دانشگاه شیراز

دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز

 

پایان­ نامه­ ی کارشناسی ارشد در رشته ­ی مهندسی شیمی

 

مطالعه آزمایشگاهی پدیده ی سایش گاز حاوی شن و قطرات مایع  در خطوط لوله

استادان راهنما

دکتر فریدون اسماعیل زاده

دکتر داریوش مولا

 

اسفند ماه 1394

چکیده

در این کار، به بررسی پدیده سایش ایجاد شده، به واسطه حرکت سیالات دو فازی و سه فازی در خطوط لوله پرداخته شده است. به این منظور یک دستگاه آزمایش خط لوله شامل: خطوط لوله عمودی و افقی و اتصالات مختلف ساخته شده است. سیال مورد بررسی متشکل از سه فاز گاز، مایع و جامد می­باشد. فاز گاز هوا، فاز مایع، آب می­باشد و ذرات شن نیز فاز جامد را تشکیل می­دهند. در این تحقیق پارامتر­های تأثیر­گذار بر نرخ سایش، از جمله: سرعت سیال گاز، سرعت سیال مایع، اندازه ذرات شن و سختی و دانسیته فلز مورد هدف، مورد مطالعه قرار گرفته است. برای بدست آوردن میزان سایش، از کوپن­های دیسکی از دو جنس آلومینیوم و فولاد در پنج مکان مختلف از جریان (مطابق با شرایط عملیاتی بهره برداری و انتقال مواد نفتی) استفاده شده است. در ابتدا سرعت سایش هوا و ذرات شن (دو فاز) در پنج مکان گفته شده اندازه گرفته می­شود و در مرحله بعد مطالعه سایش هوای حاوی ذرات شن و آب (سه فاز)، مورد بررسی قرار می­گیرد. در هر مرحله نتایج بدست آمده با مقادیر تعیین شده توسط استاندارد­های موجود مقایسه شده و راهکار­هایی ارائه می­شود.

نتایج نشان می دهد که در سرعت ظاهری ثابت هوا، با افزودن مقدار کمی آب به جریان هوا میزان سایش به شدت افت می کند. علاوه بر این سایش در جریان عمودی از جریان افقی بیشتر می باشد. همچنین میزان سایش در زانویی از لوله مستقیم بیشتر شده است.

کلمات کلیدی: سایش دانه­های شن، کوپن، سختی، غلظت شن، نرخ سایش

فهرست مطالب

  عنوان                                                                                                         صفحه

 

1-مقدمه:. 2

2-مبانی نظری تحقیق  5

2-1- تعریف سایش………………………………………………………………………………..5

2-1-1- نوع فلز هدف و زاویه برخورد 7

2-1-2- اثر سختی فلز هدف.. 9

2-2- تعریف خوردگی…………………………………………………………………………..10

2-2-1- حمله یکنواخت.. 10

2-2-2- خوردگی گالوانیک.. 11

2-2-3- خوردگی شکافی. 11

2-2-4- آبشویی ترجیحی. 11

2-2-5- خوردگی درون دانه ای. 12

2-2-6- خوردگی حفره ای. 12

2-2-7- خوردگی فرسایشی. 12

2-2-8- خوردگی تنشی. 13

2-3- مکانیسم های سایش.….…………………………………………13

2-3-1- سایش قطره ای: 13

2-3-2- سایش ناشی از دانه های شن و ماسه. 14

2-3-3- پدیده کاویتاسیون. 21

2-3-4- خوردگی سایشی. 22

2-4- سایش ناشی از جریان هوا، شن و آب…………….……………………24

2-5- روشهای مورد استفاده برای اندازه گیری و گزارش سرعت سایش……….….26

2-5-1- روش اندازه گیری توسط کوپنها 26

2-5-2- دستگاههای اندازهگیری اولتراسونیک.. 29

2-5-3- کاوشگرهای مقاومت الکتریکی. 30

2-5-4- کاوشگرهای الکتروشیمیایی. 31

2-6- راهکارهای کاهش سایش………………………………………………………………..31

2-6-1- کاهش دبی تولید. 32

2-6-2- طراحی سیستم لوله کشی. 32

2-6-3- مواد مخصوص مقاوم در برابر سایش… 32

2-6-4- افزایش ضخامت دیواره لوله. 33

2-6-5- ممانعت از تولید شن و جداسازی آن. 33

3-مروری بر تحقیقات گذشته. 36

3-1- مروری بر فرمول استاندارد ……………………………..………API38

3-2- معادله مناسب برای شن..……………………….…………………39

3-3- معادلات مرکز تحقیقات خوردگی و سایش دانشگاه تولسا..………………..42

3-4- شبیه سازی با نرم افزار..………….……………………………….44

4-روش تحقیق..………………………………………………………..49

4-1- دستگاه آزمایش..…….…………………………………………..49

4-2- آماده سازی شن..…….………………………………………….58

4-3- مراحل انجام آزمایش ها:.……….…………………………………59

4-4-آنالیز..…………………………………………………………..60

5-نتایج.………………………………………………………………64

5-1- اثر اندازه شن بروی سایش در جریان دو فازی..………….……………..65

5-2- اثر میزان آب تزریقی در جریان سه فازی..…………………………….66

5-3- تاثیر اندازه ذرات در جریان سه فازی..…………….………………….68

5-4- مقایسه سایش در زانویی و لوله عمودی.…………….………………..69

5-5- مقایسه زانویی افقی و عمودی..………….………………………….70

5-6- مقایسه ی جنس کوپن ها.………….……………………………..71

5-7- آنالیز ظاهری..……….………………………………………….72

5-7-1-میکروسکوپ الکترونی. 73

5-7-2-آنالیز کوپن ها با میکروسکوپ الکترونی. 74

6-نتیجه گیری و پیشنهادات   83

6-1- نتیجه گیری.……….…………………………………………..83

6-2- پیشنهادات.…………………………………………………….84

7-منابع.………………………………………………………………86

فهرست شکل ها

عنوان                                                                                                        صفحه

شکل (1): نمایی از پدیده سایش… 5

شکل (2): تاثیر فشار بر سایش] 6 [ 7

شکل (3): مکانیسم فرایند سایش برای مواد ترد و رسانای فلزی] 1 [ 8

شکل (4): مقایسه میزان سایش با زاویه برخورد ذره] 1 [ 8

شکل (5): تاثیر اندازه شن بروی سایش شن و هوا] 26 [ 17

شکل (6): تاثیر شکل ذرات بر روی سایش شن] 11 [ 18

شکل (7): عبور ذرات شن در زانویی] 28 [ 21

شکل (8): بروز پدیده ی کاویتاسیون در لبه ی پروانه ی پمپ.. 22

شکل(9): شماتیک جریان عمودی (آنولار)] 21 [ 25

شکل (10): شماتیک جریان افقی (اسلاگ)] 21 [ 25

شکل (11): انواع مختلف کوپنها و نگهدارنده آنها ] 31 [ 27

شکل (12): نحوه ی نصب کوپن بروی کوپن هولدر ] 31 [ 27

شکل (13): نحوه ی قرار گرفتن کوپن ها در جریان ] 31 [ 28

شکل (14): نمایی از اندازه کوپن. 28

شکل (15): نمونه حسگر مقاومت الکتریکی صنعتی] 21 [ 31

شکل (16): تاثیر اندازه ذرات بر سایش شن] 26 [ 40

شکل (17): تاثیر سرعت هوا بروی سایش] 25 [ 40

شکل (18): تاثیر افزایش قطر بروی سایش] 25 [ 41

شکل (19): ضریب F(α) برای مواد ترد و رسانای فلزی] 33 [ 41

شکل (20): تاثیر افزایش دبی مایع و گاز بروی سایش] 21 [ 43

شکل (21): مقایسه پیش بینی با داده ی آزمایشگاهی] 29 [ 44

شکل (22): مقایسه مدلسازی با داده های تجربی] 25 [ 45

شکل (23): مقایسه مدلسازی با داده آزمایشگاهی دانشگاه تولسا 46

شکل (24): نمای کلی از دستگاه سنجش سایش… 50

شکل (25): کمپرسور تامین هوا 51

شکل (27): نمایی از کمپرسور آزمایشگاه عملیات.. 51

شکل (28): دبی سنج هوا 52

شکل (29): ورودی سیستم قسمت تزریق آب و شن. 53

شکل (30): نمایی از دبی سنج مایع. 53

شکل (31): نمای لوله عمودی. 54

شکل (32): نمایی از زانویی عمودی. 55

شکل (33): نمایی از لوله افقی. 55

شکل (34): نمایی از زانویی افقی. 56

شکل (35): نمایی از لوله عمودی جریان رو به پایین. 57

شکل (36): الک های شن. 58

شکل (37): شن در اندازه ی 225 میکرون. 58

شکل (38): اندازه کوپن ها 61

شکل (39): نمایی از کوپن ها 61

شکل (40): تصویری از ترازوی با پنج رقم اعشار 62

شکل (41): تاثیر اندازه ذرات بر روی میزان سایش زانویی آلومینیوم عمودی 1اینچ. 65

شکل (42): تاثیر افزایش سرعت ظاهری آب بروی سایش لوله آلومینیوم عمودی 1اینچ. 66

شکل (43): تاثیر افزایش سرعت ظاهری آب بروی سایش لوله آلومینیوم افقی1اینچ. 67

شکل (44): تاثیر افزایش سرعت ظاهری آب بروی سایش زانویی آلومینیوم عمودی 1اینچ. 67

شکل (45): تاثیر افزایش سرعت ظاهری آب بروی سایش زانویی آلومینیوم افقی1اینچ. 68

شکل (46): تاثیر اندازه شن بروی سایش در جریان سه فازی زانویی آلومینیوم 1 اینچ. 69

 شکل (47): مقایسه لوله عمودی و زانویی عمودی آلومینیوم 1 اینچ. 70

شکل (48): مقایسه زانویی عمودی و افقی آلومینیوم 1اینچ. 71

شکل (49): مقایسه جنس مواد 72

شکل(50): کوپن آلومینیومی.  الف) قبل از آزمایش  ب) بعد از آزمایش… 74

شکل (51): تصویر الکترونی از کوپن آلومینیومی قبل از سایش در سه مقیاس.. 75

شکل (52): تصویر الکترونی از کوپن آلومینیومی بعد از سایش در سه مقیاس.. 76

شکل (53): تصویرالکترونی از کوپن فولاد کربن دار قبل از سایش در سه مقیاس.. 77

شکل (54): تصویرالکترونی از کوپن فولاد کربن دار بعد از سایش در سه مقیاس.. 78

شکل (55): کوپن فولادی.  الف) قبل از تست  ب) بعد از تست.. 79

شکل (56): حفرات ایجاد شده در سطح کوپنها با بزرگنمایی بالا. 80

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

:: بازدید از این مطلب : 46

|

امتیاز مطلب : 0

|

تعداد امتیازدهندگان : 0

|

مجموع امتیاز : 0

دانشگاه خلیج فارس

دانشکده گاز و پتروشیمی

 

گروه مهندسی نفت

 

 

پایان‌نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی نفت گرایش حفاری و بهره‌برداری

 

استفاده از مدل‌سازی هوشمند در فرآیند طراحی و عیب یابی عملیات حفاری

 

استاد راهنما:

دکتر عباس خاکسار منشاد

دکتر حبیب رستمی

 

بهمن‌ماه 1392

چکیده

در عملیات حفاری، با انتخاب درست ابزار مورد استفاده و همچنین پیش‌بینی دقیق و به موقع پارامترها و مشکلات احتمالی می‌توان این عملیات را در زمان و هزینه کمتر انجام داد. مقاومت فشاری تک محوره سنگ سازند، یکی از ویژگی‌های اصلی سنگ به شمار می‌آید که نقش به‌سزایی در انتخاب مته حفاری دارد. در صورت پیش‌بینی صحیح این ویژگی می‌توان مته مناسب برای حفاری سنگ مورد نظر را انتخاب کرد. از طرفی مته حفاری خود یکی از ابزارهای اصلی در عملیات حفاری به شمار می‌رود که تأثیر مستقیم بر نرخ نفوذ حفاری دارد. نرخ نفوذ مناسب زمان و هزینه‌های عملیات حفاری را کاهش می‌دهد. در عملیات حفاری گاهی اوقات با مشکلاتی مواجه می‌شویم که باعث کند شدن حفاری و افزایش هزینه‌ها می‌شود. از جمله این مشکلات می‌توان به هرزروی گل و گیر رشته حفاری اشاره کرد. در صورتی که بتوان این مشکلات را به درستی پیش‌بینی کرد می‌توان از توقف حفاری جلوگیری و خطرات ناشی از آن را نیز رفع کرد. لذا اطلاع دقیق از موارد مذکور حیاتی است. تحلیل اطلاعات میدانى، عنصر اصلى کاهش هزینه و بهبود عملیات حفارى و توسعه ابزارهاى تحلیل اطلاعات میدان، یکى از راه‌هاى توسعه و بهبود عملیات حفارى به شمار می‌رود. در صنعت حفاری برای شناسایی مشکل و یا بهبود عملیات عموماً از تست‌های آزمایشگاهی و فرمول‌های تجربی استفاده می‌شود؛ یا برای رفع مشکل از تجربیات گذشته استفاده می‌شود. در این پروژه سعی شده، از مدل‌سازی هوشمند برای پیش‌بینی، عیب‌یابی، رفع عیب و بهبود پارامترهای عملیات حفاری استفاده کنیم. هوش مصنوعی حوزه‌ای ترکیبی از علوم کامپیوتر و آمار است. در حالت عمومی این روش‌ زمانی ارزش خود را نشان می‌دهد که روی مجموعه‌ی بزرگی از داده‌ها پیاده‌سازی شده و الگوها و قوانین موجود در آن‌ها را نمایان سازد. این پروژه در چهار بخش با استفاده از داده‌های ثبت روزانه دکل حفاری و عملیات نمودارگیری و به کمک شبکه‌های عصبی و الگوریتم‌های بهینه‌سازی انجام ‌شد. نتایج حاصله در موضوعات مورد بحث همگی گویای دقت و کارایی بالای استفاده از روش‌های هوشمند است.

 

 

عنوان                                                                                                                        صفحه

 

فصل اول: مقدمه

1-1- اهمیت و بیان مسئله …………………………………………………………………………………………………………………………………….. 1

    1-1-1- مقاومت فشاری تک محوره سنگ سازند  …………………………………………………………………………………… 1

    1-1-2- مته حفاری و نرخ نفوذ  ……………………………………………………………………………………………………………………… 2

    1-1-3- هرزروی سیال حفاری  ………………………………………………………………………………………………………………………. 3

     1-1-4- گیر رشته حفاری  ……………………………………………………………………………………………………………………………… 4

 

فصل دوم: مروری بر تحقیقات گذشته

2-1- مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 7

2-2- مقاومت فشاری تک محوره سنگ سازند ………………………………………………………………………………………………. 7

    2-2-1- روش‌های محاسبه UCS ……………………………………………………………………………………………………………………. 7

        2-2-1-1- تست آزمایشگاهی …………………………………………………………………………………………………………………… 7

        2-2-1-2- روابط تجربی ……………………………………………………………………………………………………………………………… 9

        2-2-1-3- شبکه عصبی مصنوعی …………………………………………………………………………………………………………. 12

2-3- انتخاب مته مناسب و بهبود نرخ نفوذ حفاری ……………………………………………………………………………………… 12

    2-3-1- روش‌های حل مسئله ………………………………………………………………………………………………………………………. 12

        2-3-1-1- روش هزینه به ازای حفاری ………………………………………………………………………………………………….. 14

        2-3-1-2- مدل انرژی مخصوص …………………………………………………………………………………………………………….. 14

        2-3-1-3- مدل بورگین- یانگ ……………………………………………………………………………………………………………… 15

        2-3-1-4- هوش مصنوعی ………………………………………………………………………………………………………………………. 15

2-4- هرزروی سیال حفاری ………………………………………………………………………………………………………………………………. 17

    2-4-1- روش حل مسئله ………………………………………………………………………………………………………………………………. 17

         2-4-1-1- استفاده از مواد هرزگیر ………………………………………………………………………………………………………… 17

         2-4-1-2- دوغاب‌های ترکیبی ………………………………………………………………………………………………………………. 17

         2-4-1-3- حفاری زیر تعادلی ………………………………………………………………………………………………………………… 18

         2-4-1-4- استفاده از لوله جداری ………………………………………………………………………………………………………… 18

2-5- گیر لوله حفاری ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 19

    2-5-1- روش‌های حل مسئله ………………………………………………………………………………………………………………………. 19

        2-5-1-1- مدل کینگزبرو و همپ کینگ ……………………………………………………………………………………………….. 19

        2-5-1-2- مدل بیگلر و کان ……………………………………………………………………………………………………………………. 19

        2-5-1-3- مدل گلاور و هاوارد ……………………………………………………………………………………………………………….. 20

        2-5-1-4- روش هوش مصنوعی …………………………………………………………………………………………………………….. 20

2-6- چرایی استفاده از روش‌های هوشمند ……………………………………………………………………………………………………. 21

 

فصل سوم: مروری بر روش‌های یادگیری ماشینی و الگوریتم‌های بهینه‌سازی

3-1- مقدمه  ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 23

3-2- مفهوم شبکه  ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 24

3-3- شبکه عصبی مصنوعی  ………………………………………………………………………………………………………………………….. 24

    3-3-1- مدل یک نرون تک ورودی  ………………………………………………………………………………………………………….. 26

    3-3-2- تابع انتقال  ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 28

3-4- انواع شبکه های عصبی  …………………………………………………………………………………………………………………………. 28

    3-4-1- شبکه عصبی پرسپترون چندلایه  ………………………………………………………………………………………………. 28

    3-4-2- شبکه عصبی پیمانه ای  ………………………………………………………………………………………………………………… 30

    3-4-3- ماشین بردار پشتیبان  ………………………………………………………………………………………………………………… 32

3-5- الگوریتم‌های بهینه‌سازی  ……………………………………………………………………………………………………………………… 34

     3-5-1- الگوریتم ژنتیک  …………………………………………………………………………………………………………………………… 34

     3-5-2- الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات  ………………………………………………………………………………………….. 39

     3-5-3- الگوریتم ترکیبی ژنتیک و ازدحام ذرات  …………………………………………………………………………………. 41

 

فصل چهارم: آماده‌سازی اطلاعات جهت مدل‌سازی و آنالیز

4-1- مقدمه  …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 44

4-2- مطالعه میادین مورد بررسی  ………………………………………………………………………………………………………………….. 44

     4-2-1- میدان نفتی اهواز  ………………………………………………………………………………………………………………………….. 44

     4-2-2- میدان نفتی مارون  ……………………………………………………………………………………………………………………….. 46

4-3- آماده‌سازی داده‌ها جهت استفاده در مدل‌سازی  ………………………………………………………………………………. 50

     4-3-1 جمع‌آوری داده‌ها  …………………………………………………………………………………………………………………………….. 50

          4-3-1-1- مقاومت فشاری تک محوره سنگ سازند  ………………………………………………………………………. 50

          4-3-1-2- انتخاب مته حفاری و بهبود نرخ نفوذ  …………………………………………………………………………….. 51 

          4-3-1-3- هرزروی سیال حفاری  ……………………………………………………………………………………………………… 52

          4-3-1-4- گیر لوله حفاری  …………………………………………………………………………………………………………………. 54

     4-3-2- پیش‌پردازش داده‌ها  …………………………………………………………………………………………………………………… 55

          4-3-2-1- آنالیز داده‌ها و تأیید صحت و دقت آن‌ها  …………………………………………………………………….. 55

          4-3-2-2- همسان‌سازی داده‌ها  ………………………………………………………………………………………………………. 56

     4-3-3- تقسیم بندی داده‌ها  …………………………………………………………………………………………………………………… 57

     4-4- مدل کردن  ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 58

4-5- معیارهای عملکرد مدل ………………………………………………………………………………………………………………………….. 58

 

فصل پنجم:  آنالیز و تحلیل اطلاعات

5-1- مقدمه  ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 60

5-2- مقاومت فشاری تک محوره سنگ سازند  ……………………………………………………………………………………………. 60

    5-2-1- روش کار  …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 60

        5-2-1-1- پیش‌بینی UCS توسط MLP  ……………………………………………………………………………………………… 60

        5-2-1-2- پیش‌بینی UCS  توسط MLP&GA  …………………………………………………………………………………. 63

5-3- انتخاب مته حفاری و بهبود نرخ نفوذ  …………………………………………………………………………………………………. 66

     5-3-1- روش کار  ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 67

          5-3-1-1- پیش‌بینی مته حفاری  ……………………………………………………………………………………………………….. 67

          5-3-1-2- پیش‌بینی نرخ نفوذ حفاری  …………………………………………………………………………………………….. 68

          5-3-1-3- بهینه‌سازی نرخ نفوذ  ……………………………………………………………………………………………………….. 69

     5-3-2- بحث روی نتایج  …………………………………………………………………………………………………………………………… 72

         5-3-2-1- مته حفاری  …………………………………………………………………………………………………………………………… 72

         5-3-2-2- نرخ نفوذ و دبی جریان گل  ………………………………………………………………………………………………. 72

         5-3-2-3- فشار پمپ گل و سطح مقطع جریان  …………………………………………………………………………….. 74

         5-3-2-4- وزن روی مته و سرعت دوران رشته حفاری  ……………………………………………………………….. 75

         5-3-2-5- گرانروی گل  ………………………………………………………………………………………………………………………… 76

5-4- هرزروی سیال حفاری  ……………………………………………………………………………………………………………………………. 76

    5-4-1- روش کار  ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 77

        5-4-1-1- پیش‌بینی کمی هرزروی سیال حفاری  …………………………………………………………………………….. 78

        5-4-1-2- پیش‌بینی کیفی هرزروی سیال حفاری  …………………………………………………………………………… 79

        5-4-1-3- کاهش میزان هرزروی سیال حفاری  ……………………………………………………………………………….. 82

5-5- گیر لوله حفاری  ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 85

     5-5-1- روش کار  ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 85

          5-5-1-1- پیش‌بینی گیر مکانیکی و اختلاف فشاری  ……………………………………………………………………. 85

          5-5-1-2- پیش‌بینی گیر اختلاف فشاری  ……………………………………………………………………………………….. 87

          5-5-1-3- کاهش احتمال گیر لوله حفاری  ……………………………………………………………………………………… 88

 

فصل ششم: نتایج و پیشنهادها

6-1- نتایج  …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 92

6-2- پیشنهادها  ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 94

منابع ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 95

پیوست ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 102

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

 

:: بازدید از این مطلب : 54

|

امتیاز مطلب : 5

|

تعداد امتیازدهندگان : 1

|

مجموع امتیاز : 1

دانشگاه مازندران

پایان نامه دوره دکتری رشته مهندسی شیمی- بیوتکنولوژی

 

موضوع:

تولید بیو پلیمر پلی هیدروکسی آلکانوآتها وبررسی امکان استفاده آنها در نانوکامپوزیتهای پلیمری

 

استادان راهنما:

دکتر فاطمه تابنده

دکترحسین عیسی زاده

 دکتر مهوش خدابنده

 

استاد مشاور:

دکتر قاسم نجف پور

 

شهریور ماه 1389

چکیده

 

هدف از انجام این مطالعه تولید بیوپلیمر پلی­هیدروکسی­ آلکانوآتها با استفاده از منابع کربنی گلوکز، فروکتوز، ملاس و آب پنیر توسط میکرو ارگانیسم های   Azohydromonas lata  DSMZ 1123، Azotobacterbeijerinckii DSMZ 1041 ، Cupriavidus necator DSMZ 545، Hydrogenophaga pseudoflava DSMZ 1034  بوده است. در مرحله نخست جهت غربالگری میکروارگانیسم ها وانتخاب میکرو ارگانیسم هدف برای تولید بیوپلیمر، شرایط مناسب دما، سن تلقیح و شدت هم زدن برای هر میکروارگانیسم مشخص گردید. در شرایط بهینه هر یک از منابع کربنی به تنهایی مورد استفاده قرار گرفتند تا نوع و میزان بیوپلیمر تولیدی توسط هر یک تعیین گردد.  با توجه به نتایج به دست آمده C. necator  به لحاظ دارا بودن شرایط مطلوب (رشد مناسب وموثر بر روی محیطهای مورد نظر،ثبات  فعالیت بیولوژیکی نسبت به سایر میکروارگانیسم های مورد بررسی وبازده تولید قابل ملاحظه بیوپلیمر  ) به عنوان میکروارگانیسم مناسب جهت ادامه تحقیق انتخاب شد . در فرایند غیر پیوسته تولید بیوپلیمر در فلاسک با استفاده از C. necator  بر روی منابع گلوکز، فروکتوز و ملاس ، میزان تولید بیوپلیمر پلی هیدروکسی بوتیرات به ترتیب 3/3 ، 9/5 ، 3/1 گرم بر لیتر ومیزان بهره دهی بهترتیب 07/0 ، 08/0 ، 03/0 گرم بر لیتر بر ساعت بوده است . علاوه براین از استات ( استات سدیم با غلظت بهینه 10 گرم بر لیتر ) به عنوان مکمل منبع کربنی به همراه ملاس جهت تولید بیوپلیمر استفاده شد که منجر به تولید میزان 2/7 گرم برلیتر کوپلیمر پلی هیدروکسی بوتیرات/ هیدروکسی والرات شد. از کوپلیمر تولید شده میزان پلی هیدروکسی بوتیرات و پلی هیدروکسی والرات به ترتیب 9/6 و 32/0 گرم بر لیتر بود. در مرحله دوم با بررسی سینتیک رشد در فرایند غیر پیوسته وپیش بینی روند رشد و تولید محصول، فرایند غیر پیوسته و نیمه پیوسته در بیوراکتور جهت تولید بیوپلیمر مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا در فرایند غیر پیوسته بر روی گلوکز،  میزان پلی هیدروکسی بوتیرات 2/4 گرم بر لیتر به ازای مصرف 16 گرم بر لیتر منبع کربنی بود و ضریب انتقال  اکسیژن 16/0 بر ثانیه وشدت رشد ویژه میکروارگانیسم 17/0 بر ساعت به دست آمد. سپس فرایند نیمه پیوسته با استفاده از دو روش خوراک دهی ثابت و متغیر پله ای منبع کربن و نیتروژن در غلظتهای 300 و 10 گرم بر لیتر بررسی شد. میزان تولید پلی هیدروکسی بوتیرات در خوراک دهی ثابت 2/8 گرم بر لیتر و در خوراک دهی متغیر 8/11 گرم بر لیتر به دست آمد که  حدود 40 درصد افزایش یافت . میزان بهره دهی فرایند های غیر پیوسته و نیمه پیوسته با خوراک دهی ثابت و متغیر به ترتیب 04/0 ، 085/0 ، 137/0 گرم بر لیتر بر ساعت بود. در مرحله سوم امکان تولید نانوکامپوزیتهای پلیمری با استفاده از بیوپلیمر تولید شده مورد بررسی قرار گرفت . با استفاده از روش تثبیت در حلال ، محلول کوپلیمر پلی هیدروکسی بوتیرات/ هیدروکسی والرات  در کلروفرم به همراه نانوذرات هیدروکسی اپتایت قرار گرفت.نتایج حاکی از آن بود که تولید نانوکامپوزت با استفاده از اولتراسونیک نتیجه بهتری در بر داشت و نانوذرات بصورت یکنواخت بر روی سطح بیوپلیمر تثبیت گشتند.

 

کلمات کلیدی:   پلی هیدروکسی آلکانوات، Cupriavidus necator DSMZ 545، کشت غیر پیوسته،کشت نیمه پیوسته،مدل سینتیکی، نانوکامپوزیت بیوپلیمری

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                         صفحه

مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………1

فصل اول- مروری بر مطالعات پیشین

1-1- میکروارگانیسم­های تولیدکننده پلی­هیدروکسی­آلکانوات­ها …………………………………………………… 7

 1-2- کوپلیمرهای هیدروکسی­آلکانوات  ………………………………………………………………………………….11

1-3- نحوه سنتز بیوپلیمرهای هیدروکسی­آلکانوات………………………………………………………………………14

1-4- منابع ارزان­قیمت کربنی در تولید پلیمرهای PHA ………………………………………………………………15

1-5- سنتز پلی­هیدروکسی­آلکانوات­ها در گیاهان………………………………………………………………………..16

1-6- اندازه­گیری کمی بیوپلیمرها…………………………………………………………………………………………….18

1-7- خواص فیزیکی و موارد استفاده پلیمرهای زیستی………………………………………………………………. 19

1-8- قابلیت تجزیه­پذیری پلی­هیدروکسی­آلکانوات­ها………………………………………………………………….21

1-9- فرایند تولید پلی هیدروکسی آلکانوآتها…………………………………………………………………………….23

1-9-1- فرایند  غیر پیوسته……………………………………………………………………………………………………..23

1-9-2- فرایند نیمه پیوسته و پیوسته………………………………………………………………………………………….24

1-10- مدل سینتیکی رشد میکروارگانیسم…………………………………………………………………………………28

1-10-1- بررسی سینتیک رشد در فرایند غیر پیوسته……………………………………………………………………31

1  -11- تعیین ضریب انتقال اکسیژن  دربیوراکتور……………………………………………………………………….33

1-11-1- روشهای اندازه گیری  ………………………………………………………………………………………33

 

 عنوان                                                                                                        صفحه

1-12- استفاده پلی­هیدروکسی­آلکانوات­ها در صنایع …………………………………………………………………….36

1-13- کاربرد بیوپلیمر ها در نانوکامپوزیتهای پلیمری……………………………………………………………………39

1-13-1-  انواع نانوکامپوزیتهای پلیمری ……………………………………………………………………………………39

1-13-2- روش های ساخت نانوکامپوزیتهای پلیمری …………………………………………………………………..41

 

فصل دوم- مواد و روش ها

2-1- میکروارگانیسم………………………………………………………………………………………………………………45

2-2- انتقال میکروارگانیسم از حالت یخ خشک به محیط کشت اولیه………………………………………………47

2-3- محیط نگهداری…………………………………………………………………………………………………………….47

2-4- محیط کشت تلقیح………………………………………………………………………………………………………..48

2-5- محیط کشت تخمیر……………………………………………………………………………………………………….48

2-6- آماده سازی کشت تلقیح………………………………………………………………………………………………..49

2-7- شرایط تخمیر ونمونه برداری…………………………………………………………………………………………..49

2-8-  تهیه منحنی کالیبراسیون وزن خشک سلولی- جذب…………………………………………………………..50

2-9-  تهیه منحنی­های کالیبراسیون جهت تعیین مقادیر منابع کربن…………………………………………………51

2-9-1-  طرز تهیه محلول معرف DNS…………………………………………………………………………………..51

2-9-2- رسم منحنی کالیبراسیون قندهای قابل تبدیل………………………………………………………………….51

 

 

عنوان                                                                                                        صفحه

2-10- شرایط کروماتوگراف­گازی برای اندازه­گیری پلی­هیدروکسی­آلکانوات­ها……………………….52

2-10-1- تهیه استاندارد داخلی………………………………………………………………………………………….53

2-10-2- تهیه منحنی­های کالیبراسیون متیل­هیدروکسی­بوتیرات، متیل هیدروکسی­والرات

و متیل­هیدروکسی­هگزانوات……………………………………………………………………………………………..53

2-10-3- استخراج بیوپلیمر و آماده سازی نمونه برای تزریق به دستگاه GC………………………………54

2-10-4- روش شناسائی و تایید بیوپلیمر توسط ¹³C NMR،¹H NMR ،. FT-IR…………………………..55

2-10-4-1- طیف سنجی مادون قرمز (FT-IR) …………………………………………………………………..55

2-10-4-2- طیف بینی رزونانس مغناطیسی هسته ای (NMR) ………………………………………………55

2-11- فرایند بیولوژیکی جهت تولید بیوپلیمر درون سلولی در بیوراکتور…………………………………..56

2-11-1- فرایند کشت غیرپیوسته………………………………………………………………………………………..56

2-11-2- فرایندکشت نیمه پیوسته………………………………………………………………………………………..56

2- 11- 2- 1- فرایند کشت نیمه پیوسته با خوراک دهی ثابت منبع کربن ونیتروژن………………………57

2- 11- 2- 2- فرایند کشت نیمه پیوسته با خوراک دهی متغیر  منبع کربن ونیتروژن …………………….57

2-11-3- تعیین ضریب انتقال اکسیژن در بیوراکتور………………………………………………………………..57

2-12- تولید نانو کامپوزیت پلی هیدروکسی بوتیرات هیدروکسی والرات

/هیدروکسی اپتایت………………………………………………………………………………………………………….59

 

 

 

عنوان                                                                                                       صفحه

فصل سوم- نتایج و بحث

3-1- میکروارگانیسم Hydrogenophaga pseudoflava DSMZ 1034…………………………62

3-1- 1- بررسی شرایط فرایند بیولوژیکی………………………………………………………………………………62

3-1-2- استفاده از گلوکز بعنوان  تنها منبع کربن……………………………………………………………………..63

3-1-3- استفاده ازفروکتوز بعنوان تنها منبع کربن …………………………………………………………………….65

3-1-3- استفاده ازآب پنیر بعنوان تنها منبع کربن …………………………………………………………………….66

3- 2- میکروارگانیسم  Cupriavidus necator DSM 545………………………………………………68

3-2-1- بررسی شرایط فرایند بیولوژیکی ……………………………………………………………………………….68

3-2-1-2- بررسی تاثیر نسبت نیتروژن به کربن ……………………………………………………………………….69

3-2-2- استفاده از گلوکز بعنوان  تنها منبع کربن……………………………………………………………………..73

3-2-3- استفاده ازفروکتوز بعنوان تنها منبع کربن…………………………………………………………………….74

3-2-4- استفاده ازملاس بعنوان تنها منبع کربن………………………………………………………………………..75

3-2-5- تاثیر استات بر رشد میکروارگانیسم و تولید بیوپلیمر……………………………………………………..77

3-2-5-1 -ترکیب ملاس و استات بعنوان منابع کربن……………………………………………………………….77

3-3- میکروارگانیسم  Azotobacter beijerinckii DSMZ 1041…………………………………..80

3-3-1- بررسی شرایط فرایند بیولوژیکی………………………………………………………………………………80

3-3-2- استفاده از گلوکز بعنوان  تنها منبع کربن…………………………………………………………………….82

3-3-3- استفاده ازفروکتوز بعنوان تنها منبع کربن……………………………………………………………………83

3-3-4- استفاده ازآب پنیر بعنوان تنها منبع کربن…………………………………………………………………….84

3-4- میکروارگانیسم Azohydromonas lata DSMZ 1123…………………………85

عنوان                                                                                                     صفحه

3-4-1- بررسی شرایط فرایند بیولوژیکی………………………………………………………………………………85

3-4-2- استفاده از گلوکز بعنوان  تنها منبع کربن……………………………………………………………………87

3-4-3- استفاده ازفروکتوز بعنوان تنها منبع کربن …………………………………………………………………..88

3-4-4- استفاده ازآب پنیر بعنوان تنها منبع کربن …………………………………………………………………..89

3-5- نتایج کلی مقایسه چهار میکرو ارگانیسم در تولید بیوپلیمر ……………………………………………….92

3-6- بررسی سینتیک رشد میکروارگانیسم در تولید بیوپلیمر……………………………………………………92

3-7- فرایند کشت غیر پیوسته در بیوراکتور………………………………………………………………………….95

3-7-1- تعیین ضریب انتقال اکسیژن در بیوراکتور ………………………………………………………………..97

3-8- فرایند کشت نیمه پیوسته  با خوراک دهی ثابت در بیوراکتور………………………………………….98

3-9- فرایند کشت نیمه پیوسته  با خوراک دهی متغیر (پله ای) در بیوراکتور……………………………….99

3-10- بازده بیومس ……………………………………………………………………………………………………..100

3-11- بهره دهی ………………………………………………………………………………………………………..102

3-12- بازده تولید ……………………………………………………………………………………………………….103

3- 13- آزمایشهای تشخیصی جهت تایید بیوپلیمر تولید شده……………………………………………………105

3-13-1- طیف سنجی مادون قرمز (FT-IR) …………………………………………………………………….105

3-13-2- طیف سنجی رزونانس مغناطیسی هسته ای (NMR) ………………………………………………….106

3-14- بررسی امکان استفاده از بیوپلیمر تولید شده در نانوکامپوزیتها………………………………………….108

 

 

عنوان                                                                                                     صفحه

 

فصل چهارم-نتیجه گیری وپیشنهادات

4-1- نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………113

4-2- پیشنهادات……………………………………………………………………………………………………..116

مراجع …………………………………………………………………………………………………………………..117

چکیده انگلیسی ……………………………………………………………………………………………………127

پیوستها…………………………………………………………………………………………………………………128

 

عنوان                                                                                                          صفحه

شکل 1-1-شمای ختار کلی پلی هیدروکسی آلکانوآتها…………………………………………………………………..8

شکل 1-2- ساختار شیمیایی پلی­هیدروکسی­آلکانوات­ها …………………………………………………………………12

شکل 1 -3- مسیر بیوسنتز پلی­هیدروکسی­بوتیرات و پلی­هیدروکسی­بوتیرات – والرات………………………….14

شکل1-4- تغییرات موردی یک نمونه از مواد تخریب پذیر زیستی در طول زمان…………………………………….. 22

شکل 1-5- شمائی از بیوراکتور استفاده شده جهت فرایند غیر پیوسته و پیوسته …………………………………. 25

شکل 1-6- نمائی از فرایند پیوسته دو مرحله ای…………………………………………………………………………….26

شکل 1-7-  مدل های رشد میکروارگانیسم ها………………………………………………………………………………29

شکل 2-1- اندازه گیری مستقیم میزان اکسیژن انتقال یافته به محیط کشت  توسط روش دینامیک…………..58

شکل 3-1-  تاثیر سن تلقیح بر روی رشد سلولی تولید بیوپلیمردر شرایط فرایند بیولوژیکی(T = 30°C، (shaking rate = 250 rpm ………………………………………………………………………………………………62

شکل 3-2- تاثیر شدت  هم زدن بر روی رشد سلولی تولید بیوپلیمردر شرایط فرایند بیولوژیکی(T = 30°C،(seed age = 12 h ………………………………………………………………………………………………….63

شکل 3-3- تاثیر دما بر روی رشد سلولی تولید بیوپلیمردر شرایط فرایند بیولوژیکی(shaking rate =

250 rpm ، (seed age = 12…………………………………………………………………………………………….63

شکل 3-4 – بیوپلیمر تولیدشده(PHB) ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف گلوکز به عنوان سوبسترا…….64

شکل 3- 5- بیوپلیمر تولیدشده(PHB) ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف فروکتوز به عنوان سوبسترا…..65

 

عنوان                                                                                                          صفحه

شکل 3-6 – بیوپلیمر تولیدشده (PHB,PHV)  ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف آب پنیر……………….66

شکل 3-7 – تاثیر سن تلقیح بر روی رشد سلولی تولید بیوپلیمردر شرایط فرایند بولوژیکی(T = 30°C، (shaking rate = 250 rpm……………………………………………………………………………………………….68

شکل 3-8-  تاثیر شدت  هم زدن بر روی رشد سلولی  وتولید بیوپلیمردر شرایط فرایند بیولوژیکی (T = 30°C،(seed age = 24………………………………………………………………………………………………………69

شکل 3-9- تاثیر دما بر روی رشد سلولی تولید بیوپلیمردر شرایط فرایند بیولوژیکی(shaking rate = 250 rpm ،  (seed age = 24…………………………………………………………………………………………………..  69

شکل 3-10- تاثیر نسبت نیتروژن به کربن (1 به 20) بر روی رشد سلولی وتولید بیوپلیمر………………………71

شکل 3-11- تاثیر نسبت نیتروژن به کربن (1 به 30) بر روی رشد سلولی وتولید بیوپلیمر………………………71

شکل 3-12-  بیوپلیمر تولیدشده ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف گلوکز  با نسبت کربن به نیتروژن 40 72

شکل 3-13- تاثیر نسبت نیتروژن به کربن (1 به 50) بر روی رشد سلولی وتولید بیوپلیمر………………………73

شکل 3-14- بیوپلیمر تولیدشده(PHB) ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف فروکتوز به عنوان سوبسترا….75

شکل 3-15- بیوپلیمر تولیدشده(PHB) ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف ملاس به عنوان سوبسترا……76

شکل 3-16- بیوپلیمر تولیدشده ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف ترکیب ملاس و استات با نسبت

(35 به 5) به عنوان سوبسترا…………………………………………………………………………………………………….. 77

شکل 3-17- بیوپلیمر تولیدشده ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف ترکیب ملاس و استات بانسبت

( 30 به10 ) به عنوان سوبسترا……………………………………………………………………………………………………78

 

عنوان                                                                                                          صفحه

شکل 3-18- بیوپلیمر تولیدشده ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف ترکیب ملاس و استات با نسبت

(25 به 15) به عنوان سوبسترا…………………………………………………………………………….. ……………………..79

شکل 3-19-  بیوپلیمر تولیدشده ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف ترکیب ملاس و استات با نسبت

(20 به 20)  به عنوان سوبسترا……………………………………………………………………………………………………79

شکل 3-20- تاثیر شدت  هم زدن بر روی رشد سلولی تولید بیوپلیمردر شرایط فرایند بیولوژیکی

(T = 30°C،(seed age = 15   …………………………………………………………………………………………81

شکل 3-21- تاثیر دما بر روی رشد سلولی تولید بیوپلیمردر شرایط فرایند بیولوژیکی

(shaking rate = 250 rpm ،(seed age =15h…………………………………………………………………81.

شکل 3-22- بیوپلیمر تولیدشده(PHB) ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف گلوکز به عنوان سوبسترا ……82

شکل 3-23- بیوپلیمر تولیدشده(PHB) ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف فروکتوز به عنوان سوبسترا …83

شکل 3-24- بیوپلیمر تولیدشده(PHB) ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف آب پنیر به عنوان سوبسترا ….85

شکل 3-25- تاثیر سن تلقیح بر روی رشد سلولی تولید بیوپلیمردر شرایط فرایند بیولوژیکی

(T = 30°C، (shaking rate = 250 rpm………………………………………………………………………….86

شکل 3- 26- تاثیر شدت  هم زدن بر روی رشد سلولی تولید بیوپلیمردر شرایط فرایند بیولوژیکی

(T = 30°C،(seed age =18 …………………………………………………………………………………………….86

شکل 3- 27- تاثیر دما بر روی رشد سلولی تولید بیوپلیمردر شرایط فرایند بیولوژیکی

(shaking rate = 250 rpm ،(seed age =18 ………………………………………………………………….87

شکل 3-28- بیوپلیمر تولیدشده(PHB) ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف گلوکز به عنوان سوبسترا……88

عنوان                                                                                                         صفحه

شکل 3- 29- بیوپلیمر تولیدشده(PHB) ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف فروکتوز به عنوان سوبسترا….89

شکل 3- 30- بیوپلیمر تولیدشده(PHB) ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف آب پنیر به عنوان سوبسترا …90

شکل 3-31- برازش مدل سینتیکی مونود در فرایند تولید پلی هیدروکسی بوتیرات ……………………………..94

شکل 3- 32- برازش مدل مالتوس بر روی داده های آزمایشگاهی حاصل از فرایند تولید بیوپلیمر

توسط ……………………………………………………………………………………………………………..94C. necator

شکل 3-33 – تولید جرم سلولی وپلی هیدروکسی بوتیرات توسط C.necator در فرایند غیر پیوسته…….96

شکل 3-34 – اندازه گیری میزان اکسیژن انتقال یافته به محیط کشت بیوراکتور توسط روش دینامیک……97

شکل 3-35 –  فرایند نیمه پیوسته تولید پلی هیدروکسی بوتیرات با خوراک دهی ثابت گلوکز ونیتروژن…98

شکل 3-36 –  فرایند نیمه پیوسته تولید پلی هیدروکسی بوتیرات با خوراک متغیر  گلوکز ونیتروژن………100

شکل 3-37- طیف FT- IR از نمونه پلی هیدروکسی بوتیرات/هیدروکسی والرات تولید………………….105

شکل 3-38- طیف FT- IR از نمونه استاندارد تهیه شده پلی هیدروکسی بوتیرات/هیدروکسی والرات..106

شکل 3-39- طیف ¹HNMR حاصل از کوپلیمر  پلی هیدروکسی بوتیرات/ هیدروکسی والرات……….107

شکل 3-40- طیف ¹³CNMR حاصل از کوپلیمر  پلی هیدروکسی بوتیرات/ هیدروکسی والرات……..108

شکل 3- 41-  تصویر SEM   از سطح فیلم پلی هیدروکسی بوتیرات/ هیدروکسی والرات……………….109

شکل 3-42- تصویر SEM   از سطح فیلم  پلی هیدروکسی بوتیرات هیدروکسی والرات/

هیدروکسی اپتایت ……………………………………………………………………………………………………………..110

شکل 3-43- تصویر SEM   از سطح فیلم  پلی هیدروکسی بوتیرات هیدروکسی والرات/

هیدروکسی اپتایت تحت اواتراسونیک……………………………………………………………………………………111

 

 

عنوان                                                                                                         صفحه

شکل پ-1- منحنی کالیبراسیون وزن خشک سلولی باکتری C. necator………………………………………129

شکل پ-2- منحنی کالیبراسیون وزن خشک سلولی باکتری Hydrogenophaga pseudoflava….129

شکل پ-3- منحنی کالیبراسیون وزن خشک سلولی باکتری Azotobacter beijerinckii…………….130

شکل پ-4- منحنی کالیبراسیون وزن خشک سلولی باکتری Azohydromonas lata  …………………130

شکل پ-5- منحنی کالیبراسیون گلوکز……………………………………………………………………………………..131

شکل پ-6- منحنی کالیبراسیون فروکتوز……………………………………………………………………………………131

شکل پ- 7-  منحنی کالیبراسیون لاکتوز…………………………………………………………………………..132

شکل پ-8- منحنی کالیبراسیون 3- متیل­هیدروکسی­بوتیرات، 3-متیل­هیدروکسی­والرات و

3-متیل هیدروکسی­هگزانوات………………………………………………………………………………………………….132

شکل پ 9- نمودار کروماتوگرام GC برای استاندارد ppm 200 ………………………………………………….133

شکل پ 10- نمودار کروماتوگرام GC برای استاندارد ppm 400 ………………………………………………..134

شکل پ 11- نمودار کروماتوگرام GC برای استاندارد ppm 600 ………………………………………………..135

شکل پ 12- نمودار کروماتوگرام GC برای استاندارد ppm 800 ………………………………………………..136

شکل پ 13- نمودار کروماتوگرام GC برای استاندارد ppm 1000 ………………………………………………137

شکل پ 14- طیف حاصل از FT-IR   بیوپلیمر پلی هیدروکسی بوتیرات/هیدروکسی والرات…………….138

شکل پ 15-  طیف C NMR    کوپلیمر( پلی 3- هیدروکسی بوتیرات/ 4- هیدروکسی بوتیرات)

به دست آمده از فرایند رشدC. necator  بر روی روغن نخل…………………………………………………….139

شکل پ 16-  طیف C NMR    بیوپلیمر( پلی هیدروکسی بوتیرات به دست آمده از فرایند رشد

1. necator بر روی سوبستراهای کیک سویا و مخلوط کیک سویا  و ملاس………………………………140

شکل پ 17. طیفهایC NMR  وH NMR  کوپلیمرPHBV به دست آمده از مخمر نوترکیب……..140

شکل پ 18 . طیف H NMR    بیوپلیمر( پلی هیدروکسی بوتیرات به دست آمده از فرایند رشد

E.coli  T.V.N. ………………………………………………………………………………………………………………141

شکل پ 19. طیف H NMR  کوپلیمر PHBV به دست آمده از Comamonas sp. EB172 …..141

فهرست جداول

عنوان                                                                                                         صفحه

جدول 1-1- برخی از باکتریهای مورد استفاده در تولید پلی­هیدروکسی­آلکانوات­ها……………………………..9

جدول 1-2- میکروارگانیسم­ها و منابع مورد استفاده در تولید کوپلیمر هیدروکسی­بوتیرات – والرات……..13

جدول1-3- مقایسه برخی از خواص فیزیکی پلیمرهای تولیدی……………………………………………………….19

جدول 1-4- برخی از میکروارگانیسم­های جداسازی شده جهت تجزیه  PHAs………………………………21

جدول1-5- تعدادی از متداول ترین مدل‌های رشد غیر ساختاری……………………………………………………30

جدول 1-6- شرکتهای تولید­کننده پلیمرهای زیست­تخریب­پذیر……………………………………………………..38

جدول 2-1- اجزای محیط کشت تولید (DSMZ, Medium 81)  ……………………………………………46

جدول 3- 1-   نتایج حاصل از فرایند بیولوژیکی  تولید بیوپلیمر  توسط میکروارگانیسم ها بر روی

منابع مختلف کربنی………………………………………………………………………………………………………………..91

جدول 3- 2- مدلهای سینتیکی به کار برده شده برای تولیدپلی هیدروکسی بوتیرات با استفاده از گلوکز..93

جدول 3-3- پارامترهای سینتیکی جهت تولید پلی هیدروکسی بوتیرات از منابع کربنی مختلف…………….95

جدول 3-4- حداکثر بازدهی تولید با استفاده از ترکیبات مختلف…………………………………………………..

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

:: بازدید از این مطلب : 66

|

امتیاز مطلب : 5

|

تعداد امتیازدهندگان : 1

|

مجموع امتیاز : 1

دانشگاه کاشان

دانشکده پردیس

گروه مهندسی شیمی

پایان‌نامه جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد

در رشته مهندسی شیمی

عنوان:

ارزیابی و شناسایی مخاطرات فرآیندی واحد Utility پالایشگاه پنجم مجتمع گاز پارس جنوبی با استفاده از تکنیک HAZOP

استاد راهنما:

دکتر محمدرضا مزدیان فرد

استاد مشاور:

مهندس کاوه رضایی

فهرست مطالب:

فصل اول: مقدمه‌ای بر ایمنی و روش‌های شناسایی مخاطرات……………… 5

1-1- تاریخچه ایمنی در صنعت……………………………….. 6

1-1-2- سلامت و جنبش ایمنی، از گذشته تا حال……………………………….. 6

1-1-3- پیشرفت‌های اولیه ایمنی……………………………….. 7

1-1-4- حوادث و اثرات آنها در صنعت………………………………… 8

1-1-5- هزینه‌های حوادث……………………………….. 8

1-2- مروری بر فجایع عظیم صنعتی در گذشته………………………………. 9

1-2-1- حادثه عظیم نیروگاه هسته ای چرنوبیل……………………………….. 9

1-2-2- آتش‌سوزی در مجتمع پتروشیمی پردیس یک عسلویه……………………. 11

1-2-3- انفجار فیسین فرانسه……………………………… 11

1-2-4- آتش‌سوزی و انفجار در سکوی تولید نفت دریای شمال، پایپر آلفا………. 11

1-2-5- حادثه بوپال هندوستان……………………………….. 12

1-2-6- انفجار در مجتمع پتروشیمی خارک………………………………… 12

1-3 تعاریف………………………………… 13

1-3-1- ریسک………………………………… 13

1-3-2- مخاطره……………………………… 13

1-3-3- واقعه………………………………. 13

1-3-4- حادثه………………………………. 14

1-3-5- ایمنی……………………………….. 14

1-3-6-ریسک قابل تحمل……………………………….. 14

1-4- معیار اندازه‌گیری ریسک………………………………… 14

1-4-1- شاخص ریسک………………………………… 14

1-4-2- شدت متوسط تلفات……………………………….. 15

1-4-3- ریسک شخصی……………………………….. 15

1-4-4- ریسک جمعی……………………………….. 15

1-5- ارزیابی ریسک………………………………… 15

1-6- شناسایی مخاطرات……………………………….. 16

1-6-1- مرور ایمنی……………………………….. 17

1-6-2-آنالیز چک لیست………………………………… 18

1-6-3- آنالیز پرسش…………………………………. 18

1-6-4- تحلیل مواد موجود در فرآیند وشرایط بحرانی………………… 19

1-6-5- تجزیه و تحلیل مقدماتی خطر(PHA) …………………………19

1-6-6- مطالعه مخاطرات و راهبری (HAZOP)………………………. 20

1-6-7- تحلیل مخاطرات……………………………….. 20

1-6-8-تحلیل عیب‌ها و اثرات……………………………….. 21

1-7- مدل‌سازی پیامد………………………………. 21

1-9- محاسبه ریسک………………………………… 22

1-9-1- منحنی F-N………………………………

1-9-2- معیارهای پذیرش ریسک………………………………… 24

1-10- کاهش ریسک………………………………… 25

1-11- نتیجه گیری……………………………….. 26

فصل دوم: تجزیه و تحلیل مخاطرات و راهبری سیستم…………….28

2-1- مقدمه………………………………. 29

2-2- تعریف HAZOP……………………………….

2-3- دلایل فراگیر شدن روش HAZOP……………………………….

2-4- شرح فعالیت‌ها در روش HAZOP……………………………….

2-5- اطلاعات شروع به کار……………………………… 30

2-6- مراحل HAZOP……………………………….

2-7- گروه HAZOP……………………………….

2-8- جدول HAZOP……………………………….

2-8-1- ورودی‌های جدول HAZOP……………………………….

2-9- نرم‌افزارهای کاربردی و دلایل استفاده از آنها………………. 38

2-10- معایب عمده روش HAZOP……………………………….

2-11- ماتریس ریسک………………………………… 40

2-12 – انتگراسیون مدل ریاضی به عنوان راهکار پیشنهادی جهت بهبود معایب روش HAZOP…………

2-13– نتیجه‌گیری………………………………42

فصل سوم: شناخت کلی واحد utility مجتمع گازپارس جنوبی……………. 44

3-1- مقدمه………………………………. 45

3-1-1- شرکت مجتمع گاز پارس جنوبی……………………………… 46

3-2-1- واحد 100: سیلابه گیر، تجهیزات دریافت و HP separator…………..

3-2-2- واحد 101: شیرین‌سازی گاز……………………………… 49

3-2-3- واحد 102: احیاء گلایکل……………………………….. 49

3-2-4- واحد 103: تثبیت میعانات گازی……………………………….. 50

3-2-5- واحد 104: نم‌زدایی و حذف جیوه……………………………… 50

3-2-6- واحد 105: بازیافت اتان……………………………….. 51

3-2-7- واحد 106: صادرات گاز……………………………… 52

3-2-8- واحد 107: جداسازی گاز مایع………………………………. 53

3-2-9- واحد 108: بازیافت گوگرد………………………………. 53

3-2-9-1- مرحله کلوس (Clause) ………………………………54

3-2-9-2- مرحله گاز زدایی……………………………….. 54

3-2-9-3- آشغال‌سوز  (Incinerator)……………………………… 55

3-2-10- واحد 109: جداسازی گازهای اسیدی و هیدروکربن‌ها از آب………55

3-2-11- واحد 110: پشتیبان واحد 103………………………………. 56

3-2-12-واحد 111: پروپان خنک کننده……………………………… 56

3-2-13- واحد 113: احیا کاستیک………………………………… 57

3-2-14- واحد 114: فرآوری پروپان……………………………….. 58

3-2-15- واحد 115: فرآوری بوتان……………………………….. 59

3-2-16- واحد 116: فرآوری اتان……………………………….. 59

3-2-16-1- بخش جذب (Absorber)……………………………… 60

3-2-16-2- بخش احیا (Regeneration) ………………………………60

3-2-16-3-بخش آبگیری (Dehydration)……………………………… 60

3-2 -17- واحد 121: تولید بخار آب……………………………….. 61

3-2-18- واحد122: گاز سوخت (fuel gas)……………………………… 62

3-2-19- واحد 123: تولید هوای ابزاردقیق……………………………….. 63

3-2-20- واحد124: تولید نیتروژن……………………………….. 64

3-2-21- واحد 125: تأمین آب……………………………….. 65

3-2-22- واحد 126: شیرین‌سازی آب……………………………….. 66

3-2-23- واحد 127: تولید آب بدون املاح………………………………. 67

3-2-24- واحد 128: تولید آب آشامیدنی (potable water)…………… 67

3-2-25- واحد 129: تصفیه پسابهای صنعتی…………………………. 68

3-2-25-1- تصفیه آب روغنی و هیدرو کربن ها ……………………..68

3-2-25-2- تصفیه آب‌های شیمیایی……………………………….. 68

3-2-25-3- تصفیه فاضلاب انسانی……………………………….. 69

3-2-26- واحد130: آب آتش‌نشانی……………………………….. 70

3-2-27- واحد 131: تأمین سوخت مصرف‌کننده‌های دیزلی………….. 71

3-2-28- واحد132: آب خنک‌کن……………………………….. 71

3-2-29- واحد 140: مشعل‌ها (flares)……………………………… 72

3-2-30- واحد 141: مخزن درین……………………………….. 72

3-2-31- واحد 142: حوضچه‌سوزان (Burn Pit)……………………………… 73

3-2-32- واحد 143: مخازن میعانات گازی……………………………….. 73

3-2-33- واحد 144: جامد‌سازی گوگرد………………………………. 74

3-2-34- واحد 145: ذخیره پروپان جهت سردسازی……………………. 74

3-2-35- واحد 146: ذخیره مواد شیمیایی……………………………….. 74

3-2-36- واحد 147: ذخیره‌سازی پروپان صادرات………………………… 75

3-2-37- واحد 148: ذخیره‌سازی بوتان صادرات……………………….. 76

فصل چهارم: مطالعات HAZOP واحد Utility  پالایشگاه پنجم مجتمع گاز پارس جنوبی……77

4-1- مقدمه………………………………. 78

4-2- مدارک مطالعات HAZOP واحد Utility پالایشگاه پنجم………………. 79

4-2-1- اعضای تیم HAZOP……………………………….

4-2-2- لیست شماره نقشه‌های به کار رفته درHAZOP……………………

4-2-3- لیست گره‌ها……………………………… 80

4-2-4- بررسی انحرافات در هر گره……………………………… 83

4-2-5- جداول HAZOP : شامل کلیه جداول نهایی شده می‌باشد. (Worksheet)……. 83

4-2-5-1- تفسیر جدول الف-61-کاهش/قطع جریان در سیستم ورودی آب دریا به مخزن101….84

4-2-6- لیست پیشنهادات ارائه شده در جلسات HAZOP………………………

4-3- فرضیات و ملاحظات در انجام مطالعات HAZOP…………………………….

4-4- راه‌کارهای مؤثر برای کاهش ریسک در واحد Utility پالایشگاه پنجم……….. 86

4-4-1- تجهیزات حفاظت فردی………………………………86

4-4-2- مواد فرآیندی……………………………….. 86

4-4-3- بهداشت کار……………………………… 87

4-4-4- حوادث……………………………….. 87

4-4-5- آموزش………………………………… 87

4-4-6- تعمیرات و نگهداری……………………………….. 87

4-4-7- فرآیند………………………………. 88

4-4-8- ایمنی……………………………….. 88

4-4-9- مدیریت………………………………… 88

4-5- نتیجه‌گیری……………………………….. 88

فصل: پنجم نتیجه‌گیری و پیشنهادات………………………………… 89

5-1- مقدمه………………………………. 90

5-2- پیشنهادات عمومی……………………………….. 90

5-3- نتایج حاصل از مطالعه مخاطرات و راهبری (HAZOP)……………. 91

5-3-1- پیشنهادات سخت‌افزاری……………………………….. 92

5-3-2- پیشنهادات دستورالعملی و توصیه‌ها……………………………… 95

5-3-3- پیشنهادات مطالعاتی و تحقیقاتی……………………………….. 97

5-4- پیشنهاداتی برای کارهای آینده ………………………………97

مراجع………………………………. 98

پیوست‌ها ………………………………101

پیوست (الف): مدارک HAZOP……………………………….

پیوست (ب): گره‌بندی انجام شده بر روی نقشه‌های p&id واحدUtility پالایشگاه پنجم…….132

پیوست (ج): پرسش‌نامه HSE……………………………….

چکیده:

 توجه به مسئله ایمنی در تأسیسات صنعتی و شیمیایی از اهمیت بسیاری برخوردار است. به گواهی آمار و ارقام، میزان خسارات و صدمات انسانی اقتصادی و زیست‌محیطی ناشی از حوادث صنعتی همه‌ساله در جهان بسیار بالا است. افزون بر اینکه برخی از این خسارات اساساً غیرقابل‌جبران هستند. بنابراین برای پیشگیری از این صدمات و کشف مخاطراتی که منجر به بروز حوادث می‌شود و نیز آنالیز ریسک واحد صنعتی به تدابیر خاص و روش سامان نیاز است. در این مطالعه، ارزیابی خطرات و آنالیز ریسک واحد Utility پالایشگاه پنجم مجتمع گاز پارس جنوبی مورد بررسی قرار گرفته است. برای شناسایی خطرات این واحد از تکنیک (HAZOP) استفاده شده است که در آن به کشف مشکلات فرایندی نیز پرداخته می‌شود در این راستا انحراف موجود توسط تیم HAZOP بررسی شده است. نتیجه این پژوهش ارائه پیشنهاد‌ها کارشناسی حاصل از روش HAZOP برای کاهش ریسک و بالا بردن ضریب ایمنی و عملیاتی واحد است. براساس کارشناسی‌های صورت گرفته راندمان واحد Utility به شدت وابسته به جریان و فشار ناشی از آن در واحد می‌باشد، زیرا جریان ورودی به واحد ابتدا در مخزن ذخیره شده سپس با فشار متناسب آن واحد توزیع می‌گردد پس هرچه بتوان این پارامترها را کنترل و از افزایش­ و کاهش آن‌ها جلوگیری نمود. جریان با یک فشار عملیاتی نرمال در سیستم گردش داشته و از خسارات احتمالی که از جمله آن‌ها می‌توان به شکسته شدن لاین‌ها به دلیل حساسیت در مقابل تنش‌های زیاد و توقف پمپ و از سرویس خارج شدن واحد به دلیل کاهش جریان جلوگیری نمود.

مهم­ترین پیشنهادات ارائه شده در این مطالعه شامل نصب هشداردهنده‌های دما و فشار در واحد می‌باشد. همچنین براساس نتایج این مطالعه دستورالعمل راه­اندازی واحد اصلاح گردید.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

:: بازدید از این مطلب : 48

|

امتیاز مطلب : 0

|

تعداد امتیازدهندگان : 0

|

مجموع امتیاز : 0

دانشگاه آزاد اسلامی واحددامغان

دانشکده علوم پایه

جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد رشته شیمی

(گرایش شیمی آلی)

عنوان پایان نامه:

بررسی اثر امواج مایکروویو بر استخراج اسانس و ترکیبات شیمیایی موجود در برخی نمونه های گیاهی

استاد راهنما:

دکتر حمید هاشمی مقدم

استاد مشاور:

 مهندس فرزانه بهادری

 

چکیده:

روش استخراج اسانس های گیاهی می تواند درصد و نوع ترکیبات شیمیایی موجود در آن را تغییر دهد.

در این تحقیق اسانس حاصل از آویشن با دو روش تقطیر با آب و استخراج با مایکروویو، استخراج گردیده و ترکیب شیمیایی اسانس های حاصل به کمک دستگاه کروماتوگرافی گازی – اسپکتروسکپی جرمی GC/MS شناسایی شد. همچنین اثر قدرت، زمان وحجم حلال در این کار بهینه شد. در این کار تاثیر روشهای مختلف خشک کردن بر روی کمیت و کیفیت اسانس نیز بررسی شد.

 یافته ها نشان داد که اجزای اصلی اسانس آویشن دنایی در روش تقطیر با آب به صورت زیر بود : پاراسیمن(16/1٪)، گاماترپینن (96/0٪)، تیمول (15/66٪)، کارواکرول(20/18٪) و کاریئوپیلن(20/2٪)

و در روش استخراج به کمک مایکروویودرصد اجزا به صورت زیر بود. پاراسیمن(05/3٪)، ­گاما ترپینن(92/2٪)، تیمول (48/78٪)، کارواکرول (57/6٪) وکاریئوپیلن (22/4٪)

همچنین مشخص شد که آویشن دنایی گل بنفش نسبت به آویشن پابسن دارای تیمول بیشتری می­باشد.

هنگام بهینه سازی توان دستگاه مشخص شد که در توانهای بالای دستگاه مقدار ترکیبات اکسیژن دار افزایش می­یابد. همچنین با گذشت زمان غلظت ترکیبات مونوترپنی کاهش یافته و غلظت ترکیبات اکسیژن دار افزایش می­یابد، زیرا ترکیبات مونوترپنی به شدت به گرما و نور حساس هستند.

نتیجه آن که این دو تحقیق نشان می­دهد تفاوت در روش استخراج به ویژه از جهت درجه حرارت و زمان فرآیند سبب تغییر در ترکیبات شیمیایی به دست آمده، می­شود.

همچنین مشاهده شد که هنگامی که گیاه در مایکروویو خشک می­گردد،  به علت سرعت بالای خشک شدن کیفیت اسانس حفظ می­گردد.

مقدمه:

تحقیقات در زمینه استخراج ترکیبات فعال بیولوژیکی از گیاهان به سرعت در حال انجام می­باشد. در روشهای قدیمی مثل تقطیر با بخار آب، با توجه به مدت زمان طولانی حرارت دادن برای رسیدن به دمای لازم جهت تبخیر ترکیبات فرار، بسیاری از این ترکیبات از دست می­روند، ترکیبات غیر اشباع و استری تجزیه و انرژی و زمان زیادی تلف خواهد شد. در روشهایی نیز که برای استخراج نهایی از حلالهای شیمیایی استفاده می­کنند، خطر ایجاد مسمومیت توسط حلال وجود دارد.

به این دلیل که از اسانس های اکثر گیاهان آروماتیک در صنایع مختلف استفاده میشود، یافتن بهترین روش استخراج برای بهبود کیفیت اسانس ها در راستای رسیدن به مناسبترین ترکیب شیمیایی مورد نظر، برای هر نوع کاربرد خاص که با قوانین سازگاری داشته باشد، ضروری است. برای مثال در صنایع غذایی علاوه بر این که کیفیت عطر و طعم اسانس مهم است، حلالیت آن در مواد غذایی نیز مطرح است.

در سالهای اخیر استفاده از امواج الکترو مغناطیس در ناحیه امواج ریز موج کاربرد زیادی را در زمینه های مختلف از جمله آون های خانگی ودستگاهی و کاربردهای زیست پزشگی فراهم نموده است.

کاهش حلال مورد استفاده و تشکیل مقدار ناچیز محصول جانبی وکاهش آلودگی و کاهش زمان واکنش همچنین استفاده از واکنشگرها در مقیاس میکرو و کاهش انرژی مورد نیاز در مقایسه با روشهای حرارتی معمولی و افزایش انتخاب پذیری واکنش از مزایای این تکنیک شیمی سبز محسوب می­شود. از آنجا که شیشه و بسیاری از ترکیبات پلیمری تقریبا قابلیت عبور امواج ریز موج را دارند می­توانند به عنوان سلهای واکنش استفاده شوند. این خواص ریز موج منجر به کاهش زیادی در میزان حلالهای مورد استفاده میگردد از آنجا که انرژی مورد استفاده توسط حلال کنترل میشود دمای مخلوط واکنش به نقطه جوش نمی­رسد، در نتیجه میزان تبخیر پایین نگه داشته شده و نیاز به تقطیر برگشتی نمی­باشد.

بنابر این استفاده از انرژی ریز موج و کاربرد آن در استخراج ترکیبات موثره از گیاهان نیز وارد شده است.

فصل اول: کلیات

1-1- معرفی گیاهان دارویی

قدمت شناخت خواص دارویی گیاهان، شاید بیرون از حافظه بشر باشد. یکی از دلایل مهم این قدمت، حضورباورهای ریشه دار مردم سرزمین های مختلف در خصوص استفاده از گیاهان دارویی است اطلاعات مربوط به اثرها و خواص دارویی گیاهان از زمان های بسیار دور به تدریج سینه به سینه منتقل گشته با آداب و سنن قومی در آمیخته و سر انجام در اختیار نسل های معاصر قرار گرفته است طبق برخی سنگ نبشته ها و شواهد دیگر به نظر می­رسد مصریان و چینیان در زمره نخستین اقوام بشری بوده باشند که بیش از 27 قرن قبل از میلاد مسیح از گیاهان  به عنوان دارو استفاده کرده و حتی برخی از گیاهان را برای مصرف بیشتر در درمان دردها کشت داده اند. مردم یونان باستان، خواص دارویی برخی از گیاهان را به خوبی می دانسته اند. بقراط حکیم بنیانگذار طب یونان قدیم و شاگرد وی ارسطو و دیگران، برای استفاده از گیاهان در درمان بیماری ها ارزش زیادی قایل بوده اند. آنها علاوه بر استفاده از گیاهان یونان، از گیاهان کشورهای دیگر هم استفاده می برده اند. پس از آنها، یکی دیگر از شاگردان ارسطو به نام «تئوفراست» مکتب «درمان باگیاه»را بنیان نهاد. پس از آن، «دیوسکورید» در قرن اول میلادی، مجموعه ای از 600 گیاه دارویی با ذکر خواص درمانی هر یک را تهیه و به صورت کتابی در آورد که این کتاب بعدها سرآغاز بسیاری از مطالعات علمی در زمینه گیاهان مذکور گردید، به طوری که مثلا «جالینوس» پزشک معروف یونانی در کارهای خود به کتاب دیوسکورید استنادکرده است در قرون هشتم تا دهم میلادی، دانشمندان ایرانی همچون، ابوعلی سینا، محمد زکریای رازی و دیگران، به دانش «درمان با گیاه» رونق زیادی دادند و گیاهان بیشتری را در این رابطه معرفی کردند و کتابهای معروفی چون قانون و الحاوی را به رشته تحریر درآوردند. پس از آن، درمان با گیاه همچنان ادامه یافت. در قرن سیزدهم، ابن بیطار مطالعات فراوانی در مورد خواص دارویی گیاهان انجام داد و خصوصیات بیش ار 1400 گیاه دارویی را در کتابی که از خود به جای گذاشته، یادآور شد. پیشرفت اروپاییان در استفاده دارویی از گیاهان در قرن هفدهم و هجده، ابعاد وسیعی یافت و از قرن نوزدهم کوششهایی همه جانبه برای استخراج «مواد موثره»[1] از گیاهان دارویی و تعیین معیارهای معینی برای تجویز و مصرف آنها شروع شد. کوششهای آن زمان تا به امروز هم ادامه یافته و در حال حاضر نیز با سرعت هر چه بیشتر به پیش می رود. اکنون با در دست داشتن نتایج آزمایش ها و تحقیقات، با اطمینان می توان به تشریح و تفصیل علمی مزایای موجود درمواد موثره گیاهان دارویی در رابطه با انسان و حیوانات پرداخت. حقیقت این است که امروزه درباره روند متابولیسمی تشکیل مواد موثره موجود در گیاهان¹ تحت فرایندهای خاص زیست محیطی و تاثیر مواد موثره مذکور بر انسان و حیوانات، اطلاعات بسیار زیادی وجود دارد و جنبه های مختلف استفاده از مواد مذکور، تنوع روزافزون دارد. تاکنون، تنها خصوصیات دارویی حدود سی هزار گونه از ششصد هزار گونه گیاهی جهان شناخته شده و در میان بقیه، گهگاه مواد موثره جدید و بسیار ارزشمندی کشف می گردد. جمع آوری گیاهان دارویی بسیار مشکل است. انجام این کار با ماشین به سختی امکان پذیر است، زیرا جمع آوری برخی از اندام های حاوی مواد موثره ( نظیر گلها، برگها و …) تنها با دست ممکن است. از این رو، تولید گیاهان دارویی به کار بدنی زیادی نیاز دارد. با جمع آوری گیاهان دارویی، کار به اتمام نمی رسد (برخلاف برخی محصولات کشاورزی)، بلکه پس از برداشت محصول، اندام های جمع آوری شده را باید تحت تاثیر عملیات مناسبی قرار داد تا به صورت قابل استفاده در آید (خشک کردن، استخراج ماده موثره، بسته بندی و …). مواد موثره گیاهان، بخصوص عطریات و اسانس ها، موارد استفاده متعدد و متفاوتی در صنایع لوازم آرایشی، صنایع مواد شیمیایی خانگی (نظیر: شامپو، صابون، عطر، ادوکلن، خوشبوکننده های هوا و امثال آنها) دارند، به طوری که بدون حضور مواد موثره^ء مذکور، ساخت و تهیه بسیاری از محصولات یاد شده امکان پذیر نخواهد بود(ساخت و تهیه بسیاری از اسانس ها به طریق شیمیایی امکان پذیر نیست). استفاده از مواد موثره^ء گیاهان دارویی در صنایع غذایی، رشد روزافزون دارد. اگر چه استفاده از مواد مذکور در صنایع غذایی از گذشته معمول بوده، ولی اکنون در صنایع نوپای نوشابه سازی، کنسروسازی، شیرینی سازی و … از مواد موثره^ء  گیاهان دارویی برای بهتر شدن طعم و رنگ و بوی محصولات در سطح دقیق تر و حساب شده­تری استفاده می شود.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

:: بازدید از این مطلب : 45

|

امتیاز مطلب : 0

|

تعداد امتیازدهندگان : 0

|

مجموع امتیاز : 0

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد کرج

دانشکده علوم

گروه تحصیلات تکمیلی

پایان نامه جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد M.Sc” “

شیمی معدنی

عنوان:

بررسی برهمکنش کمپلکسهای ضد سرطان دی فنیل تین دی کلراید با استفاده از ذرات نانو با C.T DNA و دی متیل تین دی کلراید با F.S DNA

استاد راهنما:

دکتر علیرضا گلچین

استاد مشاور:

دکترحبیبه حداد دباغی

فهرست مطالب:

فصل اول : مقدمه………………………………………. 1

1-1- داروهای مورد مطالعه در شیمی درمانی………………………………………. 3    

2-1 ویژگیهای داروهای درمان نئوپلاسم……………………………………….3                                                                 

1-2-1- انواع داروهای شیمی درمانی نئوپلاسم………………………………………. 4

3-1- ساختمان DNA ……………………………………….

1-3-1- DNA معمولاً به صورت مارپیچ مضاعف است………………………………………. 12

2-3-1- – توالی بازهای دو زنجیره DNA مکمل یکدیگر است……………………………….. 13

3-3-1- کار DNAدر سلول‌ها ……………………………………….14

4-3-1- حالتهای DNA در شرایط متفاوت……………………………………….20  

4-1-همانندسازی DNA ……………………………………….

5-1-متیلاسیون DNA……………………………………….

1-5-1-نقش متیلاسیون DNAدر وقوع بدخیمی‏های خونی……………………………………….29

6-1-استخراج DNAاز باکتری های گرم منفی………………………………………. 30

7-1-تاثیر حلالهای مختلف بر روی برهمکنشهای DNA……………………………………….

8-1-حلالپوشی نوکلئوزیدها در مخلوط حلالهای آلی و ارتباط آن با جفت بازهایDNA……………

9-1-برهمکنش ترکیبات آلی قلع با DNA……………………………………….

10-1-برهمکنش یون های فلزی و اسیدهای نوکلئیک ……………………………………….37

11-1-پیوند شدن لیگاند به ماکرومولکول………………………………………. 38

فصل دوم: مواد وروشها

1-2 –مواد شیمیایی ………………………………………. 41

2-2 –روش ها………………………………………. 41

3-2 –آزمایشات ویسکوزیته………………………………………. 43

فصل سوم: برهمکنش کمپلکس دی فنیل دی کلرید قلع با DNA

1-3 –سنجش پیوندی کمپلکس DNA-SnCl2(Ph)2 ……………………………………….

2-3 –آنالیز جایگاه های پیوندی  SnCl2(Ph)2  در بر هم کنش با DNA…………………….

3-3 –بررسی های ویسکوزیته………………………………………. 54

4-3 –تاثیر نانو ذرات نقره بر پیوند لیگاند با DNA……………………………………….

فصل چهارم: برهمکنش کمپلکس دی متیل دی کلرید قلع با F.S DNA

1-4 –سنجش پیوندی کمپلکس F.S DNA -SnCl2(Me)2 ……………………………………….

2-4 –آنالیز جایگاه های پیوندی  SnCl2(Me)2   در بر هم کنش با DNA………………………

3-4 –بررسی های ویسکوزیته ……………………………………….65

هدف از کار ………………………………………. 67

پیشنهاد………………………………………. 68  

فهرست منابع و مراجع ………………………………………. 70

چکیده:

در این مطالعه برهمکنش ترکیب دی فنیل دی کلرید قلع با Calf thymus DNA با استفاده از نانوذرات نقره و  ترکیب دی متیل دی کلرید قلع با Fish sperm DNA در25⁰C و 7= pH   با استفاده از روشهای مختلف شامل طیف سنجی های ماوراءبنفش –مرئی UV-Vis) ) ، و اندازه گیری ویسکوزیته مطالعه شده است .

بررسی جایگاههای پیوندی لیگاند SnCl2(Ph)2 با استفاده از نمودارهای اسکاچارد و هیل نشان می دهد که دی فنیل دی کلرید قلع با برهمکنش با جایگاههای بیرونی همانند گروههای فسفات بر هم کنش دارد. بدون حضور نانو ذرات نقره اتصال لیگاند به DNA  امکان پذیر نمی باشد. در بررسی های انجام شده علیرغم نامحلول بودن لیگاند SnCl2(Ph)2 در حلال آب ، اتصال به DNA اتفاق می افتد و در غلظتهای بسیار پایین لیگاند تا حد بالایی این برهمکنش راسبب می شود.

همچنین برای لیگاند  SnCl2(CH3)2 بررسی جایگاههای پیوندی نشان می دهد که لیگاند دی متیل دی کلرید قلع ابتدا با جایگاه های بیرونی DNA همانند گروههای فسفات برهمکنش دارد و درنهایت شروع به متصل شدن به گروه های بازی می کند.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

:: بازدید از این مطلب : 48

|

امتیاز مطلب : 3

|

تعداد امتیازدهندگان : 1

|

مجموع امتیاز : 1

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تبریز

دانشکده علوم پایه – گروه شیمی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

گرایش : شیمی فیزیک

عنوان:

بررسی تخریب سونوشیمیایی مالاشیت سبز در محلول آبی در حضور رادیکال های پرسولفات فعال شده توسط یونهای کبالت و آهن

 استاد راهنما:

دکتر محمدتقی تقی زاده

استاد مشاور:

دکتر ناصر مدیرشهلا

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده:

هدف از این مطالعه توسعه روشی جدید برای تخریب مالاشیت سبز (MG) از محلول های آبی       می باشد. این روش جدید بر پایه افزایش سرعت تخریب توسط پرسولفات (PS) و کاتالیزورها تحت تابش امواج ماورای صوت (US) است. نتایج نشان داد که سینتیک تخریب از مرتبه اول پیروی می کند. یک حمام التراسونیک با فرکانس  kHz35 برای بررسی تأثیر روش های مختلف که شامل امواج التراسونیک (US) به تنهایی ، با پرسولفات ،آهن ، کبالت ، رزین آهن ، رزین کبالت ، آهن و پرسولفات ، کبالت و پرسولفات مورد استفاده قرار گرفته است. تأثیرات ناشی از pH ، دز پرسولفات، دز آهن، دز کبالت، دز رزین آهن، دز رزین کبالت و مناسب ترین زمان تخریب مورد بررسی قرار گرفته اند. طیف سنجی FT-IR تغییرات در پیوندها را در تخریب التراسونیکی تعیین کرده است. نتایج نشان دادند که سیستم التراسونیکی توأم با پرسولفات و کبالت بیشترین بازده را در میان بقیه روش ها دارند.

فصل اول: کلیات

1-1- مقدمه

آلودگی آب عبارت است از افزایش مقدار هر معرف اعم از شیمیایی، فیزیکی یا بیولوژیکی که موجب تغییر خواص و نقش اساسی آن در مصارف ویژه‌اش شود. آلودگی آب‌ها بوسیله ضایعات کارخانجات تولید پارچه، کاغذ، چرم و صنایع داروسازی بوجود می‌آیند که این پساب‌ها درصد حذف مواد آلی ( COD ) و رنگ بالایی داشته و محیط زیست را شدیدا آلوده می‌کنند]1[.

رنگ‌ها مهم ترین آلوده‌کننده‌ها هستند و علت بوجود آمدن مشکلات زیستی، بهداشتی و سلامتی برای انسان‌ها و سایر موجودات زنده می‌باشند. مصرف این آب‌های آلوده تهدیدی جدی برای محیط زیست است ]3،2[. برای مثال، صنایع نساجی باعث تولید آلودگی آب‌ها می‌شوند. پساب خروجی‌ صنایع نساجی شامل مواد رنگی، جامدات سوسپانسه، ترکیبات آلی کلردار و برخی فلزات سنگین است که دارای pH و دمای گوناگونی هستند]4[.

در طی فرآیند رنگ‌سازی %15-1 آلودگی رنگ وارد محیط زیست می‌شود. تصفیه این آب‌های آلودگی رنگی یک مسأله‌ی مهم برای صنایع می‌باشد. همچنین ترکیبات سمی بطور قابل توجهی از طریق فاضلاب‌های صنایع مختلف وارد محیط زیست می‌شود. این ترکیبات عمدتا قابلیت تجزیه حیاتی پایینی دارند و باعث آلودگی شدید محیط زیست می‌گردند]2،5،6[.

 3 نوع روش تصفیه آب‌های آلوده شناخته شده‌اند: فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی]7[ .

اغلب ترکیبات آلی آروماتیک نسبت به تخریب بیولوژیکی مقاوم هستد و روش‌های بیولوژیکی تصفیه مانند جذب سطحی توسط کربن فعال و یا روش انعقاد شیمیایی و لخته‌سازی و تکنیک اسمز معکوس بدین منظور چندان موثر نیستند چرا که این روش‌ها عمدتا آلودگی را از فاز آبی به پساب جامد انتقال می‌دهند و پسماند ثانویه‌ای تولید می‌شود که نیاز به تصفیه بیشتر دارد]8،9،6[ .

در دو دهه‌ی گذشته تلاش‌های زیادی برای حذف این ترکیبات آلاینده از محیط‌های آبی صورت گرفته است. از جمله‌ی این روش‌ها می‌توان به فرآیند‌های اکسیداسیون پیشرفته (AOPs) و استفاده از روش امواج التراسونیک اشاره نمود]10 [.

سونوشیمی زیست‌محیطی به عنوان یک شاخه علمی رو به رشد می‌باشد که به بحث در مورد تخریب ترکیبات آلی در محلول‌های آبی توسط امواج ماورای صورت می‌پردازد، این روش به عنوان یکی از روش‌های اکسیداسیون پیشرفته طبقه‌بندی می‌شود]11[. کارایی امواج ماورای صوت (US) در حذف ترکیبات آلی به تنهایی قابل توجه نمی‌باشد، بنابراین تلاش‌های زیادی برای افزایش سرعت فرایند صورت گرفته است]12 [.

2-1- آلودگی آب ها

با توجه به مطالب فوق جلوگیری از آلودگی آب‌ها و تصفیه آب‌های آلوده به عنوان یک ضرورت حیاتی مطرح است که در قدم نخست باید عوامل آلوده‌کننده را شناخت که این عوامل در سه گروه اصلی طبقه‌بندی می‌شوند:

1- فاضلاب‌ها و پساب‌ها

2- آلودگی‌های کشاورزی

3- سایر آلوده‌کننده‌ها

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

:: بازدید از این مطلب : 45

|

امتیاز مطلب : 5

|

تعداد امتیازدهندگان : 1

|

مجموع امتیاز : 1

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تبریز

دانشکده علوم پایه-گروه شیمی کاربردی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

گرایش شیمی کاربردی

عنوان:

بررسی کارآیی نانوذرات تیتانیوم دی اکسید تثبیت شده در حذف کلرامفنیکول بعنوان یک آلاینده مدل از ترکیبات دارویی: بررسی تأثیر پارامترهای عملیاتی و مطالعات سینتیکی

استاد راهنما:

دکتر محمدعلی بهنژادی

استادان مشاور:

دکتر ناصر مدیرشهلا

دکتر محمد شکری

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

چکیده

فصل اول: کلیات و بررسی منابع

1-1- مقدمه………………………………………………………………………………… 1

1-2- آلاینده های محیط زیست……………………………………………………….. 2

1-3- آنتی بیوتیک ها و مشکلات زیست محیطی…………………………………… 2

1-4- تکنیک های تصفیه…………………………………………………………………. 4

1-5- فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOPs) ……………………………………….. 4

1-5-1- فرآیند هتروژن فتوکاتالیز……………………………………………………… 5

1-5-2- انواع فتوکاتالیزورها………………………………………………………… 13

1-5-3- مکانیسم فرآیندهای هتروژن کاتالیز………………………………………… 14

1-5-3-1- مکانیسم فرآیند فتوکاتالیستی UV/TiO₂………………………………..

1-6- تثبیت فتوکاتالیزور TiO₂ بر روی بستر ثابت…………………………………….. 17

1-6-1- تثبیت کاتالیزور به روش PMTP………………………………………….

1-7- طراحی آزمایش……………………………………………………………….. 22

1-7-1- انواع روش های طراحی آزمایش…………………………………………… 22

1-7-1-1- روش تاگوچی…………………………………………………………….. 23

1-7-1-1-1- ویژگی آرایه های متعامد…………………………………………… 23

1-8- فرآیند طراحی آزمایش…………………………………………………………. 23

1-8-1- برنامه ریزی…………………………………………………………………….. 24

1-8-2- اجرا…………………………………………………………………………… 24

1-8-2-1- محاسبه اثر اصلی فاکتورها………………………………………… 24

1-8-3- آنالیز واریانس (ANOVA)…………………………………………………. 25

1-8-3-1- روش استاندارد…………………………………………………………. 25

1-8-3-2- روش S/N (نسبت سیگنال به نویز)………………………………….. 27

1-8-3-2-1- مشخصه نوع Nominal is better……………………………….

1-8-3-2-2- مشخصه نوع Smaller is better………………………………

1-8-3-2-3- مشخصه نوع Bigger is better………………………………..

1-9- مطالعات پیشین در زمینه بررسی حذف آنتی بیوتیک ها با استفاده از فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته…28

1-10- اهداف طرح حاضر……………………………………………………………. 33

فصل دوم: روش تحقیق

2-1- وسایل، دستگاه ها و نرم افزارهای مورد نیاز……………………………….. 34

2-1-1- فتوراکتور………………………………………………………………………… 35

2-2- مواد مورد استفاده………………………………………………………………… 36

2-3- مشخصات TiO₂-P25……………………………………………………………

2-4- مشخصات کلرامفنیکول………………………………………………………… 36

2-5- روش تهیه محلول مادر CAP………………………………………………………

2-6- روش تثبیت نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید بر روی بسترهای شیشه ای……. 38

2-7- تکنیک های مورد استفاده برای تعیین مشخصات بسترهای تهیه شده از نانوذرات TiO₂-P25 تثبیت شده بر روی صفحات شیشه ای…. 40

2-8- روش تعیین میزان بارگیری نانوذرات تیتانیوم دی اکسید بر روی صفحات شیشه ای..41

2-9- بررسی فعالیت فتوکاتالیزوری نانوذرات تثبیت شده بر روی صفحات شیشه ای…… 42

2-10- نحوه ارائه نتایج……………………………………………………………….. 42

2-11- روش اندازه گیری غلظت CAP موجود در محلول…………………………….. 43

2-12- روش آماده سازی نمونه ها برای اندازه گیری TOC…………………………

2-13- روش آماده سازی نمونه ها برای اندازه گیری میزان یون های آمونیوم، نیترات، نیتریت و کلرید…… 45

2-14- اندازه گیری نیترات به روش اسپکتروفتومتری………………………. 46

2-15- اندازه گیری نیتریت به روش اسپکتروفتومتری………………………… 46

2-16- اندازه گیری کلرید به روش آرژانتومتری……………………………… 46

2-17- اندازه گیری آمونیوم به روش رنگ سنجی به کمک شناساگر نسلر…….. 47

فصل سوم: نتایج و بحث

3-1- مشخصات بسترهای تهیه شده از نانوذرات TiO₂-P25 بر روی صفحات شیشه ای….. 48

3-1-1-  تصاویر SEM…………………………………………………………………

3-1-2- تصاویر AFM………………………………………………………………….

3-2- تأثیر پارامترهای عملیاتی در راندمان حذف کلرامفنیکول توسط نانوذرات TiO₂-P25 تثبیت شده بر روی صفحات شیشه ای….. 53

3-2-1- بررسی تأثیر غلظت اولیه کلرامفنیکول…………………………………… 53

3-2-2- بررسی تأثیر شدت نور فرابنفش………………………………………. 55

3-2-3- بررسی تأثیر pH……………………………………………………………….

3-3- طراحی آزمایشات فعالیت فتوکاتالیزوری نانوذرات TiO₂-P25 تثبیت شده بر اساس خواص آرایه های متعامد….. 60

3-3-1- بهینه سازی میزان حذف……………………………………………….. 63

3-3-2- تعیین شرایط بهینه برای فعالیت فتوکاتالیزوری نانوذرات TiO₂-P25 تثبیت شده در حذف CAP………………..

3-3-3- تعیین سهم متغیرهای انتخابی در فعالیت فتوکاتالیزوری نانوذرات TiO₂-P25 تثبیت شده در حذف CAP ………

3-4- آنالیز سینتیک حذف CAP توسط نانوذرات TiO₂-P25 تثبیت شده بر روی صفحات شیشه ای  در فتوراکتور ناپیوسته.. 70

3-5- مطالعات معدنی سازی CAP توسط نانوذرات دی اکسید تیتانیوم در فتوراکتور ناپیوسته……77

3-6- نتیجه گیری………………………………………………….. 80

3-7- پیشنهادات………………………………………………………………….. 81

منابع………………………………………………………………………. 82

چکیده:

در این تحقیق بمنظور کاربردی نمودن فرآیند فتوکاتالیز ناهمگن در حذف آنتی بیوتیک ها از محیط های آبی، کارائی نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید تثبیت شده به روش اتصال حرارتی بر روی صفحات شیشه­ای Sand-Blast شده در حذف کلرامفنیکول به عنوان یک ترکیب آنتی بیوتیک بررسی شده است. مشخصات صفحات شیشه­ای پوشش داده شده با نانو ذرات تیتانیوم دی­اکسید توسط تصاویر SEM و AFM بررسی شده است. تأثیر پارامترهای مختلفی نظیر غلظت اولیه کلرامفنیکول، شدت تابش نور فرابنفش و pH در فعالیت فتوکاتالیزوری نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید تثبیت شده مورد مطالعه قرار گرفته است. بطوریکه    نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید در وضعیت تثبیت شده در شرایط عملیاتی مختلف کارآئی قابل توجهی در حذف کلرامفنیکول از خود نشان می­دهند. نتایج نشان می­دهد که mg L^-1 10 از کلرامفنیکول توسط  نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید تثبیت شده تحت تابش نور فرابنفش با شدتW m^-2 7/36 در مدت زمان 45 دقیقه تقریباً بطور کامل حذف می­شود. نتایج مطالعات معدنی سازی نیز حذف کامل TOC و ایجاد محصولات معدنی سازی نظیر Cl^–، NO₃^– و NH₄⁺ را در حد انتظار در زمان های تابش بالاتر نشان می دهد. نتایج طراحی آزمایش به روش تاگوچی مؤثرترین پارامتر در حذف آلاینده مذکور در سیستم تثبیت شده را زمان تابش با سهم 60 درصد نشان می دهد. همچنین نتایج آنالیز سینتیک واکنش، مطابقت سینتیک حذف را با مدل لانگمویر- هنیشلوود نشان می دهد. مدل حاصل از نتایج آنالیز سینتیک فرآیند، به خوبی قادر به تعیین ثابت سرعت ظاهری حذف CAP در فرآیند مذکور می باشد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

:: بازدید از این مطلب : 56

|

امتیاز مطلب : 2

|

تعداد امتیازدهندگان : 1

|

مجموع امتیاز : 1

دانشگاه مازندران

دانشکده شیمی

پایان نامه دوره کارشناسی ارشد در رشته شیمی گرایش شیمی­فیزیک

موضوع:

بررسی فعالیت نانوکاتالیست آندی بر پایه پلاتین جهت کاربرد در پیل های سوختی الکلی مستقیم (متانول، 2-پروپانول و،2،1- پروپان دی ال)

استاد راهنما:

دکتر عبدالله عمرانی

استاد مشاور:

دکتر عباسعلی رستمی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

فصل اول:مقدمه­ ای بر پیل­های سوختی

1-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………. 2

1-2- پیل سوختی چیست؟………………………………………………………………………. 2

1-3- تاریخچه………………………………………………………………………………….. 4

1-4- کاربرد­های پیل سوختی…………………………………………………………………… 6

1-5- انواع پیل سوختی………………………………………………………………………… 7

1-5-1- پیل سوختی پلیمری یا غشاء مبادله کننده پروتون…………………………… 7

1-6- پیل­های سوختی الکلی مستقیم………………………………………………………… 9

1-7- سوخت­های مورد استفاده در پیل­های سوختی الکلی……………………………….. 10

1-7-1- متانول به­عنوان سوخت……………………………………………………………….. 10

1-7-1-1- پیل سوختی متانول مستقیم…………………………………………………….. 11

1-7-2- 2-پروپانول………………………………………………………………………………. 15

1-7-2-1- پیل سوختی 2-پروپانولی مستقیم……………………………………………. 15

1-7-3- پروپیلن­گلیکول………………………………………………………………………. 16

1-7-3-1- پیل سوختی 1و2-پروپان­دی­ال مستقیم………………………………………….. 16

1-8- کاتالیست مورد استفاده در آند پیل­های سوختی……………………………………. 17

1-8-1- بهبود کاتالیست پلاتین با استفاده از بسترهای مختلف……………………….. 18

1-8-1-1- کربن بلک………………………………………………………………………….. 19

1-9- مطالعه اکسیداسیون الکل­ها روی الکتروکاتالیست­های بر پایه پلاتین………………….. 20

1-9-1- سینیتیک واکنش اکسیداسیون متانول در DMFC…………………………………..

1-9-2- مکانیسم اکسایش متانول………………………………………………………….. 22

1-9-2- اکسیداسیون 2-پروپانول و پروپیلن­گلیکول روی الکتروکاتالیست­های برپایه پلاتین……… 23

1-10- اهداف پروژه………………………………………………………………………………….. 29

فصل دوم مبانی نظری

2-1- مقدمه…………………………………………………………………………………… 31

2-2- تکنیک­های مورد استفاده……………………………………………………………….. 31

2-3- ولتامتری……………………………………………………………………………………. 32

2-3-1- ولتامتری با روبش خطی پتانسیل…………………………………………………… 32

2-3-2- ولتامتری چرخه‏ای………………………………………………………………….. 32

2-3-3- عوامل موثر در واکنش­های الکترودی در حین ولتامتری چرخه­ ای………………. 33

2-3-4- نحوه عمل در ولتامتری چرخه ­ای………………………………………………… 34

2-4- نمودارهای تافل…………………………………………………………………… 35

2-5- روش طیف­‏نگاری امپدانس الکتروشیمیایی………………………………………… 36

2-6- مشخصه­یابی سطح الکترود……………………………………………………………. 48

2-6-1- SEM…………………………………………………………………………………..

2-6-2- EDS………………………………………………………………………………………

فصل سوم: بخش تجربی

3-1- مواد شیمیایی……………………………………………………………………….. 41

3-2- دستگاه‌های مورد استفاده…………………………………………………………… 41

3-3- الکترود­های به­کار گرفته شده در روش­های ولتامتری………………………………… 44

3-4- تهیه کاتالیست پلاتین/کربن…………………………………………………………. 44

3-5-تهیه جوهر کاتالیست………………………………………………………………… 44

3-6- آماده­سازی الکترود کربن­شیشه………………………………………………… 45

فصل چهارم: بحث و نتیجه­ گیری

4-1- کلیات………………………………………………………………………………….. 47

4-2- بررسی ریخت­شناسی و تجزیه عنصری……………………………………………. 47

4-3- ولتامتری چرخه­ایPt/C  در محلول قلیایی…………………………………………. 49

4-4- بررسی فعالیت و پایداری کاتالیست  Pt/Cدر محلول بازی متانول………………. 51

4-4-1- بررسی ولتاموگرام چرخه­ای الکترود Pt/C/GC در محلول بازی متانول…………. 51

4-4-2- بررسی منحنی­‌های EIS و کرونوآمپرومتری الکترود Pt/C/GC در اکسایش متانول…. 53

4-5- بررسی فعالیت و پایداری کاتالیست  Pt/Cدر محلول قلیایی 2-پروپانول……….. 56

4-5-1- بررسی ولتاموگرام چرخه‌ای الکترود Pt/C در اکسیداسیون 2-پروپانول………… 56

4-5-2- بررسی منحنی­‌های نایکوئیست و کرونوآمپرومتری کاتالیست Pt/C در اکسایش 2-پروپانول… 59

4-6- بررسی فعالیت و پایداری کاتالیست  Pt/Cدر اکسیداسیون 1و2-پروپان‌دی‌ال……….. 60

4-6-1- ولتامتری چرخه‌ای الکترود Pt/C/GC در محلول قلیایی 1و2-پروپان‌دی‌ال…………… 60

4-6-2-بررسی پایداری Pt/C اکسیداسیون 1و2-پروپان‌دی‌ال………………………………… 62

4-7- بررسی عملکرد کاتالیست پلاتین/کربن در اکسیداسیون سوخت‌های مختلف…. 64

4-7-1- بررسی و مقایسه ولتاموگرام‌های چرخه‌ای الکترود Pt/C/GC در اکسیداسیون متانول، 2-پروپانول و 1و2-پروپان‌دی‌ال در محیط قلیایی…..65

4-7-2- مقایسه و بررسی نمودارهای ولتامتری روبش خطی Pt/C در اکسیداسیون الکل­های مختلف………67

4-7-3-  مقایسه و بررسی نمودارهای تافل کاتالیست Pt/C  در اکسیداسیون الکل‌ها…………. 68

4-7-4- بررسی نمودارهای کرونوآمپرومتری الکترود  Pt/C/GCدر اکسیداسیون الکل‌های مختلف… 69

4-7-5- مطالعات اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی الکترود  Pt/C/GCدر اکسیداسیون الکل‌های مختلف.. 72

4-8-نتیجه گیری……………………………………………………………………………………….. 75

4-9-پیشنهادات…………………………………………………………………………………….. 76

4-10-منابع………………………………………………………………………………………. 77

چکیده:

در این پروژه ابتدا نانوکاتالیست پلاتین/کربن به وسیله‌ی کاهش شیمیایی نمک پلاتین با کاهنده شیمیایی سدیم بور هیدرید سنتز شد. ویژگی‌های ساختاری و مورفولوژی نانوکاتالیست سنتز شده با استفاده از طیف­سنجی پراکنش انرژی و میکروسکوپ روبش الکترونی مورد بررسی قرار گرفت. فعالیت و پایداری نانوکاتالیست Pt/C در الکترواکسیداسیون الکلهای مختلفی مانند متانول، 2- پروپانول و 1و2- پروپان­دی­ال در محیط قلیایی مورد بررسی قرار گرفت. تکنیک‌های ولتامتری چرخه‌ای، کرونوآمپرومتری و اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی برای بررسی واکنش اکسیداسیون استفاده شدند. Pt/C دانسیته جریان بالایی در اکسیداسیون 1و2-‌ پروپان­دی­ال در مقایسه با متانول و 2- پروپانول نشان می‌‌دهد. مقدار پتانسیل آغازی برای Pt/C در اکسیداسیون 1و2- پروپان دی ال مقدار منفی تر نسبت به اکسیداسیون متانول دارد که این امر به دلیل سنتیک سریع واکنش اکسیداسیون 1و2- پروپان دی ال می­باشد. نتایج آزمایشات کرونوآمپرومتری تایید می­‌کند که Pt/C دانسیته جریان پایدارتری در اکسیداسیون 1و2-‌‌‌ پروپان‌دی‌ال نشان می‌­دهد. نتایج حاصل از امپدانس الکتروشیمیایی پس از طی 100 چرخه نشان داد که مقاومت انتقال بار در اکسیداسیون 1و2-‌‌‌ پروپان‌دی‌ال کمترین مقدار و برای 2-پروپانول بیشترین مقدار را دارد. دلیل این امر این است که در اکسیداسیون1و2-‌‌‌ پروپان‌دی‌ال مقاومت کاتالیست در برابر جذب حد واسط بالاست و حد واسط ها به راحتی نمی­‌توانند سایت‌های فعال واکنش را مسدود کنند.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

:: بازدید از این مطلب : 61

|

امتیاز مطلب : 3

|

تعداد امتیازدهندگان : 1

|

مجموع امتیاز : 1

دانشگاه شیراز

دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز

 

پایان‌نامه کارشناسی ارشد در رشته‌ی مهندسی شیمی

 

 

شبیه سازی پدیده­ی کشش سطحی دینامیکی در سیستم­های نفت-حلال بر اساس فرآیند نفوذ

  

 

 

اساتید راهنما

دکتر سید شهاب الدین آیت اللهی

دکتر پیمان کشاورز

اسفند 1391

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

 

شبیه سازی پدیده­ی کشش سطحی دینامیکی در سیستم­های نفت حلال بر اساس فرآیند نفوذ

 

یکی از فرآیند­های مطرح در زمینه­ی ازدیاد برداشت از مخازن نفتی، تزریق گاز است. بنابراین دریافتی صحیح از مکانیزم­ها و چگونگی انجام این فرآیندها گامی بزرگ در جهت افزایش بهره­وری از مخازن نفتی به شمار می­آید. در این تحقیق، مکانیزم انتقال جرم در سیستم­های گاز- مایع برای دو هیدروکربن موجود در نفت، در حضور گازهای دی اکسید کربن و نیتروژن مورد بررسی قرار می­گیرد. از آنجایی که تغییر کشش سطحی دینامیک نتیجه­ی انتقال جرم بین فاز مایع و گاز است، در تحقیق حاضر، دو مدل انتقال جرمی مختلف برای این سیستم­ها بر اساس داده­های کشش سطحی دینامیکی موجود در مرکز ازدیاد برداشت ارائه گردید. با مقایسه­ی نتایج به دست آمده از مدل­ها با نتایج واقعی، مدل انتقال جرمی شامل مقاومت در مرز دو سیال، به عنوان مدل انتقال جرمی صحیح انتخاب و اثر پارامترهای دما، فشار و زمان بر روی ضرایب انتقال جرم مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده، ضریب انتقال جرم در مرز دو سیال با گذشت زمان، کاهش و با افزایش فشار، افزایش می­یابد؛ اما تغییرات این ضریب با دما روند مشخصی ندارد که علت آن اثر متفاوت دو پدیده­ی حلالیت و نفوذپذیری در انتقال جرم می­باشد. به طور کلی در سیستم­هایی که نیتروژن به عنوان فاز گاز به کار رفته باشد، نسبت به سیستم­های شامل دی اکسید کربن، مقاومت انتقال جرمی در مرز دو سیال بیشتر است. علاوه بر این، سیستم­های شامل هپتان، مقامت مرزی کمتری نسبت به سیستم­های حاوی هگزادکان از خود نشان می­دهند.

 

 

فهرست مطالب

 

 

عنوان

صفحه

 

فصل اول: مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………1

فصل دوم: مبانی تحقیق……………………………………………………………………………………………………………..4

2-1- کشش سطحی تعادلی و روش­های اندازه گیری آن………………………………………………………..5

2-1-1- دسته­ی اول: اندازه گیری با استفاده از یک میکروبالانس…………………………………………..7

2-1-2- دسته­ی دوم: اندازه گیری فشار مویینگی……………………………………………………………………8

2-1-3- دسته­ی سوم: آنالیز تعادل بین نیروهای گرانش و موئینه ………………………………………..9

2-1-4- دسته­ی چهارم: آنالیز قطره­های منحرف شده بر اثر گرانش ………………………………… 10

2-2- کشش سطحی دینامیک ……………………………………………………………………………………………..13

 فصل سوم: روش های اندازگیری ضریب نفوذ ……………………………………………………………………..14

3-1- روش های اندازه گیری ضریب نفوذ به صورت مستقیم……………………………………………….16

3-2- روش های اندازه گیری ضریب نفوذ به صورت غیر مستقیم…………………………………..16

3-2-1- اندازه گیری ضریب نفوذ بر اساس تغییر حجم گاز …………………………………………..16

3-2-2- اندازه گیری ضریب نفوذ بر اساس تغییر فشار گاز………………………………………………….18

3-2-3- اندازه گیری ضریب نفوذ بر اساس آنالیز کشش سطحی تعادلی و دینامیکی………..19

3-2-4-  اندازه گیری ضریب نفوذ بر اساس شکل قطره­ی معلق…………………………………………22

3-2-5-  اندازه گیری ضریب نفوذ بر اساس حجم قطره­ی معلق…………………………………………25

فصل چهارم: مروری بر تحقیقات انجام شده………………………………………………………………………….27

4-1- پیشینه­ی تحقیق………………………………………………………………………………………………………….28

فصل پنجم: انجام کار……………………………………………………………………………………………………………..32

5-1- قسمت آزمایشگاهی……………………………………………………………………………………………………..33

5-1-1- مواد به کار رفته  ……………………………………………………………………..34

5-1-2- تجهیزات به کار رفته در آزمایش……………………………………………………………………………..34

5-1-3- شرح آزمایش…………………………………………………………………………………………………………….35

5-2- قسمت مدلسازی……………………………………………………………………………………………………………36

5-2-1- مدل انتقال جرمی…………………………………………………………………………………………………… 37 فصل ششم: نتایج……………………………………………………………………………………………………………………..44

6-1- اندازه گیری کشش سطحی دینامیکی………………………………………………………………………….44

6-2- کشش سطحی تعادلی…………………………………………………………………………………………………..47

6-3- محاسبه­ی ضریب نفوذ با فرض عدم وجود مقاومت در مرز گاز- مایع…………………………52

6-4- محاسبه­ی ضریب انتقال جرم در مرز گاز- مایع با فرض وجود مقاومت مرزی……………59

6-5- اثر دما، فشار و زمان روی ضریب انتقال جرم مرزی……………………………………………………..60

فصل هفتم: نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………….72

فصل هشتم: پیشنهادات……………………………………………………………………………………………………..75

 منابع…………………………………………………………………………………………………………………………………..77

 

 

 

فهرست جداول

 

 

عنوان و شماره

صفحه

 

جدول6-1- فهرستی از پارامترهای مورد نیاز برای شبیه سازی فرآیند انتقال جرم…………..51

جدول6-2- مقایسه­ی مقدار ضریب نفوذ در سیستم­های دی اکسید کربن- هگزادکان و دی اکسید کربن- هپتان……………………………………………………………………………………………………………………………57

جدول6-3- مقایسه­ی مقدار ضریب انتقال جرم مرزی برای سیستم­های مختلف در دماها و فشارهای متفاوت………………………………………………………………………………………………………………….58

 

 

 

فهرست اشکال

 

 

عنوان و شماره

صفحه

شکل 2-1 شکل یک فیلم صابونی که روی چارچوبی فلزی کشیده شده است  …………………………….6

شکل 2-2 استفاده از روش لوله مویین برای اندازه گیری کشش سطحی……………………………………….9 شکل 2-3 تعریف ابعاد و مولفه های توصیف شده در دسته­ی چهارم……………………………………………11

شکل 2-4 تعریف مولفه های روش قطره معلق………………………………………………………………………………11

شکل 2-5 شماتیک روش چرخش………………………………………………………………………………………………….12

شکل 3-1 شرایط انتقال جرم به کار گرفته شده در تعیین ضریب نفوذ با استفاده از تغییر حجم فاز گاز…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….17

شکل 3-2 شماتیک تجهیزات آزمایشگاهی روش بدست آوردن ضریب نفوذ از طریق کشش سطحی ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….20

شکل3-3 تصویر شماتیک یک قطره که به وسیله­ی گاز محاط شده است………………………………….21

شکل 5-1 شماتیک تجهیزات استفاده شده برای اندازه گیری کشش سطحی (1- محفظه­ی شیشه ای پر فشار، 2- دستگاه تولید کننده­ی فشار، 3- مانومتر، 4- مخزن گاز، 5- مخزن مایع) …………34

شکل 5-1 شماتیک یک قطره مایع معلق در حضور گاز پر فشار دی کسید کربن……………………….37

شکل 6-1 کشش سطحی دینامیکی اندازه­گیری شده برای سیستم دی اکسید کربن- هگزادکان در فشار MPa895/6 و دماهای مختلف………………………………………………………………………………………………45 شکل 6-2 کشش سطحی دینامیکی اندازه­گیری شده برای سیستم دی اکسید کربن- هپتان در فشار MPa447/3 و دماهای مختلف…………………………………………………………………………………………….45

شکل 6-3 کشش سطحی دینامیکی اندازه­گیری شده برای سیستم نیتروژن- هگزادکان در فشار MPa270/18 ودماهای مختلف……………………………………………………………………………………………………..46

شکل 6-4 کشش سطحی دینامیکی اندازه­گیری شده  برای سیستم ننیتروژن- هپتان در فشارMPa 270/18ودماهای مختلف …………………………………………………………………………………………….46

شکل 6-5 تغییرات کشش سطحی تعادلی با فشار برای مخلوط دی اکسید کربن- هگزادکان در دماهای مختلف…………………………………………………………………………………………………………………………………47

شکل 6-6 تغییرات کشش سطحی تعادلی با فشار برای مخلوط دی اکسید کربن- هپتان در دماهای مختلف ……………………………………………………………………………………………………………………………….48

شکل 6-7 تغییرات کشش سطحی تعادلی با فشار برای مخلوط نیتروژن- هگزادکان در دماهای مختلف………………………………………………………………………………………………………………………………………………48

شکل 6-8 تغییرات کشش سطحی تعادلی با فشار برای مخلوط نیتروژن- هپتان در دماهای مختلف …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………48

 شکل 6-9 منحنی کالیبراسیون برای سیستم دی اکسید کربن- هگزادکان در دماهای مختلف…50

شکل 6-10 منحنی کالیبراسیون برای سیستم دی اکسید کربن- هپتان در دماهای مختلف……..50

شکل 6-11 منحنی کالیبراسیون برای سیستم نیتروژن- هگزادکان در دماهای مختلف……………..51 

شکل 6-12 منحنی کالیبراسیون برای سیستم نیتروژن- هپتان در دماهای مختلف……………………51

شکل 6-13 ضریب انتقال جرم مرزی بر حسب زمان برای سیستم دی اکسید کربن- هگزادکان در دماهای مختلف و فشار و فشار(آ) MPa 447/3 (ب) MPa481/4 (ج) MPa895/6……………….61

شکل 6-14 ضریب انتقال جرم مرزی بر حسب زمان برای سیستم دی اکسید کربن- هپتان در دماهای مختلف و فشار (آ) MPa 724/1 (ب) MPa447/3 (ج) MPa481/4………………………….62

شکل 6-15 ضریب انتقال جرم مرزی بر حسب زمان برای سیستم نیتروژن- هگزادکان در دماهای مختلف و فشار (آ) MPa 481/4 (ب)  MPa618/8 (ج)  MPa166/25 (د)  MPa713/41…64

شکل 6-16 ضریب انتقال جرم مرزی بر حسب زمان برای سیستم نیتروژن- هپتان در دماهای مختلف و فشار (آ) 481/4 (ب) MPa618/8 (ج)  MPa166/25………………………………………………66 شکل 6-17 تغییرات ضریب انتقال جرم مرزی با فشار و دما برای سیستم دی اکسید کربن- هگزادکان …………………………………………………………………………………………………………………………………………69

شکل 6-18 تغییرات ضریب انتقال جرم مرزی با فشار و دما برای سیستم دی اکسید کربن- هپتان……………………………………………………………………………………………………………………………………………….69

شکل 6-19 تغییرات ضریب انتقال جرم مرزی با فشار و دما برای سیستم نیتروژن- هگزادکان………………………………………………………………………………………………………………………………………….70

شکل 6-20 تغییرات ضریب انتقال جرم مرزی با فشار و دما برای سیستم نیتروژن- هپتان………..70

 برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

 

:: بازدید از این مطلب : 34

|

امتیاز مطلب : 0

|

تعداد امتیازدهندگان : 0

|

مجموع امتیاز : 0