در این تحقیق دو ساختار مختلف از سیستم ترکیبی سیکل برایتون فوق بحرانی کربن دی اکسید با بازیاب به همراه سیکل رانکین آلی و همچنین، سیستم ترکیبی سیکل برایتون فوق بحرانی کربن دی اکسید بازتراکم به همراه سیکل رانکین آلی با کلکتور هلیوستات از دیدگاه انرژی، اگزرژی و اگزرژی ـ اقتصادی شبیه سازی و مقایسه شده است. سیال آلی 123R به دلیل خواص ترموفیزیکی و زیست محیطی مناسب در سیکل آلی استفاده شده است. انرژی خورشید به عنوان محرک سیکل برایتون کربن دی اکسید مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج حاکی از آن است که با تغییر پارامتر های تأثیرگذار مانند نسبت فشار کمپرسور و دمای ورودی توربین، در تمام بازده مورد بررسی کار خروجی سیستم با بازیاب بیشتر بوده است، اما در نسبت فشارهای پایین درکمپرسور، بازده اگزرژی سیستم بازتراکم بیشتر است. همچنین علی رغم بیشتر بودن نرخ هزینۀ کلی سیستم با بازیاب، این سیستم، هزینۀ تولید الکتریسیته کمتری را ایجاد می کند. سایر نتایج شبیه سازی نشان می دهد بیشترین مقدار تخریب اگزرژی در کلکتور خورشیدی با مقدار kW 9726 اتفاق می افتد و کلکتور خورشیدی با داشتن بیشترین نرخ هزینه با مقدار 3485 دلار برساعت، باید بیشتر از سایر اجزا از نظر اگزرژی ـ اقتصادی مورد بررسی قرار گیرد. در انتها تحلیل پارامتری به منظور بررسی تأثیرات تغییر نسبت فشار کمپرسور، دمای ورودی توربین کربن دی اکسید و فشار پایینی سیکل کربن دی اکسید، روی عملکرد سیستم، از دیدگاه انرژی، اگزرژی و اگزرژی ـ اقتصادی انجام شده است.

تکنیک جداسازی توسط گازهای فوق بحرانی کاربرد موثر و وسیعی در صنایع غذائی پیدا کرده است به طوری که در حال حاضر چندین شرکت بزرگ روش های جداسازی فوق بحرانی را در مورد تصفیه و تولید مواد غذائی به کار می بندند. این رشته از صنایع غذائی در کشور آلمان پیشرفت قابل ملاحظه ای نموده است. به عنوان مثال، استخراج مواد کافینی از قهوه و مواد گیاهی و چای استخراج نیکوتن از تنباکو به وسیله گاز دی اکسید کربن تحت شرایط فوق بحرانی انجام می شود. همچنین در سال های اخیر، غذاهای حاوی کلسترول مشکلات زیادی را از نظر سلامتی برای انسان به وجود آورده اند. کلسترول به راحتی در دی اکسید کربن فوق بحرانی محلول است و این موضوع نوید بخش جداسازی کلسترول از مواد غذائی با منشاء حیوانی می باشد.

هدف از این تحقیق تعیین شرایط بهینه برای استخراج گزینش ­پذیر آمینواسید­های آزاد به روش استخراج فوق بحرانی است. دو متغیر دما، فشار با انتخاب زمان ثابت 60 دقیقه در این راستا و بااستفاده از سامانۀ طراحی آزمایش یک متغیر در یک زمان، مطالعه شد. در گام اول مشخص شد که شگرد استخراج فوق بحرانی صرفاً نسبت به پنج آمینواسید آلانین، گلایسین، سرین، هیستیدین و گلوتامیک اسید استخراج گزینش ­پذیر داشته و نسبت به سایر آمینواسیدها در بازه عملیاتی مورد مطالعه، عملکرد استخراجی ضعیفی دارد. پس از به دست آمدن داده­ های تجربی، در نرم افزار اکسل مدل کرداری داده­ ها تهیه شد، که نشان دهندۀ بالاترین سطح گزینش ­پذیری و بازده استخراج برای گلوتامیک­ اسید در فشار 14 مگاپاسکال و دمای 20 درجۀ سلسیوس، برای گلایسین در فشار 16 مگاپاسکال و دمای 60 درجۀ سلسیوس و برای آلانین، سرین و هیستیدین در فشار20 مگاپاسکال و دمای 60 درجۀ سلسیوس بود. بالاترین بازده استخراج (5/3%) در شرایط بهینۀ استخراج گلوتامیک ­اسید است که بالاترین درصد در نمونه را دارد.

یکی از مفیدترین روش های جداسازی لانتانیدها، استفاده از استخراج با سیال فوق بحرانی است. در این مطالعه، امکان استفاده از سیانکس 302 و تری بوتیل فسفات به عنوان یک عامل استخراج کننده در حالت فوق بحرانی برای سه کاتیون La3+، Nd34+ و Dy3+ مورد بررسی قرار گرفته شده است. در این پژوهش با استفاده از طراحی آزمایش اثر سه عامل فشار، سیانکس 302 و TBP بر بازده استخراج، میزان تاثیر هر فاکتور، برهم کنش های دو و سه تایی برای سه کاتیون لانتانیدی مورد بررسی قرار گرفته شد. بالاترین میزان استخراج در حالتی که هر سه فاکتور اصلی در سطح بالای خود بودند مشاهده شد که به ترتیب مقدارهای 23.40، 42.49 و 41 درصد برای La3+، Nd34+ و Dy3+ حاصل شد.

کربن دی اکسید فوق بحرانی به عنوان حلال برای استخراج بسیاری از مواد استفاده می شود. با توجه به این قابلیت کربن دی اکسید، در این پژوهش نیز از این حلال برای بازیافت روغن موتور استفاده شد. مطالعه ها در بازه فشار 150-210 bar و بازه دمایی 35-65oC برای یافتن بیشترین بازده انجام شد.در این بازه فشار، تغییر فشار تاثیر زیادی بر بازده استخراج می گذارد و با افزایش آن، بازده جداسازی افزایش می یابد. در مقابل وقتی که دما در یک فشار معین افزایش می یابد، دانسیته کربن دی اکسید فوق بحرانی کاهش یافته در نتیجه حلالیت آن کاهش و از سویی ویسکوزیته روغن کاهش و انتقال جرم از روغن افزایش می یابد. با توجه به نتیجه های به دست آمده، شرایط عملیاتی بهینه برای دستیابی به بیشترین بازده بازیافت روغن، فشار 210bar و دمای 45oC است.

خشک کردن مواد غذایی مانند روشهای انجمادی و توسط هوای داغ ایده آل نیستند و باعث کاهش ارزش غذایی می شوند و گران هستند و تنها برای مواد غذایی با ارزش زیاد مورد استفاده قرار می گیرد. در این تحقیق، خشک کردن با سیال فوق بحرانی دی اکسید کربن جهت حذف رطوبت از انجیر مورد بررسی قرار گرفت. در روش خشک کردن با سیال فوق بحرانی ساختار محصولات غذایی هنگام خشک شدن حفظ می شود. طراحی آزمایش به روش فاکتوریل کامل به کمک نرم افزار Design Expert و جدول آنالیز واریانس برای تاثیر سه پارامتر فشار، دما و زمان برای اندازه گیری میزان حذف رطوبت انجام شد. مدل فاکتوریل محاسبه شده معنی دار و قادر به انتخاب پارامترهای برتر خشک کردن بود. در شرایط بهینه بیشترین عملکرد خشک کردن (78. 109درصد) با میزان مطلوبیت 0. 992 در فشار 20 مگاپاسکال، دمای 60 درجه سانتیگراد و مدت زمان 120 دقیقه بود. نتایج نشان داد خشک کردن انجیر در کل دوره خشک کردن در مرحله نزولی صورت می گیرد که این امر نشاندهنده آن است که در خشک شدن این مواد، نفوذ درونی رطوبت کنترل کننده نرخ خشک کردن و انتقال جرم می باشد. در این تحقیق با حل قانون دوم فیک و در بازه فشار و دمای آزمایش شده با فرض کروی بودن انجیر به کمک معادله کرانک برای آن مقدار ضریب نفوذ رطوبت بین 10-10×51/4 و 10-10×18/0 مترمربع بر ثانیه به دست آمد. همچنین سرعت خشک کردن انجیر نیز محاسبه شد. افزایش دما و فشار باعث افزایش سرعت خشک شدن می شود.

در دهه های اخیر جهت گیری دانش های گوناگون، به سمت روش هایی با آلایندگی کم تر، کاهش اثرهای محیط زیستی و کاهش دورریز است. در این راستا، تولید پلیمرها با کربن دی اکسید فوق بحرانی به شکل محیط واسطه (حلال و ضد حلال)، می تواند مشکل های یاد شده را برطرف کرده، و جایگزینی مناسب برای حلال های رایج باشد. در این مقاله، فرایندهای مختلف پلیمرشدن همگن، ناهمگن و پلیمرهایی تولیدشده در محیط کربن دی اکسید فوق بحرانی، مورد بحث قرار گرفته است. همچنین، پلیمرشدن امولسیونی آب و کربن دی اکسید فوق بحرانی برای کاربردهای پزشکی، و نیز پلیمرهای متخلخل مورد استفاده در رهایش دارو، بررسی شده است. در ادامه، به طور اجمالی تثبیت کننده ها و امولسیفایرهای مورد استفاده نیز طبقه بندی شده اند. مرور پژوهش های انجامشده، بیانگر رشد فزاینده و گسترش روز افزون به کارگیری فناوری کربن دی اکسید فوق بحرانی، در فرایندهای سبز و توسعه پایداراست.

روغن دانه های کانولا از نوع اکاپی دو صفر خرد و پخته شده به وسیله دی اکسید کربن فوق بحرانی در فشار 34 مگاپاسکال و دمای 40 درجه سانتی گراد و نیز حلال تجاری AW406 استخراج گردید. حلالیت روغن در دی اکسید فوق بحرانی تعیین و مقایسه ای بین راندمان استخراج روغن و میزان کلروفیل، مواد غیر قابل صابونی، ترکیب اسیدهای چرب و عدد یدی روغن های استخراجی انجام شد. راندمان روغن استحصالی با دی اکسید کربن فوق بحرانی 0.4±20.2 درصد وزنی / وزنی بر پایه ماده خشک بود که با اختلاف معنی داری (0.05>P) از راندمان روغن استحصالی در استخراج با حلال AW406  (34.2±1.6)پایین تر بود. میزان کلروفیل روغن استخراجی با دی اکسید کربن فوق بحرانی با اختلاف معنی داری (0.05>P) پایین تر از میزان کلروفیل در روغن استخراجی با حلال AW406 بود که به همین دلیل، روغن استخراجی با دی اکسید کربن فوق بحرانی رنگ روشن تری نیز داشت. آنالیز ترکیب اسیدهای چرب نشان داد که روغن استخراجی با دی اکسید کربن فوق بحرانی با اختلاف معنی داری (0.05>P) دارای میزان پایین تری اسیدهای چرب بهینیک و اروسیک می باشد. عدد یدی و مواد غیر قابل صابونی شونده در هر دو روغن استخراجی اختلاف معنی داری (0.05>P) نشان ندادند.