لایههای اکسیدی گروهی از پوششهای تبدیلی هستند که روی آلیاژهای آهنی و غیرآهنی اعمال میشوند تا آن ها را در برابر خوردگی محافظت نمایند. انتخاب جنس پوشش به ظاهری که از قطعه انتظار میرود، میزان سهولت اعمال پوشش و شرایط کاربرد قطعه بستگی دارد. ورقهای فولادی با داشتن خصوصیات بارزی مانند استحکام، شکل پذیری، فراوانی، قیمت مناسب و قابلیت تولید و تنوع محصولات، جایگاهی بی رقیب را در مصارف خانگی و صنعتی کسب کردهاند. از سوی دیگر موضوع خوردگی از کارایی قطعات فولادی میکاهد و یا عمر مفید آن ها را کاهش میدهد. به این دلیل ورقهای فولادی با توجه به نوع کاربرد و انتظاراتی که از عملکرد آن ها وجود دارد، باید با لایه مناسبی پوشش داده شوند. در اکثر موارد، لایههای اکسیدی پایداری روی سطح فلزات تشکیل میشود که با عملیات شیمیایی یا حرارتی در محیطهای معینی، میتوان آن ها را چنان تثبیت نمود که محافظت کننده فلز پایه باشند [[1]].
یکی از روشهای ایجاد لایه اکسیدی محافظ در برابر زنگ زدگی، فرایند آبیکردن[1] است؛ آبیکردن، ورق و تسمههای فولادی، همچنین قطعات فولادی کوچک را در برابر زنگ زدگی مقاوم میسازد [[2]]. در اوایل، آبیکردن با بهره گرفتن از زغال چوب در دمایی حدود 750-730 درجه فارنهایت انجام میشد. بدین صورت که، ابتدا قطعه با بهره گرفتن از عملیات سنگ زنی و سنباده به صافی سطح مطلوب رسیده و سپس با بهره گرفتن از مشعل، حرارت دهی میشد. آنگاه قطعه درون زغال چوب فرو برده شده و خارج میگردید تا باعث تغییر رنگ قطعه و ایجاد پوشش گردد [[3]]. در دوران جنگ جهانی دوم ساخت فولاد با عناصر آلیاژی بیشتر توسعه یافت، که این فولادها در مقابل آبیکردن با زغال مقاوم بودند و دیگر روشهای مرسوم آبی کردن با زغال برای آن ها قابل استفاده نبود. در این هنگام روش دولایت[2] توسط موزر[3] ابداع شد. در روش دولایت از کورههایی با دمای 700-550 درجه فارنهایت و مواد شیمیایی متفاوتی استفاده میشد [[4]].
امروزه فرایندهای آبیکردن به روشهای شیمیایی و حرارتی قابل اجرا هستند. روش شیمیایی با بهره گرفتن از گونه خاصی از نمک داغ[4] در مخزنی که دمای آن حدود 280 درجه فارنهایت است انجام میشود [[5]]. روش دیگری از آبیکردن شیمیایی روش نیتره[5] است که در آن قطعات در دمای 750-370 درجه فارنهایت به مدت 15-12 دقیقه در نمکهای مذاب فرو برده میشوند؛ در مرحله بعد، قطعات پس از خنک شدن در هوا با آب گرم یا روغن شستشو داده میشوند [[6]]. پوششهای اکسیدی آبی رنگی که به روش حرارتی ایجاد میشوند به دلیل هزینه کم تولید بیشتر مورد توجه قرار گرفتهاند. از دیگر مزایای پوششدهی به روش حرارتی میتوان به سهولت کنترل ضخامت پوشش، هزینه پایین و قابلیت پوششدهی روی قطعات صنعتی کوچک اشاره نمود.
علیرغم قدیمی بودن فرایند آبیکردن، تاکنون تحقیقات کافی و منسجمی در مورد ارزیابی رفتار خوردگی این پوششها انجام نشده است. لذا هدف این پژوهش، مطالعه رفتار خوردگی و مشخصات سطحی پوششهای اکسیدی و بررسی جنبههای اقتصادی ایجاد این نوع پوششها روی ورقهای فولادی است که در قالب محاسبات یک واحد صنعتی صورت گرفته است. هدف این واحد صنعتی تولید تسمه فولادی پوششدار است. تسمه در بستهبندی انواع محصولات فولادی، قطعات سنگین و مصالح سازههای ساختمانی جایگاه ویژه ای دارد.
/%d9%be%d8%a7%db%8c%d8%a7%d9%86-%d9%86%d8%a7%d9%85%d9%87-%d9%85%d9%88%d8%a7%d8%af-%d8%a7%d8%b1%d8%b2%db%8c%d8%a7%d8%a8%db%8c-%d9%81%d9%86%db%8c-%d9%88-%d8%a7%d9%82%d8%aa%d8%b5%d8%a7%d8%af%db%8c-%d9%be/
این پایان نامه در شش فصل تنظیم شده است. در فصل دوم، مروری گذرا بر انواع روشهای پوششدهی با تأكید بر روش مورد نظر این پژوهش یعنی روش آبیکردن صورت گرفته و در فصل سوم، به اهم مواد و روشهای به کار رفته در انجام این تحقیق اشاره شده است. پس از آن در فصل چهارم، نتایج بدست آمده از آزمایشهای مختلف مورد ارزیابی و بحث قرار گرفته و در فصل پنجم مباحث اقتصادی مربوط به دو روش پوششدهی بررسی شده است. نهایتاً در فصل ششم مباحث مطرح شده جمع بندی شده و نتیجهگیری نهایی ارائه گردیده است.
ورقهای فولادی با داشتن خصوصیات بارزی از جمله استحکام، شکلپذیری، فراوانی، قیمت مناسب و قابلیت تولید و تنوع محصولات، جایگاهی بیرقیب را در مصارف خانگی و صنعتی کسب کردهاند. از سوی دیگر موضوع واکنش محیط با آهن که منجر به زنگ زدن یا در حالت کلیتر خوردگی فلز میشود، حفاظت آلیاژهای آهنی را در برابر محیط پیرامون ضروری میسازد. بدون محافظت مناسب، ابتدا سطح قطعات و کم کم قسمتهای درونی آن ها تحت اثر خورندگی محیط آسیب میبیند. این تخریب به مرور از کارایی قطعه میکاهد و یا عمر مفید آن را کاهش میدهد. به این دلیل ورقهای فولادی را با توجه به نوع کاربرد و انتظاراتی که از عملکرد آن ها وجود دارد، باید با لایه مناسبی پوشش داد [1].
استفاده از پوششهای محافظ روی فولاد نه تنها میزان خوردگی را کنترل مینماید بلکه در اغلب موارد، چندگانه عمل میکند. به بیان دیگر، پوششها چند منظوره هستند و علاوه بر مقاومت خوردگی، خواصی مانند مقاومت در برابر خراش و سایش، لحیمپذیری، اصطکاک، شکلپذیری، رنگپذیری و زیبایی ظاهری را بهبود میبخشند [2].
پوششها، ورق فولادی را به دو روش میتوانند حفاظت کنند، یکی با تشکیل حایل فیزیکی بین فولاد و محیط اطراف، زیرا لایه پوشش ارتباط جسم فولادی و محیط خورنده را قطع میکند. دوم با حفاظت گالوانیک، زیرا فلزی مانند روی که در سری الکتروشیمیایی فعالتر از آهن است به صورت فداشونده قطعه فولادی را محافظت مینماید. پوشش مورد نظر را میتوان روی قطعه ساخته شده اعمال نمود یا اینکه در انتهای خط تولید ورق فولادی، پس از رسیدن ورق به ضخامت نهایی، آن را به صورت پیوسته پوشش داد و به بازار عرضه کرد. حالت اخیر به دلایل کیفیتی و محیط زیستی رواج بیشتری یافته و به سرعت رو به گسترش است. ورقهای پوششداری که به صورت آماده در اختیار مصرفکننده قرار میگیرد نه تنها از استحکام چسبندگی و مشخصات سطحی بالاتری برخوردار است، بلکه با حذف نیاز به خطوط پوششدهی در واحدهای کوچک از بروز مشکلات فنی و زیست- محیطی متعددی جلوگیری میکند و در مجموع از دیدگاه اقتصادی توجیه خوبی دارد. نوع پوششها بسیار گسترده بوده و ممکن است از گروه فلزات، پلیمرها و لعابها باشد. ضخامت، تعداد لایهها و دیگر مشخصات پوشش با توجه به کاربرد ورق تعیین میشود. پوششهای رایج عبارتند از؛ پوشش گالوانیزه، پوشش قلع اندود، پوشش نیکل-کروم، پوششهای نفوذی، پوششهای تبدیلی و اکسیدی و پوششهای فسفاته [[vii]]. لازم به ذکر است که تولید چند نوع از ورقهای فولادی پوششدار اخیراً در کشور آغاز شده است.
برای مقاوم ساختن اجسام در موقع بهرهبرداری از پوششهای فلزی استفاده میشود. پوششهای فلزی به دو دلیل اساسی مورد استفاده قرار میگیرند؛
[1] Bluing
[2] Dulite
[3] Mauser
[4] Chemical Hot-Salt Bluing
[5] Nitre
[1] قربانی، م، پوشش دادن فلزات، جلد 1، انتشارات دانشگاه صنعتی شریف، 1383.
[2] قربانی، م، پوشش دادن فلزات، جلد 2، انتشارات دانشگاه صنعتی شریف، 1383.
[3] مجد نیا خواجه، ف، خواجه نصیری، ن، آبکاری فلزات، جهاد دانشگاهی،1380.
[[4]] http://www.en.wikipedia.org/wiki/Bluing_(steel)
[[5]] Kenneth, G., Surface engineering for wear resistance, Prentice Hall, Newjersey, 1988.
[[6]] Marjore, A., Electrofinishing, American Elsevier publishing company, NewYork, 1965.
[7] مجموعه مقالههای همایش تولید و مصرف ورق قلع اندود در کشور، ویرایش فخرالدین اشرفی زاده، شرکت فولاد مبارکه، اردیبهشت 1382
(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)
. 2
فصل دوم. 7
مروری بر مفاهیم و مطالعات انجام شده 7
2 پیش گفتار 8
2.1 آنزیم.. 8
2.2 تاریخچه آنزیم.. 9
2.3 آنزیم لیپاز. 10
2.4 تفاوت آنزیم لیپاز و کربوکسیل استراز. 11
2.5 علل افزایش توجه محققان به آنزیم لیپاز. 11
2.6 واکنشهای آنزیم لیپاز. 12
2.7 ویژگیهای آنزیم لیپاز. 14
2.7.1 خاصیت ساختاری (حضور درپوش بر جایگاه فعال) 14
2.7.2 فعال سازی سطحی… 15
2.7.3 گزینش پذیری سوبسترا 16
2.7.4 مقاومت در برابر افزایش دما و تغییرات(pH) 19
2.8 تولید آنزیم لیپاز. 20
2.8.1 منابع تولید آنزیم لیپاز. 20
2.8.2 مقایسه لیپازهای باکتریایی و قارچی و کاربردهای آن ها 22
2.8.3 لیپازهای قارچهای رشتهای… 23
2.8.4 جداسازی آنزیمها 24
2.8.5 رشد میکروارگانیسم و القا آنزیم.. 26
2.9 تثبیت سلولی… 27
2.9.1 مقایسه مزایا و معایب تثبیت آنزیم و سلول.. 27
2.9.2 کاربری آنزیم یا سلول تثبیت یافته. 29
2.9.3 روشهای تثبیت سلول.. 30
2.9.4 انتخاب نگاهدارنده و روش به منظور تثبیت سلولی… 36
2.9.5 مکانیسم تراوشی و جایگاه لیپاز در سلولی قارچ رایزوپوس اوریزا و اثر تثبیت بر تراوش آن 42
2.10 روشهای سنجش فعالیت آنزیم لیپاز. 45
2.10.1 روشهای سنجش فعالیت آبکافت آنزیم لیپاز. 45
2.10.2 روشهای سنجش فعالیت سنتزی آنزیم لیپاز. 46
2.11 کاربردهای آنزیم لیپاز. 47
2.12 واکنشهای سنتز استر. 49
2.12.1 پارامترهای موثر بر پیشرفت واکنش سنتز استر. 51
2.12.2 سنتز استر 1-بوتیل اولئات… 54
فصل سوم. 62
مواد و روشها 62
3 پیش گفتار 63
3.1 مواد شیمیایی… 63
3.2 وسایل و دستگاههای مورد استفاده. 64
3.3 میکروارگانیسم.. 65
3.4 شرح انجام آزمایشها 66
3.4.1 کشت جامد میکروارگانیسم.. 66
3.4.2 تولید محلول اسپور قارچ.. 66
3.4.3 کشت مایع میکروارگانیسم.. 68
3.5 تهیه بیوکاتالیست سلولی… 68
3.5.1 اسفنج لوفا به عنوان نگاهدارنده سلولی… 68
3.5.2 تثبیت قارچ رایزوپوس اوریزا و تهیه بیوکاتالیست… 68
3.5.3 تعیین میزان آب بیوکاتالیست سلولی… 70
3.6 رسم منحنی رشد میکروارگانیسم رایزوپوس اوریزا به فرم آزاد. 70
3.7 فعال سازی غربالهای مولکولی… 71
3.8 روش کدورت سنجی سنجش اسیدهای چرب آزاد. 71
3.8.1 تهیه محلول معرف استات مس- پیریدین… 72
3.8.2 رسم منحنی استاندارد جذب اسید چرب آزاد جهت سنجش فعالیت استریفیکاسیون 72
3.9 سنجش فعالیت ویژه آنزیم.. 73
3.9.1 فعالیت سنتزی سیستم آنزیمی(بیوکاتالیست سلولی)-تولید استر. 74
3.9.2 فعالیت آبکافتی سیستم آنزیمی(بیوکاتالیست سلولی) 75
3.10 واکنش سنتز استر 1-بوتیل اولئات… 75
3.10.1 آنالیز جهت تعیین پیشرفت واکنش….. 76
3.10.2 آنالیز محصول تولیدی به روش کروماتوگرافی گازی- اسپکتروسکپی جرمی… 76
3.11 انتخاب سیستم واکنشی سنتز استر1-بوتیل اولئات در حضور و عدم حضور حلال.. 77
3.11.1 سنتز استر 1- بوتیل اولئات در حضور حلال هگزان.. 77
3.11.2 سنتز استر 1- بوتیل اولئات در عدم حضور حلال.. 78
3.11.3 مقایسه اثر محدودیتهای انتقال جرمی درون قطعه لوفا، بر سرعت اولیه واکنش در حضور حلال و عدم حضور حلال…………. 78
3.12 بهینه سازی شرایط واکنش سنتز استر1-بوتیل اولئات در حضور حلال هگزان.. 81
3.12.1 بررسی اثر نسبت مولی حلال به سوبسترا بر بازدهی و سرعت واکنش….. 81
3.12.2 بررسی اثر افزایش غلظت سوبسترا الکلی… 81
3.12.3 سوبسترای اسیدی… 82
3.12.4 بررسی اثر غلظت کاتالیست بر بازدهی و سرعت اولیه واکنش….. 82
3.12.1 بررسی اثر حذف آب بر بازده واکنش….. 83
3.12.2 بررسی تغییرات بازده در استفاده پیدرپی از بیوکاتالیست سلولی… 83
فصل چهارم. 84
نتایج و تحلیل ها 84
4 پیش گفتار 85
4.1 منحنی رشد رایزوپوس اوریزا 85
4.2 بررسی و مقایسه فعالیت بیوکاتالیست سلولی به فرم آزاد و تثبیت یافته. 86
4.2.1 فعالیت آبکافتی سیستم آنزیمی (بیوکاتالیست سلولی) 86
4.2.2 فعالیت سنتزی سیستم آنزیمی (بیوکاتالیست سلولی)- تولید استر. 88
4.3 انتخاب سیستم واکنشی سنتز استر1-بوتیل اولئات در حضور و عدم حضور حلال.. 89
4.3.1 سنتز استر 1-بوتیل اولئات در حضور حلال هگزان.. 89
4.3.2 سنتز استر 1-بوتیل اولئات در عدم حضور حلال.. 91
4.3.3 مقایسه پارامتر انتقال جرم درونی قطعه لوفا در حضور و عدم حضور حلال.. 92
4.4 بهینه سازی شرایط واکنش سنتز استر1-بوتیل اولئات در حضور حلال هگزان.. 97
4.4.1 بررسی اثر نسبت مولی حلال به سوبسترا بر بازدهی و سرعت واکنش….. 97
4.4.2 بررسی اثر غلظت کاتالیست بر بازدهی و سرعت اولیه واکنش….. 99
4.4.3 بررسی اثر افزایش غلظت سوبسترا الکلی… 100
4.4.4 بررسی اثر افزایش غلظت سوبسترا اسیدی… 101
4.4.5 بررسی اثر حذف آب بر بازده واکنش….. 103
4.4.6 بررسی تغییرات بازده در استفاده پیدرپی از بیوکاتالیست سلولی… 105
نتیجهگیری و پیشنهادات.. 107
5 پیشگفتار 108
5.1 نتیجهگیری… 108
5.2 پیشنهادات جهت مطالعات آتی… 111
5.2.1 بیوکاتالیست… 111
5.2.2 بستر واکنش….. 112
5.2.3 شرایط واکنش….. 112
5.2.4 محصول.. 113
منابع و مراجع. 114
پیوست.. 114
فهرست اشکال | صفحه |
شکل 2‑1- اثر کاتالیست بر انرژی مورد نیاز جهت آغاز واکنش….. 8
شکل 2‑2- نمایش جایگاه فعال آنزیم و نحوه انجام واکنش کاتالیستی… 9
شکل 2‑3- جایگاه آنزیم لیپاز بر اساس طبقه بندی (IUBMB) 10
شکل 2‑4- شماتیک واکنش تعادلی هدرولیز(از سمت چپ) استریفیکاسیون (از سمت راست) در حضور لیپاز. 13
را نمایش می دهد که با تغییر قطبیت مناطق مختلف رنگ آمیزی شده است(آبی تیره-آبی کم رنگ-سفید-قرمز-قرمز تیره). ترکیبات کربنی و سولفور گستره غیر قطبی و ترکیبات نیتروژنی و اکسیژنی سبب ایجاد بخش های قطبی می شوند. درشکل 2-با افزایش قطبیت در اطراف جایگاه فعال درپوش کنار رفته و جایگاه فعال(رنگ زرد) قابل دسترس است[18]. 16
شکل 2‑6-شماتیکی از عملکرد آنزیم های غیرگزینشی مکانی[19]. 17
شکل 2‑7- دیاگرام روشهای جداسازی آنزیم برون سلولی و درون سلولی از سلول و محیط کشت[25]. 25
شکل 2‑8- دسته بندی روشهای تثبیت سلولی[37]. 30
شکل 2‑9-نمایی از تثبیت به روش جذب سطحی[36]. 31
شکل 2‑10-تثبیت به روش کوالانسی[36]. 32
شکل 2‑11-به دام انداختن در شبکه متخلخل [36]. 33
شکل 2‑12- کپسوله کردن سلول ها 34
شکل 2‑13- روش تثبیت با بهره گرفتن از اتصالات جانبی[36]. 34
شکل 2‑14- تجمع طبیعی سلول ها[36]. 35
شکل 2‑15 –شکل سمت چپ گیاه لوفا،شکل وسط میوه خشک شده گیاه،شکل سمت راست نمای داخلی لوفا[41]. 40
شکل 2‑16-شکل1- قطعه کامل لوفا؛2-مقطع عرضی لوفا،3- ساختار میکرونی لوفا در cm1؛ 4-مقطع عرضی لوفا در مقیاس mm 0/1؛ 5-مقطع عرضی در مقیاس mm 0/01 در شکل 4و5 تغیرات خواص فزیکی لوفا قابل مشاهده است[42]. 41
شکل 2‑17-شماتیکی از موقعیت ایزوآنزیم های لیپاز در سلول رایزوپوس اوریزا و مکانیسم ترشح لیپاز به خارج از سلول[5]. 43
شکل 2‑18- شکل A – تولید لیپاز در کشت سلول به فرم آزاد ، شکل B به فرم تثبیت یافته[5]. 44
شکل 2‑19- شماتیک ژن کامل لیپاز و شکست آن به ژن آنزیم31 ROL و34 ROL [5]. 44
شکل 2‑20- واکنش کندانسیشن اسید و الکل در حضور کاتالیست اسیدی و یا آنزیمی… 49
شکل 2‑21- استر 1-بوتیل اولئات… 54
شکل 2‑22-شماتیک نقطه ابری لحظه تشکیل کریستال های جامد.. 57
شکل 2‑23-نقطه گرفتگی فیلتر ضخیم شدن و تجمع کریستال های جامد.. 58
شکل 2‑24- نقطه ریزش ایجاد کریستال های فشرده و تشکیل ژل.. 58
شکل 2‑25- حضور روان ساز در ترکیب پلیمری سبب بهبود انعطاف پذیری آن می شود[78]. 60
شکل 2‑26- شماتیک از حضور مولکول روان ساز در ترکیب پلیمری… 61
شکل 3‑1- تصویر سمت چپ شماتیک قارچ رایزپوس اوریزا با بزرگ نمایی اسپور های جنسی و غیر جنسی [80]. شکل سمت راست تصویر تهیه شده توسط میکروسکپ دوربین دار در مقیاس 400X از اسپور میکروارگانسم رایزپوس اوریزا پس از کشت هفت روز. 65
شکل 3‑2-تصویر 1- کشت اسلنت 7 روزه پوشیده از اسپور تصویر 2- سطح جامد 7 روزه پوشیده از اسپورهای سیاه رنگ تهیه شده در مقیاس 100 X توسط میکروسکپ دوربین دار Laboval-4.. 66
شکل 3‑3- دیاگرام روش شمارش اسپور با بهره گرفتن از لام نئوبار[82]. 67
شکل 3‑4- تصویر 1- محلول اسپور رقیق شده قارچ رایزوپوس اوریزا-تصویر 2- شمارش محلول اسپور توسط لام نئوبار (تصاویر توسط میکروسکپ دوربین دار Laboval-4 در مقیاس1000X تهیه شده است(. 67
شکل 3‑5-قطعات لوفا 1/5cm بریده شده به فرم دیسکی… 68
شکل 3‑6-تصویر1-سمت چپ قطعه لوفا دیسکی،وسط بیوکاتالیست سلولی تثبیت یافته قبل از خشک شدن (مورفولوژی پلتی قابل مشاهده است)، سمت راست بیوکاتالیست سلولی پس از خشک شدن- تصویر 2-شبکه سلولزی لوفا قبل از فرایند تثبیت سلول –تصویر 3- شبکه سلولزی لوفا پس از تثبیت سلول(تصاویر 2و3 تصاویر توسط میکروسکپ دوربین دار Laboval-4 در مقیاس32X تهیه شده است) 69
شکل 3‑7-کشت 120 ساعت رایزوپوس اوریزا 70
شکل 3‑8- غربال مولکولی 3A با دانه های 2mm… 71
شکل 3‑9-تصویرسمت راست محلول استات مس پیریدین-تصویر وسط کمپلکس اسید چرب آزاد با محلول معرف- تصویر سمت چب رنگ سبز حاصل شده از حضور اسیدهای چرب در محلول آلی در مقابل عدم حضور اسید چرب در محلول(بی رنگ) 72
شکل 3‑10- طیف رنگی حاصل از ترکیب اولئیک اسید با استات مس-پیریدین… 73
شکل 3‑11- منحنی استاندارد جذب اسید چرب آزاد به روش مرجع[52]. 73
×5 در محیط کشت پایه قارچ.. 86
شکل 4‑2- مقایسه فعالیت آبکافت درون سلولی فرم تثبیت یافته و آزاد سلول قارچی رایزوپوس اوریزا 87
شکل 4‑3- مقایسه فعالیت آبکافت خارج سلولی فرم تثبیت یافته و آزاد سلول قارچی رایزوپوس…. 87
شکل 4‑4-مقایسه فعالیت سنتز درون سلولی فرم تثبیت یافته و آزاد قارچ رایزوپوس اوریزا 89
شکل 4‑5 بازده و سرعت واکنش سنتز استر در برابر پیشرفت زمان در غلظت0/3Mو دمای 37°C دور 250 rpm در حضور دو قطعه لوفا 90
شکل 4‑6 بررسی سرعت و بازده واکنش در عدم حضور حلال 3mL محلول 1:1 اولئیک اسید و 1-بوتانول در حضور یک قطعه لوفا در دمای 50°C – منحنی داخلی مقایسه بازده واکنش در حضور و عدم حضور حلال.. 91
شکل 4‑7 سرعت اولیه واکنش و بازده بر حسب دمای واکنش در سیستم بدون حلال در حضور 3mL محلول 1:1 اولئیک اسید و 1-بوتانول در حضور یک عدد لوفا 94
شکل 4‑8-سرعت اولیه واکنش سنتز استر در برابر دما در غلظت0/3Mو دور 250 rpm در حضور دو قطعه لوفا 95
شکل 4‑9 بررسی اثر افزایش سرعت چرخش بر سرعت اولیه واکنش در عدم حضور حلال در سیستم بدون حلال در حضور 3mL محلول 1:1 اولئیک اسید و 1-بوتانول در حضور 1 عدد لوفا 96
شکل 4‑10 بررسی سرعت چرخش محلول بر سرعت اولیه واکنش حلال در حضور 10mL محلول 1:1 اولئیک اسید و 1-بوتانول 0.3M ، در دمای37 °C در حضور دو لوفا. 97
شکل 4‑11 سرعت اولیه واکنش بر حسب تغیررات مولی سوبسترا به حلال-منحنی داخلی درصد بازده نهای بر حسب تغییرات مولی سوبسترا به حلال؛ در محلول 10mL هگزان نسبت 1:1 اولئیک اسید و 1-بوتانول ، 98
شکل 4‑12- بررسی اثر افزایش غلظت کاتالیست(تعداد لوفا) بر سرعت اولیه و(منحنی داخل) واکنش و بازده واکنش دمای 37°C دور 250 rpm در حضور دو قطعه لوفا 100
شکل 4‑13 بررسی اثر افزایش غلظت 1-بوتانول در اولئیک اسید ثابت بر سرعت اولیه واکنش و بر باززده نهایی واکنش(منحنی داخلی) در 10ml حلال ، 250rpm در دمای 37 °C در حضور دو لوفا 101
شکل 4‑14 بررسی اثر افزایش غلظت اولئیک اسید در مقدار ثابت 1-بوتانول ،بر سرعت اولیه واکنش و بازده نهایی(منحنی داخلی) در 10ml حلال، ا-بوتانول 0/3M ، 250rpm در دمای 37 °C در حضور دو لوفا 102
شکل 4‑15- بررسی اثر اضافه کردن جاذب بر بازده واکنش در حضور حلال با نسبت 1:1 سوبسترا 103
شکل 4‑16-اثر وزن غربال ملکولی بر بازده واکنش در حضور حلال محلول واکنش حاوی 10mL محلول 1:1 اولئیک اسید و 1-بوتانول 0/3M ، 250rpm در دمای 37 °C در حضور دو لوفا 104
شکل 4‑17 – اثر افزودن مرحله ای غربال ملکولی بر بازده واکنش در حضور حلال، محلول واکنش حاوی 10mL محلول 1:1 اولئیک اسید و 1-بوتانول 0.3M ، 250rpm در دمای 37 °C در حضور دو لوفا و 1/5 g غربال ملکولی-علامت فلش نشان دهنده مراحل اضافه کردن غربال ملکولی را نشان می دهد. 105
شکل 4‑18-بررسی تغییرات نسبی بازده نهایی واکنش در استفاده پی درپی از بیوکاتالیست سلولی محلول واکنش حاوی 10mL محلول 1:1 اولئیک اسید و 1-بوتانول 0.3M ، 250rpm در دمای 37 °C در حضور دو لوفا و 1/5 g غربال ملکولی… 106
فهرست جداول | صفحه |
جدول 2‑1-مقایسه خواص آنزیم لیپاز و استراز[14]. 11
جدول 2‑2- مزایا و معایب روشهای تثبیت[38]. 36
جدول 2‑3 – نکات قابل ملاحظه در انتخاب نگاه دارنده[37]. 36
جدول 2‑4- خواص فیزیکی برخی از پایههای نگه دارنده استفاده شده جهت تثبیت سلول[39]. 39
جدول 2‑5- جدول 2‑6-کاربردهای صنعتی آنزیم لیپاز به تفکیک نوع صنعت[18]. 48
جدول 3‑1- مواد شیمیایی مورد استفاده در آزمایشها 63
/%d9%be%d8%a7%db%8c%d8%a7%d9%86-%d9%86%d8%a7%d9%85%d9%87-%d8%aa%d9%88%d9%84%db%8c%d8%af-%d8%a2%d9%86%d8%b2%db%8c%d9%85%db%8c-%d8%a7%d8%b3%d8%aa%d8%b1-1-%d8%a8%d9%88%d8%aa%db%8c%d9%84-%d8%a7%d9%88/
جدول 3‑2- مشخصات میکروارگانیسم.. 65
جدول 4‑1- مقایسه فعالیت بیوکاتالیست سلولی به فرم آزاد و تثبیت یافته. 88
جدول 4‑2- مقایسه ضریب تاثیر انتقال جرم در حضور حلال و عدم حضور حلال.. 92
فهرست علائم |
علائم لاتین
RWMT | سرعت واکنش در حضور محدودیتهای انتقال جرمی | |
RWOMT | سرعت واکنش در عدم حضور محدودیتهای انتقال جرمی | |
pH | اسیدیته | |
M | مولار | |
mol | مول | |
rpm | دور بر دقیقه | |
hr | ساعت | |
min | دقیقه | |
s | ثانیه | |
L | لیتر | |
mbar | میلی بار | |
cm | سانتی متر | |
mm | میلی متر | |
nm | نانومتر | |
A | آنگستروم | |
g | گرم | |
mg | میلی گرم | |
U | واحد فعالیت آنزیم | |
˚C | درجه سلسیوس |
علائم یونانی
µ | میکرو | |
ɳ | ضریب تاثیر انتقال جرم |
زیرنویسها
WMT | در حضور محدودیتهای انتقال جرمی | |
WOMT | در عدم حضور محدودیتهای انتقال جرمی |
علائم اختصاری
EC | Enzyme Commision | |
PVC | polyvinyl chloride | |
DNA | DeoxyriboNucleic Acid | |
Psi | Pounds per square inch | |
U | Unit | |
Ser | Serine | |
His | Histidine | |
Glu | Glutamic acid | |
Asp | Aspartic acid | |
CP | Cloud Point | |
PP | Pour Point | |
CFPP | Cold Filter Plugging point | |
LTFT | Low Temprature Flow Test | |
CN | Cetane Number | |
ASTM | American Society for Testing and Materials | |
EMC | Enzyme Modified Cheese | |
RWMT | Rate With Mass Transfear | |
RWOMT | Rate Without Mass Transfear | |
PSI | Positional Specifity Index | |
IUBMB | International Union of Biochemistry and Molecular Biology | |
GC/Mass | Gass Chromotography/Mass Spectroscopy | |
GC | Gass Chromotography | |
TLC | Thin Layer Chromotography | |
HPLC | High performance Liquid Chromotography | |
ImC | Immobilized Cell | |
FrC | Free Cell | |
FFA | Free Fatty Acid |
(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)
قطعات مخروطی در صنعت و بطور خاص در صنایع نظامی، دارای کاربرد گستردهای میباشند. یکی از رایجترین فرایندهای شکلدهی ورقهای فلزی، فرایند کشش عمیق است. شکلدهی قطعات مخروطی با این فرایند موضوع دشوار و پیچیدهای محسوب میگردد ]1و2[. شکل (1-1) شماتیک فرایند مذکور را برای شکلدهی یک قطعه مخروطی نشان میدهد. همانطور که در شکل نشان داده شده است، به دلیل تماس کم سطح ورق با سنبه در مراحل اولیه شکلدهی، تنشهای زیادی در ناحیه تماس با نوک سنبه، به ورق اعمال میشود که موجب پارگی آن میگردد. بعلاوه، از آنجا که بخش عمدهای از سطح ورق در ناحیه بین نوک سنبه و ورقگیر آزاد است، در صورت کشیده شدن ورق، در دیواره قطعه مخروطی چروک ایجاد میشود. شکل (1-2) چروکهای بوجودآمده در قطعه مخروطی و همچنین پارگی ایجاد
/54528-2-2/
شده در نوک قطعه را که با روش کشش عمیق سنتی توسط نگارنده کشیده شده است، نشان میدهد. از این رو، قطعات مخروطی در صنعت عموماً با کشش عمیق چند مرحلهای ]1[، اسپینینگ ]2[ یا با شکلدهی انفجاری ] 3و4 [ شکل داده میشوند. این روشها علیرغم دارا بودن مزیت امکان شکلدهی قطعات مخروطی، دارای محدودیتهایی نیز هستند. در کشش عمیق چند مرحلهای، به چندین مجموعه قالب نیاز است. بعلاوه، به ازای هر مجموعه قالب باید نوعا پرس و اپراتور تامین گردد. همچنین، با تغییر در شکل و اندازه قطعه باید قالب جدیدی طراحی و ساخته شود که این موضوع سبب افزایش قابل ملاحظه در قیمت محصول میگردد. از طرف دیگر، دستیابی به قطعه مخروطی با نوکتیز در این روش بسیار دشوار است]1[. در روش اسپینینگ برای تولید قطعه، نیاز به تامین دستگاه های خاص میباشد. دستگاهی که بتوان با آن قطعات پیچیده و دقیق را ایجاد کرد، باید خودکار باشد که در آن صورت دارای قیمت بالایی خواهد بود. بعلاوه، دستگاه اسپینینگ برای تولید قطعات خیلی کوچک یا بزرگ دارای محدودیت میباشد. در روش اسپینینگ برای اینکه ورق بر روی مندرل قرار گیرد نیاز به یک ابزار خاص میباشد. این ابزار دستیابی به نوکتیز را برای قطعه مخروطی با محدودیت مواجه میسازد]2[. روش شکلدهی انفجاری نیاز به تجهیزات خاصی دارد و بعلاوه، با توجه به حساسیت زیاد موضوع انفجار، این روش در موارد خاص کاربرد دارد و ایمنی در آن نقش مهمی را ایفا میکند. در این روش سرعت تولید قطعات پایین است و تنظیم پارامترها بسیار مهم میباشد ] 3و4 [.
(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)
کشف آلیاژهای حافظهدار دانست [3, 4]. آلیاژ حافظهدار اولین بار در سال 1932 توسط آرن اولاندر[10] کشف و با نام خاصیت شبه-لاستیک گزارش شد [5]، اما واژه حافظه شکل[11] برای اولین بار توسط ورنون[12] در سال 1941 برای ماده پلیمری وی، که کاربرد دندانپزشکی داشت، توصیف گردید [6]. با این وجود اهمیت این مواد تا سال 1962 که بوهلر و ونگ[13] [7, 8] خاصیت حافظهداری[14] نایتینول[15] را کشف کردند بر کسی آشکار نشد. از آن پس تقاضا برای استفاده از آلیاژهای حافظهدار در کاربردهای مهندسی، صنعتی و پزشکی روز به روز افزایش یافت. در ادامه به اختصار به معرفی این مواد پرداخته و برخی از کاربردهای آن ها معرفی میشوند.
آلیاژهای حافظهدار، آلیاژهای فلزی هستند که میتوانند طی یک فرایند به یادآوری[16] تغییرشکلهای اعمال شده، تا حدود 10 درصد، را بازیابی نمایند. این فرایند به یادآوری میتواند افزایش دما یا اعمال یک میدان مغناطیسی باشد. در کنار این ویژگی، ماهیت فلزی این مواد منجر به خواص ویژهای چون استحکام زیاد و سختی بالا بسیار میشود [3, 4]. در اینجا تنها آلیاژهای حافظهداری مورد مطالعه هستند که با افزایش دما شکل اولیه خود را باز مییابند.
به طور کلی آلیاژهای حافظهدار در محدوده دمایی معمول، دارای دو فاز با ساختار کریستالی و خواص متفاوت هستند. یکی از این فازها همان فاز مارتنزیت یا فاز دما پایین[17] است که در دمای پایین پایدار است و دیگری که در دمای بالا موجود است، فاز دما بالا[18] یا آستنیت[19] نام دارد. تغییر فاز بین آستنیت و مارتنزیت، که به استحاله مارتنزیتی[20] شهرت دارد، اولین بار توسط چانگ و رید[21] در
/%d9%85%d8%aa%d9%86-%da%a9%d8%a7%d9%85%d9%84-%d8%b1%d8%b3%d8%a7%d9%84%d9%87-%d8%af%da%a9%d8%aa%d8%b1%db%8c-%d9%85%da%a9%d8%a7%d9%86%db%8c%da%a9-%d8%b7%d8%b1%d8%a7%d8%ad%db%8c-%da%a9%d8%a7%d8%b1%d8%a8/
سال 1951 و در مطالعه آلیاژ Au-Cd مشاهده و گزارش شد [9]. این تغییر فاز بدون جابجایی انفرادی اتمها و تنها با جابجایی گروهی آنها، که منجر به برش در ماده میشود، اتفاق میافتد. فاز مارتنزیت خود میتواند به صورت ترکیبی از جهتگیریهای مختلف باشد. بر این اساس دو نوع مارتنزیت دوقلو و غیر دوقلو وجود دارد. مارتنزیت دوقلو ترکیبی از جهتگیریهای خود-تطبیق مارتنزیتی است حال آنکه مارتنزیت غیر دوقلو از تغییر جهت در فاز مارتنزیت بهدست آمدهاست بهگونهای که یک جهتگیری، جهتگیری غالب را تشکیل میدهد. شکل 1‑1 فازهای آستنیت، مارتنزیت دوقلو و غیر دوقلو را نشان میدهد.
[1] Shape memory alloys (SMA)
[2] Cellular material
[3] Porous materials
[4] Cellular lattice structures
[5] Ligament
Smart materials
Cold phase
Martensite
Adolf Martens
Arne Ölander
Shape memory
Vernon
Buehler and Wang
Shape memory effect
Nitinol
Memorization
Low temperature phase
[18] High temperature phase
[19] Austenite
[20] Martensite transformation
[21] Chang and Read
(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)
یکی از مهمترین عوامل توسعه هر منطقه در دسترس بودن منابع آب با کیفیت است. شناخت وضعیت آلودگی رودخانهها سبب گردیده است، برنامهریزیهای مدیریتی به منظور کنترل کیفیت آب رودخانهها در آینده از اهمیت بیشتری برخوردار گردد. پیشبینی کیفیت جریان رودخانهها در بازههای زمانی آینده، با وجود تاثیرپذیری از برخی عوامل طبیعی و غیر طبیعی، نقش مهمی در مدیریت کیفیت منابع آب ایفا می کند.
با پیشبینی نمودن کیفیت جریان رودخانهها علاوه بر مدیریت بهرهبرداری منابع آب به منظور تأمین نیاز، و اجازهی برداشتهای کشاورزی و صنعتی بیشتر در بازههای زمانی که رودخانه از آلودگی بیشتری برخوردار است میتوان با بهره گرفتن از مسیرهای انحرافی از ورود جریانهای با بار آلودگی بالا که تأثیر نامطلوبی بر کیفیت آب مخازن دارد جلوگیری به عمل آورد. همچنین به دلیل وجود نقص دادههای آماری در دادههای کمی و کیفی ایستگاههای هیدرومتری میتوان از نتایج مدل شبیهسازی پارامترهای کیفی به منظور صحت، کشف نواقص، اصلاح یا تکمیل دادهها استفاده نمود. مدلهای تجربی که بدون توجه به پارامترهای مورد استفاده، سعی در ایجاد رابطهای بین دادههای ورودی و خروجی دارند به مدلهای هوشمند مشهور هستند. در واقع منطق فازی، محاسبات عصبی و الگوریتمهای ژنتیک شالودههای علم محاسبات نرم را تشکیل میدهند. بر خلاف محاسبات سخت[1]، محاسبات نرم[2] با عدم قطعیت موجود در دنیای واقعی سازگار میباشد. میتوان اصول پایه در محاسبات نرم را در قالب یک جمله و به صورت زیر بیان نمود:
«بهره برداری از تلورانس نادرستی، عدم قطعیت و حقیقت جزئی در راستای رسیدن به یک راه حل انعطاف پذیر، محکم و کم هزینه»
در پیشبینی پارامترهای کیفی میتوان از تاخیرهای زمانی همان پارامتر، به دلیل فراوانی و دسترسی بیشتر نسبت به سایر پارامترها از جمله دبی، دما، رنگ و … به عنوان ورودیهای مدل استفاده کرد. در واقع یکی از روشهای پیشبینی فرایندهای طبیعی و غیر طبیعی از جمله آلودگی، استفاده از سریهای زمانی تاخیری همان پارامتر به عنوان پیشبینی کننده میباشد. 1- هدف اصلی در این تحقیق استفاده از مدلهای هوشمند شبکه عصبی و فازی-عصبی در تخمین شوری یک گام زمانی آینده با بررسی تاثیر سری های زمانی تاخیری ماهانه، در منطقه مورد مطالعه میباشد.
2- در ادامه مسئله شبیهسازی TDS با بهره گرفتن از غلظت یونهای مختلف موجود در آب، PH و دبی به عنوان ورودی مدلها مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. تغییرات TDS با دیگر پارامترهای کیفی در رودخانههای مختلف محاسبه شده که در بین این پارامترها مجموع آنیون و مجموع کاتیون به عنوان ورودیهای مدل شبیهسازی انتخاب شده است و نتایج مربوط به هر کدام از مدلها مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.
پیشبینی در هیدرولوژی به معنی تخمین شرایط هیدرولوژیکی و هواشناسی در یک بازه زمانی خاص میباشد. پیشبینیهای
/%d9%be%d8%a7%db%8c%d8%a7%d9%86-%d9%86%d8%a7%d9%85%d9%87-%da%a9%d8%a7%d8%b1%d8%b4%d9%86%d8%a7%d8%b3%db%8c-%d8%a7%d8%b1%d8%b4%d8%af-%d8%b1%d8%b4%d8%aa%d9%87-%d9%85%d9%87%d9%86%d8%af%d8%b3%db%8c-19/
هیدرولوژیکی را میتوان به دو دسته کوتاه مدت و بلند مدت تقسیم نمود. پیشبینیهای کوتاه مدت اغلب دارای افق زمانی در حد چند روز میباشند و به منظور هشدار و بهرهبرداری زمان واقعی سیستمهای منابع آب به کار میروند. در مقابل پیشبینیهای بلند مدت، دارای افق زمانی بیش از یک هفته تا یک سال میباشند و برای مدیریت منابع آب مانند تخصیص آب برای آبیاری و کاهش اثرات خشکسالی از طریق مدیریت منابع آب به کار میروند.
پیشبینی کوتاه مدت معمولاً از دقت بیشتری برخوردار بوده و آسانتر به دست میآید. روابط ریاضی و فیزیکی برای این پیشبینیها بیشتر مورد توجه قرار گرفته و قابلیت شبیهسازی بهتری دارند. در مقابل پیشبینیهای بلند مدت به علل مختلف دارای خطای بیشتری بوده و از پیچیدگیهای بیشتری در مدلسازی و شبیهسازی برخوردارند. به همین اندازه اهمیت آن ها برای یک سیستم مدیریت منابع آب بسیار زیاد میباشد به طوری که افزایش میزان اندکی از دقت در این پیشبینیها فواید زیادی را عاید سیستم بهره برداری خواهد نمود. نخستین و بدیهیترین فایده حاصل از پیشبینیها با افقهای زمانی بلند مدت، پویاتر شدن تصمیم گیریهای مبتنی بر ذخیره و آزاد سازی آب میباشد [14].
از این رو پیشبینیهای ماهانه و فصلی مربوط به پارامترهای کیفی رودخانهها و تغییرات شوری جزء پیشبینیهای بلند مدت محسوب میشود و نتایج حاصل از این پیشبینیها در مدیریت کیفیت منابع آب اهمیت بسزایی دارد.
فرایند مدلسازی برای پیش بینی شامل مراحل زیر است:
اولین گام در مدلسازی برای پیشبینی، استفاده از پیشبینی کننده مناسب میباشد. استفاده از پیشبینی کنندههای مناسب بستگی به شرایط فیزیکی حاکم بر منطقه و حوزۀ مورد مطالعه دارد.
متغیرهای شاخصی که برای پیشبینی کیفیت جریان به کار میروند شامل:
دبی جریان در بازههای زمانی گذشته، هدایت الکتریکی EC و کل جامدات محلول TDS میباشد و همچنین بقیه پارامترهای کیفی اندازهگیری شده جریان را در برمیگیرد.
شکل کلی معادلاتی که بر اساس این متغیرها به دست میآیند به صورت زیر است:
که در آن Xi، iامین متغیر شاخص از بین n متغیر است و Q نیز کیفیت جریان یا پارامتر شوری جریان در دوره زمانی دلخواه پیشبینی است.
مدلهای مختلف آماری و مفهومی برای پیشبینی و مدلسازی متغیرهای هیدرولوژیکی مورد استفاده قرار میگیرند
[1] Hard Computing
[2] Soft Computing
[3] Partial Truth
[4] Forecasting
(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)