سادگی تهیه کاتالیزگر و جداسازی فراورده است. افزون بر این، تهیه ی 4، 1-دی هیدروپیریدین ها در شرایط بدون حلال یک روش سازگار با محیط زیست است. ساختار فراورده ها واکنش با استفاده از روش های اسپکتروسکوپی 1H NMR و FT-IR مورد شناسایی قرار گرفت.

در این پژوهش، فیوم سیلیکا با استفاده از واکنش کلیک (حلقه زایی 3، 1-دوقطبی هایزن) به وسیله سولفونامیدها عام ل دار شد. برای این منظور نخست فیوم سیلیکا با استفاده از 3-کلروپروپیل تری متوکسی سیلان، با گروه پروپیل کلر عامل دار شد و سپس طی واکنشی به آزید مربوطه تبدیل شد تا اولین واحد ساختاری مورد نیاز برای واکنش کلیک فراهم شود. از سوی دیگر با استفاده از واکنش جانشینی هسته دوستی سولفونامیدها با پروپارژیل برماید، بخش آلکین پایانی به عنوان واحد ساختاری دیگر برای انجام واکنش کلیک ایجاد شد. اتصال سولفونامیدهای پروپارژیله به سطح فیوم سیلیکا با استفاده واکنش کلیک در حضور کاتالیزگر مس (I) یدید در حلال دی متیل فرمامید در مدت زمان 72 ساعت صورت گرفت. فعالیت ضد میکروبی فیوم سیلیکاهای عامل دارشده در برابر استافیلوکوکوس اوریوس (باکتری گرم مثبت) و اشرشیا کولای (باکتری گرم منفی) بررسی شد و با پتانسیل زتای آن ها مقایسه شد.

مشتق های استایرن واحدهای ساختاری مهمی در شیمی ترکیب های آلی به شمار می آیند. از آنجا که حمله هسته دوستی به پیوند سه گانه به آسانی انجام نمی شود، استفاده از کاتالیزگرهای پالادیم مسیر مناسبی برای فعال سازی این ترکیب های به شمار می آید. در این پژوهش، مسیر نوینی برای تهیه ی مشتق های استایرن با استفاده از آلکین ها به عنوان منبع وینیل فعال و بورونیک اسیدها به عنوان منبع آریل فعال گزارش شده است. شرایط بهینه ی واکنش شامل سامانه کاتالیستی تریس (دیبنزیلیدناستون) پالادیم/1و4-بیس (فنیل فسفینو) بوتان به عنوان لیگاند و مخلوط دی متیل استامید/آب به عنوان حلال است. بررسی تنوع پذیری واکنش نشان داد که حضور استخلاف های الکترون کشنده و الکترون دهنده در ساختار آریل بورونیک اسیدها به خوبی با شرایط واکنش همخوانی دارد. همچنین، بررسی گزینش پذیری واکنش نشان می دهد که فراورده واکنش به طور غالب دارای استریوشیمی سیس است.

در این پژوهش، مطالعه نظری واکنش حلقه افزایی بین فولرن20C و برخی آروماتیک های دوحلقه ای جوش خورده شامل نفتالن، 2 متوکسی نفتالن، 2 نیترونفتالن، کینولین و ایزوکینولین با اهدافی همچون امکان عامل دار کردن فولرن، بررسی واکنش پذیری و ناحیه گزینی این مواد انجام شد. برای این منظور واکنش حلقه زایی [2+4] بین سامانه های آروماتیک بالا و فولرن بررسی شد که در آن ها فولرن به عنوان دی ان دوست و سامانه آروماتیک به عنوان دی ان عمل می کند. به جز نفتالن، برای سایر سامانه های آروماتیک دو واکنش در نظر گرفته شد که در یکی حلقه دارای استخلاف (نیترو یا متوکسی) یا هترواتم (کینولین وایزوکینولین) و در دیگری حلقه بدون استخلاف یا هترواتم واکنش می دهد. با بهینه سازی مواد اولیه و فرآورده ها و به دنبال آن تعیین حالت گذار هر واکنش، پارامترهای ترمودینامیکی و سینتیکی تعیین شد. به منظور بررسی واکنش پذیری موقعیت های گوناگون نفتالن، 2 متوکسی نفتالن، 2 نیترونفتالن، کینولین و ایزوکینولین، سه روش گوناگون شامل محاسبه تابع های پار، تابع های فوکویی و محاسبه میزان مشارکت اتم های گوناگون در بالاتریناوربیتال مولکولی اشغال شده HOMO هر ماده مورد استفاده قرار گرفت. نتیجه ها نشان داد که تابع های فوکویی به طور کامل و تابع های پار و میزان مشارکت اتم های گوناگون در HOMO تا حدود زیادی می توانند واکنش پذیری موقعیت های گوناگون این سامانه های آروماتیک در واکنش حلقه افزایی را توصیف کنند. همچنین میزان انتقال کلی چگالی الکترون GEDTدر این واکنش ها مورد محاسبه قرار گرفت و نتیجه ها نشان داد که همه واکنش ها ماهیت قطبی دارند و الکترون از ماده آروماتیک به فولرن منتقل می شود. سرانجام محاسبه میزان هم زمانی واکنش ها نشان داد که واکنش نفتالن و همچنین واکنش حلقه دارای هترواتم در کینولین و ایزوکینولین دارای هم زمانی بیش تری نسبت به سایر واکنش ها می باشد.

امروزه برای انجام هر واکنشی در شیمی آلی با واکنشگرهای گوناگونی مواجه می شویم. هدف شیمیدانان، یافتن واکنشگرهای نوین و استفاده از روش های نوین و سازگار با محیط زیست می باشد. با توجه به این که تاکنون سنتز ترکیب هایآلی با روش های گوناگون انجام شده است، به کارگیری یک روش سودمند با واکنشگرهای ارزان، غیرسمی و گزینش پذیر، با پایداری بالا دارای اهمیت فراوانی می باشد. شیمیدانان به منظور یافتن الکتروفیل های آروماتیک مناسب تر در واکنش های جفت شدن متقاطع در مطالعه ه ای اخیر خود بر ایجاد روشی جدید متمرکز شده اند تا مشتق های نیتروآرن را به عنوان الکتروفیل مورد استفاده قرار دهند. در این مقاله مروری، کاربرد نیتروآرن ها به عنوان الکتروفیل موثر در واکنش های جفت شدن متقاطع به منظور تشکیل پیوندهای کربن کربن، کربن گوگرد، کربن اکسیژن و کربن هیدروژن مطرح شده است. طبق پژوهش های صورت گرفته، این ترکیب ها در فرایند جفت شدن با نوکلیوفیل هایی مانند هترواتم ها و نوکلیوفیل هایکربنی در حضور حلال ها، بازها و افزودنی های متفاوت در شرایط با فلز یا بدون فلز قرار گرفته اند و به این ترتیب پیوندهای کربن کربن، کربن نیتروژن، کربن اکسیژن، کربن هیدروژن و کربن گوگرد تشکیل شده است.

سدیم لوریل اتر سولفات ماده فعال کننده سطحی است که به عنوان عامل گرانرو کننده در مایع سفید کننده به کار می رود. ولی در برخی محیط های شیمیایی ویژه، غلظت این ماده فعال سطحی نسبت به زمان کاهش می یابد. این کاهش غلظت باعث تغییر ویژگی های شیمیایی و فیزیکی فراورده می شود. در این پژوهش با در نظر گرفتن همه متغیرهای اثرگذار بر روی سرعت تجزیه سدیم لوریل اتر سولفات از جمله دما، زمان، غلظت سدیم لوریل اتر سولفات، سدیم هیدروکسید و سدیم هیپوکلریت، میزان تجزیه سدیم لوریل اتر سولفات با استفاده از کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا و تیتراسیون دو فازی به دست آمد و با کمک رابطه های سینتیکی، ثابت سرعت و مرتبه واکنش تجزیه محاسبه شد. نتیجه ها نشان داد که سرعت تجزیه سدیم لوریل اتر سولفات نسبت به غلظت سدیم هیدروکسید و سدیم هیپوکلریت از درجه اول است. از سویی سرعت تجزیه سدیم لوریل اتر سولفات نسبت به غلظت خودش نیز از درجه اول است. سپس ثابت سرعت تجزیه سدیم لوریل اتر سولفات در سه دمای 4، 20 و 47 درجه سلسیوس به دست آمد. این نتیجه ها می تواند در انتخاب شرایطی که منجر به افزایش طول عمر فراورده می شود و هم چنین تعیین تاریخ انقضای فراورده سفید کننده به کار رود.

لیگاندهای شیف باز در شیمی کیوردیناسیون بستری مناسب برای توسعه سامانه های لیگاندی گوناگون برای کیوردینه شدن به یون های فلزی را فراهم می کنند. در این پژوهش، سنتز، شناسایی و خاصیت نشر نور سه کمپلکس روی که با شیف بازهای مشتق شده از اورتو وانیلین تهیه شده اند مورد بررسی قرار گرفت. 6 متوکسی 2 [(E) آریل ایمینو متیل] فنول (آریل = فنیل؛ 2، 6 دی متیل؛ 2، 6 دی ایزوپروپیل فنیل) با عنوان لیگاند هایL1-3 و کمپلکس های فلز روی آن ها [Zn (Ln) 2, n=1-3] سنتز شدند. این کمپلکس ها با استفاده از روش های مرسوم اسپکتروسکوپی مانند طیف سنجی فروسرخ، فرا بنفش و رزونانس مغناطیس هسته شناسایی شدند. کمپلکس های گزارش شده در این مقاله دارای ویژگی های جذبی و نشری جالبی می باشند. در طیف جذبی این ترکیب ها پیک های دیده شده با شدت بالا به انتقال های درون لیگاند 1π π * که بر روی اورتو-وانیلین و حلقه های استخلافی قرار دارند نسبت داده شدند. هر سه کمپلکس گزارش شده در حالت محلول در دی کلرو متان دارای نشر بوده و در حالت جامد تنها کمپلکس های 1 و 2 نشر دارند. محل طیف نشری در این کمپلکس ها به طول موج طیف تهییجی بستگی نداشته و تنها شدت آن تغییر می کند.

در این پژوهش ازروش میکرو استخراج مایع مایع پخشی (DLLME) و به دنبال آن اسپکتروفتومتری UV-Vis برای پیش تغلیظ و اندازه گیری داروی فنتانیل در نمونه های آب، پلاسما و ادرار استفاده شد. mL 10 از محلول نمونه آبی شامل داروی فنتانیل که به وسیله بافر فسفات در10pH= تنظیم شده در یک لوله شیشه ای 15 میلی لیتری ته مخروطی شکل قرار داده شد. سپس با استفاده از میکرو سرنگ، محلول کلروفرم دارای آلیکوات s336 به سرعت به محلول تزریق شد. محلولی ابری تشکیل شده و استخراج فراورده به درون قطره های ریز کلروفرم صورت گرفت. سپس این مخلوط به مدت زمان مشخص سانتریفیوژ شد و فاز آلی در لوله ته نشین شد. پس از حذف فاز آبی بالایی، فاز آلی باقی مانده با یک میکرو سرنگ برداشته شد و جذب آن نسبت به محلول شاهد و در طول موج nm 265 خوانده شد. در این روش ازحلال های پخش کننده مرسوم برای پراکندگی حلال استخراجی استفاده نشده، زیرا آلیکوات s336 تزریقی به همراه کلروفرم، افزون برایجاد کاتیون همراه زوج یون، به عنوان پخش کننده برای تشکیل محلول ابری نیز نقش بازی می کند که نه تنها نتیجه ه ای میکرو استخراج مایع-مایع پخشی را به دنبال دارد، بلکه یک روش سبز نیز به حساب می آید. حد تشخیص این روش برای اندازه گیری فنتانیل برابر mg/L002/0 و منحنی برسنجی در بازه غلظت mg/L52-01/0 خطی بود. انحراف استاندارد نسبی (7 = n) برای استخراج فنتانیل 7/2 درصد و فاکتور پیش تغلیظ 5/55 محاسبه شدند. از برتری های این روش می توان به سادگی، سریع بودن، هزینه کم و فاکتور پیش تغلیظ بالا اشاره کرد. به طور تقریب در همه ی اندازه گیری های داروی فنتانیل انجام شده از دستگاه های پیچیده برای اندازه گیری آن ها استفاده شده است. برخی ارقام شایستگی این روش قابل مقایسه با روش های گزارش شده پیشین هستند.

طیف سنج جرمی زمان پرواز لیزری یک روش بسیار کارآمد در شناسایی و مشخصه یابی مواد شیمیایی است. در این روش یون های ایجاد شده در اثر تابش لیزر با نمونه در یک میدان الکتریکی شتاب گرفته و پس از به دست آوردن انرژی جنبشی کافی در یک فضای عاری از هرگونه میدان الکتریکی، در یک مسیر مستقیم و خطی بر اساس نسبت جرم به بار از هم دیگر جدا می شوند و در زمان های مختلف به آشکارساز می رسند و طیف جرمی آن ها ثبت می شود. در این کار طیف جرمی زمان پرواز تعدادی از کمپلکس های معدنی [Co (H2O) 6] (NO3)2، [Co (H2O) 7] SO4، [Co (NH3) 5Cl] Cl2، [Co (NH3) 4CO3] NO3، [Fe (H2O) 6]SO4 و[Fe (H2O) 7](NO3)3 که فلز مرکزی آن ها عنصرهای Co و Fe بوده، با استفاده از روش واجذب-یونش لیزری (LDI) بر روی بستر صفحه آلومینیوم ثبت شدو گونه های یونی به دست آمده از هر کدام ازکمپلکس ها مشخص شد. تابش نور لیزر استفاده شده در بازه ی IR و با طول موج nm1064 است. مقایسه طیف های جرمی کمپلکس های Coبا لیگاند آب با طیف های جرمی کمپلکس های Co با لیگاند آمونیاک نشان داد که پیوند اکسیژن با فلز در مقایسه با پیوند نیتروژن با فلز قوی تر است به طوری که گون ه های یونی با پیوند اکسیژن-فلز در همه طیف های جرمی به روشنی دیده می شود. در هیچ کدام از طیف های جرمی ثبت شده پیک مربوط به یون مادر کمپلکس ها دیده نشد که این نشان دهنده ناپایداری این کمپلکس ها در برابر تابش لیزر است. همچنین دیده شد که با کاهش شدت تابش لیزر شدت پیک گونه های یونی کاهش می یابد ولی هیچ اثری از پیک یون مادر دیده نمی شود. همچنین تاثیر یون مخالف بر روی طیف جرمی کمپلکس هایی که فلز و لیگاند یکسانی دارند نیز مورد بررسی قرار گرفت و نشان داده شدکه یون مخالف هیچ اثری بر روی طیف جرمی کمپلکس ندارد و لیگاند است که طیف هر کمپلکس را تحت تاثیر قرار می دهد.

در این پژوهش جذب شیمیایی کربن دی اکسید در ستون بستر ثابت مدل سازی و شبیه سازی شده است. در بستر ثابت از جاذب های گرانول پلی اسپارتامید استفاده شده است. در مدل سازی جاذب، گرانول ها به صورت کروی فرض شده و با نوشتن موازنه ی جرم حول یک المان شعاعی، معادله ی دیفرانسیل جزیی حاکم به دست آمده که تغیرهای شدت جذب را در راستای شعاع و برحسب زمان نشان می دهد. هم زمان در طول ارتفاع بستر ثابت موازنه جرم بر روی المان های فاز گاز نوشته شده است. معادله های دیفرانسیل پاره ای جاذب و فاز گاز به طور ه م زمان با استفاده از ترکیب روش خط ها و تفاضل مرکزی به طور هم زمان حل شده اند. به منظور ارزیابی نتیجه های مدل سازی، با استفاده از داده های آزمایشگاهی و مدل سازی عددی کلوین اوداف یورو مدل ارایه شده صحت سنجی شده است. با توجه به مقدار کم درصد خطای R2 و RMSE در منحنی شکست کربن دی اکسید روی پلی اسپارتامید و در شدت جذب تعادلی تجربی و مدل سازی شده کربن دی اکسید روی پلی اسپارتامید بر حسب زمان، صحت سنجی به خوبی صورت گرفته و سرانجام مطالعه های پارامتری در جذب شیمیایی کربن دی اکسید در ستون بسترثابت انجام گرفته است.

فرایندهای غشایی از مرسوم ترین روش ها برای شیرین سازی آب و حذف نمک ها از آب های شور به شمار می آیند و با توجه به برآورد هزینه و مصرف انرژی، فرایندهای مناسبی هستند که کاربرد عملی گسترده ای دارند. طراحی غشاها به شکل ها و اندازه های گوناگون، انجام فرایند جداسازی در دمای محیط، کم ترین مصرف مواد شیمیایی مانند حلال ها و سایر افزودنی ها از برتری های فناوری غشایی نسبت به فرایندهای معمول و کلاسیک جداسازی می باشند. فرایندهای غشایی متفاوتی برای شیرین سازی آب استفاده می شود که شامل فرایندهای غشایی اسمز معکوس، الکترودیالیز، میکروفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون و نانوفیلتراسیون می باشند که البته اهمیت دو روش اسمزمعکوس و الکترودیالیز از سایر روش ها بیش تر است. غشاهای به کار رفته در صنعت شیرین سازی آب به طور عمده از انواع پلیمرها هستند و پلیمرها با توجه به تنوع ساختاری و ویژگی ها از جایگاه ویژه ای دراین بین برخوردارند به طوری که دامنه کاربرد آن ها در فرایندهای غشایی در حال افزایش است. از مناسب ترین و کارآمدترین غشاهای پلیمری قابل کاربرد در کشور می توان به سلولزاستات، غشاهای کامپوزیتی پلی آمید، پلی سولفون، پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی کربنات، پلی تترا فلورو اتیلن، پلی وینیلیدین فلوراید و پلی دی متیل سیلوکسان اشاره کرد. روش های مهم بهبود کارایی غشاهای پلیمری برای نمک زدایی از آب شامل موردهای بسیاری است که تهیه کوپلیمرها و همچنین آمیزه های پلیمری، انجام اصلاح های شیمیایی بر روی ساختار پلیمرها و یا عامل دار کردن شیمیایی آن ها، تهیه کامپوزیت ها، و انجام اصلاحات فیزیکی و یا شیمیایی در سطح برخی پلیمرها از اولویت بالاتری برخوردارند که باید به بروز تلفیقی از ویژگی های دلخواه مکانیکی، آب دوستی، شیمیایی، گرمایی و مقاومت هیدرولیزی در پلیمر منجر شود و در همان حال پلیمر مربوطه از شار و طرد نمک چشمگیری نیز برخوردار باشد. در این مقاله، فرایندهای غشایی و پلیمرهای گوناگون مورداستفاده در این صنعت معرفی خواهند شد.

آآب زدایی الکل ها با روش های گونگونی به ویژه تراوش تبخیری انجام شده است. غشاهای پلیمری آب دوست زیادی ساخته و برای آب زدایی الکل ها به کار برده شده اند. پلی وینیل الکل یکی از مهم ترین غشاهای پلیمری در این زمینه است. در این پژوهش اصلاح این غشا با استفاده از روش آمیختن به منظور دست یافتن به پارامترهای جداسازی بالاتر بررسی شد. غشای آمیزه ی پلی وینیل الکل (PVA) / آگارز (Aga) ساخته و برای جداسازی محلول آب/ اتانول با استفاده از تراوش تبخیری استفاده شد. ساختار غشاها با استفاده از آنالیز های SEM و زاویه تماس بررسی شد. دما و فشار به ترتیب در ° C 30 وmbar830-ثابت نگه داشته شد و تاثیر ترکیب درصد خوراک و نسبت آمیختن بر پارامترهای جداسازی مورد مطالعه قرار گرفت. نتیجه ها نشان داد که غشاها کارکرد جداسازی خوبی برای مخلوط آب/ اتانول دارند. بالاترین گزینش گری با مقدار بی نهایت و شار kg/m2h 243/0 برای غشای 50 % وزنی Aga در جداسازی مخلوط 30 % وزنی اتانول به دست آمد. ولی در آب زدایی خوراک الکل با 70 % وزنی اتانول و با استفاده از غشای 60 % وزنی Aga، مقدارهای گزینش گری و شار به ترتیب بی نهایت و kg/m2h 838/0 به دست آمد.

شورابه پتاس خور بیابانک، منبع غنی از منیزیم، کلسیم، پتاسیم و سدیم بوده؛ که در این پژوهش، تلاش شد با استفاده از اکسالیک اسید به عنوان رسوب دهنده به جداسازی و سپس ترسیب کلسیم و منیزیم آن در حضور سایر کاتیون ها و آنیون ها پرداخته شود. پیش از فاز آزمایشگاهی، شبیه سازی واکنش ها انجام و پیش بینی نتیجه ها به وسیله نرم افزار استبکال (Stabcal modeling) صورت پذیرفت. براساس داده پردازی های این نرم افزار و همچنین نتیجه های تجربی به دست آمده، برای استخراج کلسیم از شورابه بهترین نرخ مولی اکسالیک اسید نسبت به کلسیم و منیزیم به ترتیب 05: 1/1و 25: 1/1 به دست آمد. آنالیز نشان داد با استفاده از این روش جداسازی کلسیم و منیزیم به ترتیب 87% و 88% از شورابه امکان پذیر بوده و رسیدن به خلوص 95% و 94% به ترتیب برای نمک های اکسالات کلسیم و منیزیم به دست آمده قابل دستیابی می باشد.

هزینه های تامین انرژی با افزایش پیوسته قیمت سوخت افزایش می بابد. ترموسیفون های دو فازی بسته از دستگاه های کارآمد برای انتقال گرما می باشند. در این پژوهش اثر متغیرهای مهم بر عملکرد یک ترموسیفون دو فازی بسته در شرایط جوشش توسعه یافته و نوسانی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش های در یک ترموسیفون مسی به طول یک متر و قطر داخلی 20 میلی متر با سیال عامل آب مقطر انجام شد. آزمایش ها در نسبت پر شدن 25% تا 70%، نسبت اندازه ها 13، 5/16 و 20، توان ورودی 100 تا 300 وات و زاویه شیب 5 تا 90 درجه انجام شد. برای به دست آوردن دید جامع نسبت به عامل های موثر بر عملکرد ترموسیفون یک رابطه بر اساس همه نتیجه های به دست آمده ارایه شد که هم خوانی خوبی با داده های سایر پژوهشگران در بازه ی این پژوهش داشت. بر اساس نتیجه های به دست آمده بهترین عملکرد گرمایی ترموسیفون در شیب 60 درجه، توان ورودی 200 وات، نسبت پر شدن 50% و نسبت اندازه 5/16به دست آمد. از آنجا که در طی بررسی اثر این عامل ها بر عملکرد ترموسیفون در برخی شرایط پدیده جوشش نوسانی رخ داد، الگوهای گوناگون جوشش نیز مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی جوشش نوسانی از روش میزان نوسان دمای سیال خروجی از غلاف چگالنده استفاده شد. نتیجه ها نشان داد که در توان ورودی 100 وات جوشش ترکیبی و در توان بالاتر از 150 وات جوشش توسعه یافته در بخش تبخیرکننده رخ می دهد. همچنن رابطه تجربی دیگری برای بازه زمانی نوسان دمای خروجی بخش چگالنده ارایه شد که نشان می دهد دوره نوسان های دما ناشی از پدیده جوشش نوسانی با نسبت پرشدن و نسبت اندازه ها رابطه مستقیم و با شدت جریان سیال خنک کننده، زاویه شیب ترموسیفون و گرمای ورودی به بخش چگالنده رابطه عکس دارد.

در این پژوهش، فرایند دو مرحله ای پربازدهی برای تبدیل نفت کوره پالایشگاهی به مواد باارزشی همچون اولفین ها و سوخت مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله ی نخست فرایند، خوراک سنگین و نامرغوب پالایشگاهی با فراوری گرمایی در فاز مایع و در شرایط به طور کامل ملایم عملیاتی قرار گرفت تا ترکیب های گرانرو و سنگین آن حذف شوند و فراورده به دست آمده قابلیت استفاده به عنوان خوراک واحدهای تولید اولفین را داشته باشد. عملیات فراوری گرمایی در سه دمای 360، 400 و 440 درجه سلسیوس انجام شد و انرژی فعال سازی مربوط به واکنش با استفاده از رابطه ی آرنیوس برابر با 5/68 کیلوژول بر مول تخمین زده شد. آنالیز گرمایی انجام شده روی خوراک سنگین موجود مطابق با مدل ایزوکانورژنال کیسینجر طی چهار برنامه ی دمایی گوناگون، انرژی فعال سازی برابر با 9/59 کیلوژول بر مول را برای تجزیه گرمایی نفت کوره پالایشگاهی به دست داد که تطابق قابل پذیرشی با انرژی فعال سازی به دست آمده از رابطه آرنیوس داشت. بیش از 90 درصد از خوراک سنگین در دمای 440 درجه سلسیوس به فراورده (به طور عمده مایع با بازده بیش از 76 درصد وزنی) تبدیل شد. فراورده مایع به دست آمده به عنوان خوراک در فرایند شکست گرمایی در فاز گاز و در بازه ی دمایی 550 تا 750 درجه سلسیوس به کار گرفته شد. میزان اولفین تولید شده در این مرحله و در دمای 750 درجه سلسیوس، بیش از 88 درصد وزنی از ترکیب درصد گاز به دست آمده و بیش از 45 درصد وزنی از فراورده های پایانی فرایند را به خود اختصاص داد. با کاهش دما از میزان تولید اولفین ها کاسته شد و فرایند به سمت تولید فراورده های مایع شامل بنزین و دیزل پیش رفت به گونه ای که در دمای 550 درجه سلسیوس تنها حدود 1 درصد وزنی گاز تولید شد و باقی مانده فراورده های مایع و به طور عمده سوخت دیزل بود.

فهم ترکیب درصد برش های هیدروکربوری (مقدار پارافین ها، نفتن ها و آروماتیک ها) همچنان مسیله ای چالش برانگیز در زمینه پیش بینی رفتار فازی سیال های نفتی به شمار می رود. روش های تعیین این ترکیب درصد ها، شامل روش های آزمایشگاهی و روش های مدل سازی مبتنی بر داده می باشند. روش های آزمایشگاهی، دقیق هستند، ولی مشکل هایی مانند هزینه بر بودن و وقت گیر بودن را دارند. روش های مدل سازی به صورت کلی شامل دو یا چند پارامتر مشخصه سازی مانند اندیس شکست، دمای جوش نرمال، چگالی در شرایط استاندارد، نسبت کربن به هیدروژن، ضریب واتسون، و ثابت گرانروی می باشند. مشکل مدل های ارایه شده این است که برای یافتن ترکیب درصد خانواده ها، باید پارامتر های مشخصه سازی ذکر شده، موجود باشد، ولی بیش تر این پارامترها برای برش های نفتی، مشخص نمی باشند، در نتیجه در عمل، تعیین ترکیب درصد شیمیایی برش ها، با مشکل مواجه می شود. در این پژوهش سعی شده است که پارامترهایی برای ساخت مدل انتخاب شود که این محدودیت را نداشته باشد. پارامترهای انتخاب شده، وزن مولکولی، چگالی ویژه و دمای جوش نرمال می باشند. این پارامترها بیش تر برای برش های نفتی وجود دارند، در نتیجه در تعیین ترکیب درصد برش های نفتی به عامل مشخصه سازی ویژه ی دیگری نیاز نیست. در این پژوهش از شبکه عصبی و معادله حالت خانواده سفتبرای تعیین مدل تخمین درصد خانواده ها استفاده شد. برای توسعه این مدل برای برش های مصنوعی متشکل از اجزای پارافینی، نفتنی، و آروماتیکی، مقدارهای چگالی ویژه و دمای جوش نرمال با استفاده از معادله حالت پی سی سفت تعیین شد. سرانجام یک مدل شبکه عصبی، روی این داد ه های به دست آمده، پیاده سازی شد. در پایان با استفاده از یک سری داده های ارزیابی، برای برش های نفتی، قابلیت تخمین مدل مورد آزمایش قرار گرفت. نتیجه ها نشان می دهد که روند معرفی شده به طور موثری، خانواده های حاضر در برش ها را پیش بینی می کند.

از آنجا که بازدارندگی هیدرات گازی در انتقال گاز بسیار اهمیت دارد، در این پژوهش اثر دما و ماده ستیل تری متیل آمونیوم بروماید به عنوان ماده ی بازدارنده برروی تشکیل هیدرات تتراهیدروفوران مورد بررسی قرار گرفت. نخست هیدرات تتراهیدروفوران در دماهای 5/2، 3، 5/3 و 4 درجه سلسیوس و غلظت های 30، 25، 20، 15 درصد وزنی تتراهیدروفوران در فشار اتمسفری مورد بررسی قرار گرفته و زمان القا و نمودار تعادلی هیدرات خالص تعیین شد. سپس آزمایش ها در حضور ستیل تری متیل آمونیوم بروماید با غلظت 5/0، 1، 5/1 و 2 درصد وزنی به عنوان بازدارنده هیدرات انجام شده و به بررسی اثر ستیل تری متیل آمونیوم برومید بر روی زمان القا و همچنین سینتیک تشکیل هیدرات پرداخته شد. نتیجه ها نشان می دهد که در دمای ثابت با گذشت زمان با افزوده شدن ستیل تری متیل آمونیوم برومید به هیدرات زمان القا افزایش یافته است. همچنین در برخی از غلظت های ماده ی بازدارنده، نقش بازدارندگی از بین رفته و زمان القا کاهش یافته است. با تعیین نمودار سینتکی تشکیل هیدرات نیز مشخص شد که گرمای آزاد شده به هنگام تشکیل هیدرات با افزوده شدن بازدارنده کاهش یافته و زمان هسته زایی نیز افزایش پیدا کرده است.

پیل های سوختی میکروبی (MFC) به عنوان یکی از منابع تجدید پذیر تامین انرژی محسوب می شوند. دراین بین پیل های سوختی میکروبی رسوبی (SMFC) جایگاه ویژه ای دارند، به ویژه در منطقه هایی که رسوب های غنی از مواد مغذی برای رشد میکروارگانیسم های الکترون زا دارند. یکی از راه های تولید انرژی تجدید پذیر و غیر مخرب با استفاده از انرژی نهفته در رسوب، پیل سوختی میکروبی رسوبی می باشد. در این پژوهش برس های فلزی رسانا که دارای سطح موثر بالایی می باشند به عنوان کاتد در پیل های سوختی میکروبی رسوبی مورد ارزیابی قرار داده شد. عملکرد SMFC ها در تولید توان الکتریکی برای چهار برس با جنس های آهن، فولاد ضدزنگ، برنج و مس در نقش کاتد این سامانه ها ارزیابی شد. همچنین مقاومت و طول عمر این الکترودها موردمطالعه قرار گرفت. نتیجه های به دست آمده از آزمون خوردگی نشان می دهد که کم ترین و بیش ترین میزان خوردگی به ترتیب مربوط به فولادضدزنگ و آهن بوده است. نتیجه های آزمون های پلاریزاسیون و توان گیری از سامانه ها نیز نشان داده که بالاترین میزان دانسیته توان تولیدی از SMFCها با استفاده از کاتد برس مسی بوده که برابر (µ W/cm2382) و کم ترین مقدار نیز برای کاتد برس برنجی برابر (µ W/cm224/19) به دست آمده است.

حفظ سطح غلظت کلسیم خون یک فرایند پویا است که با بر هم کنش چند عضو مانند روده، کلیه و غده های پاراتیرویید صورت می گیرد. هورمون انسانی پاراتیرویید (hPTH) با افزایش جذب روده ای کلسیم و کاهش دفع کلیوی موجب افزایش سطح کلسیم خون می شود. از آنجایی که در صورت ناکافی بودن مقدار کلسیم در خون، به طور معمول این عنصر از استخوان ها برداشته می شود بنابراین کمبود این هورمون باعث پوکی استخوان و بیماری های ناشی از اختلال های غده های پاراتیرویید می شود. در این پژوهش از پلاسمید Puc 57 و سویه Escherichia coli DH5α برای کلون کردن و از پلاسمید Pet 32a (+) و سویه Escherichia coli BL21 برای بیان پروتیین استفاده شدند. در این پژوهش تولیدپروتیین به صورت ناپیوسته در ارلن های یک لیتری و همچنین به صورت ناپیوسته به همراه خوراک دهی در یک فرمانتور 10 لیتری همزن دار بررسی شد. طبق نتیجه های این پژوهش، کشت ناپیوسته در ارلن ها نشان داد که پس از 16 ساعتمقدار زیست توده و پروتیین نو ترکیب به ترتیب به g/L 5/6 و g/L 7/1 می رسد. همچنین در حالت ناپیوسته به همراه خوراک دهی، بیش ترین مقدار زیست توده و پروتیین نو ترکیب درون فرمانتور پس از 12 ساعت به ترتیب به g/L 81 و g/L22 به دست آمد. سرانجام تولید پروتیین نوترکیب با دو آزمایش SDS-PAGE و Western blot مورد تایید قرار گرفت. در این پژوهش وجود باند پروتیینی در ناحیه 37 کیلو دالتون نشان دهنده درستی بیان هورمون پاراتیرویید می باشد. با توجه به تولید موفقیت آمیز هورمون انسانی پاراتیرویید در این پژوهش و همچنین مزیت های باکتری اشریشاکولی به عنوان میزبان، به نظر می رسد این روش می تواند جایگزین مناسبی برای تولید این ماده ارزشمند دارویی باشد.

در این بررسی به منظور بهینه سازی تولید آنزیم لیپاز به وسیله قارچ رایزوپوس اوریزا در محیط کشت مایع، طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ با استفاده از نقطه مرکزی توسط نرم افزارDesign Expert 7. 0. 0، به کار گرفته شد. در این فرایند، برای بهینه سازی با انتخاب متغیرهای نسبت جرمی منبع کربنی به نیتروژنی (C/N)، دور چرخش (دور بر دقیقه، rpm) و پی اچ اولیه (pH) در بازه تغییرها به ترتیب (1-0. 2)، (250-100) و (8-5) شد. آزمایش ها با استفاده از محرک روغن زیتون (به عنوان منبع کربنی) و در دمای ثابت 32 درجه سلسیوس انجام گرفت. میزان فعالیت آنزیم لیپاز تولید شده با استفاده از روش تیتراسیون اسیدهای چرب آزاد به وسیله سود 1/0 مولار سنجش، و جرم توده زیستی نیز محاسبه شد)هدف اندازه گیری فعالیت آنزیم و جرم توده زیستی تولیدی بعد از 48 و 96 ساعت). تحلیل آماری داده های تجربی به دست آمده از اندازه گیری فعالیت آنزیم لیپازمنجر به ارایه مدل برازش با اطمینان 95%، برای فعالیت آنزیم پس از مدت کشت 48 ساعت شد، که بیانگر تاثیر دلخواه افزایش دور همزن و بازی بودن محیط و همچنین نشانگر تاثیر دلخواه افزایش دور همزن و کاهش نسبت جرمی منبع کربنی به نیتروژنی برای فعالیت آنزیم لیپاز پس از مدت کشت 96 ساعت می باشد. شرایط بهینه برای تولیدآنزیم لیپاز، به ترتیب برای مدت کشت بعد از 48 و 96 ساعت، در نسبت جرمی منبع کربنی به نیتروژنی (2/0)، دور چرخش (100) و پی اچ اولیه (8)، با تولید بیش ترین فعالیت برون سلولی آنزیم لیپاز(48/2 و809/4) U/mL به دست آمد که نسبت به پژوهش های همانند پیشین فرایند کارآمدتری نشان می دهد.

یکی از مشکل های موجود در صنایع زیست فناوری نبود تطابق بین نتیجه های آزمایشگاهی و نتیجه های نیمه صنعتی می باشد. در این پژوهش به موضوع افزایش مقیاس راکتورهای زیستی به عنوان یکی از مسیله های مهم و اصلی در صنعتی نمودن پژوهش های آزمایشگاهی پرداخته می شود. در این پژوهش محاسبه های افزایش مقیاس بر اساس عدد رینولدز (Re) و فاکتورهای مومنتوم، سرعت چرخش پره (و N) و ضریب ثابت انتقال جرم حجمی (KLa) یکسان مورد بررسی قرار گذفت. از آنجایی که محاسبه هم زمان این معیارها به صورت دستی فرایندی زمان بر و پیجیده می باشد، بنابراین شبیه سازی کامپیوتری امری ضروری به نظر می رسد. بنابراین در این پژوهش، افزایش مقیاس راکتورهای زیستی در محیط نرم افزار اکسل شبیه سازی شد. نتیجه های این شبیه سازی برای بزرگ سازی راکتورهای زیستی 100 لیتری به بزرگ 12500 لیتری و همچنین 80 لیتری به 10000 لیتری با پژوهش های سایر پژوهشگران مقایسه و مورد تایید قرار گرفت. با استفاده از این نرم افزار می توان فرایند بهینه سازی در مقیاس بالاتر را به طور دلخواه و در کم ترین زمان انجام داد که این موضوع باعث کاهش هزینه ها مانند هزینه های بهینه سازی، کارگری می شود. همچنین استفاده از این نرم افزار می تواند کمک شایانی به مهندسان برای پیش بینی های لازم در تولید در مقیاس بالاتر نماید.