عنوان پایان‌نامه
استفاده از نانو بیو سورفکتانت جهت کاهش ویسکوزیته لجن نفتی
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی- بیوتکنولوژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1178.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 54472
- تاریخ دفاع
- ۱۷ مرداد ۱۳۹۱
- دانشجو
- فاطمه ابراهیمی
- استاد راهنما
- قاسم عموعابدینی
- چکیده
- یکی از روش‌های پاکسازی لجن¬ها و رسوبات ته¬نشین شده مخزن¬های ذخیره نفت، تولید امولسیون پایدار نفت/آب با کمک بیوسورفکتانت¬ها می¬باشد. بیشترین بیوسورفکتانت¬هایی که مورد مطالعه قرار گرفته¬اند رامنولیپیدهای بدست آمده از سودوموناس آئروجینوزا می¬باشد که به صورت تجاری در دسترس است. مشکل کاربرد بیوسورفکتانت برای پاکسازی مخازن نفت این است که جداسازی بیوسورفکتانت¬های تولید شده گاهی مشکل و هزینه¬بر است. یکی از روش¬های بازیافت و جداسازی محصولات زیستی از جمله بیوسورفکتانت¬ها استفاده از نانوذرات مغناطیسی آهن است. در این تحقیق تأثیر دو متغیر مدت زمان تماس نانوذرات با بیوسورفکتانت و مقدار نانوذرات ترکیب شده با بیوسورفکتانت بر میزان خالص‌سازی بیوسورفکتانت تولیدی با استفاده از نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن ساخته شده به دو روش متفاوت تعیین شده است. همچنین بهینه¬سازی تولید امولسیون در محیط مدل نرمال دکان و لجن نفتی، در آب توسط بیوسورفکتانت خالص شده مورد مطالعه قرار گرفته است. با توجه به نتایج به‌دست آمده مشاهده گردید که کارآیی نانوذرات تولید شده به روش رسوبی-کاهشی بیشتر از روش همرسوبی بود. هم¬چنین مطابق نتایج بهینه‌سازی فرآیند خالص‌سازی بیوسورفکتانت به روش پاسخ‌سطح (RSM)، سطوح بهینه برای مدت زمان تماس نانوذرات و محلول بیوسورفکتانت و همچنین جرم نانوذرات ترکیبی با بیوسورفکتانت جهت خالص‌سازی 25 میلی‌لیتر بیوسورفکتانت، به ترتیب برابر min 80/25 و g 07/0 بوده و مقدار غلظت بحرانی مایسل در این شرایط برابر mg/l 86/22 به‌دست آمد. آزمایش‌ها نشان داد که با افزودن محلول بیوسورفکتانت خالص نشده به نرمال دکان، کشش بین سطحی از مقدار mN/m 27 کاهش یافته و به نقطه CMC آن یعنی mN/m 7 رسید. درحالیکه برای محلول بیوسورفکتانت خالص شده با نانوذرات، کشش بین سطحی تا مقدار mN/m 1 کاهش یافت. شرایط بهینه برای تولید امولسیون نرمال دکان در آب، سرعت میانی rpm 1000 و نسبت حجمی یک به یک بدست آمد. استفاده از بیوسورفکتانت خالص باعث کاهش زمان روانسازی لجن نفتی تا کمتر از 5 ثانیه می‌شود. همچنین در شرایط بهینه، با استفاده از محلول بیوسورفکتانت خالص شده، می‌توان گرانروی لجن نفتی را بیش از 76% کاهش داد که نشان دهنده کارآیی مناسب روش فوق برای روانسازی لجن نفتی می‌باشد.
- Abstract
- Using bio-surfactant result in cleaning the sludge deposit of an oil storage tank. One of bio-surfactants is rhamnolipids from Pseudomonas aeruginosa.The purification of bio-surfactant is difficult and costly. Using magnetic iron nanoparticles is one of methods to purify bio-surfactant. In this study, the effect of two variables, contact time and amount of magnetic iron oxide nano-particles synthesized by two different on purification of bio-surfactant have been considered. Moreover, at optimized conditions, the effect of purified bio-surfactant on n-decane and oil sludge has been studied. The results showed that the efficiency of nano-particles synthesized by precipitation- reduction method was more than co-precipitation method, as well. Also, the optimized results by Response Surface Methodology (RSM) showed the optimal levels for contact time of nano-particles and bio-surfactant and amount of nano-particles that used for purification was 25.8 min and 0.07 g, respectively. The response variable is Critical micelle concentration. Results indicated while the impure bio-surfactant solution is added to n-decane, the interfacial tension decreased from about 27mN/m, reaching a minimum value at the CMC (7 mN/m). However, for purified bio-surfactant solution with nano-particle, the interfacial tension decrease to 1 mN/m. The high capability of emulsification observed at stirring speed 1000 rpm and volume ratio of 1/1. The use of purified biosurfactant reduced the oil sludge lubricating time to 5 seconds. At optimum conditions, the viscosity of oil sludge can be reduced by more than 76%, using purified bio-surfactant solution.
