دانلود مقاله روشهای تصفیه هوای آلوده

اختصاصی از اس فایل دانلود مقاله روشهای تصفیه هوای آلوده دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

 فصل اول – روشهای تصفیه هوای آلوده
1-1-مقدمه
در سالهای اخیر با مشخص شدن اثرات زیانبار ترکیبات مختلف موجود در هوا تلاشهای زیادی برای یافتن روشهای ارزان و مؤثر حذف مواد آلاینده از هوا شروع شده است. بیوفیلتراسیون به عنوان روشی که می تواند بدون نیاز به مصرف انرژی زیاد و در شرایط دما و فشار محیط، مادة آلاینده را به ترکیبات بی خطر تبدیل کند، بسیار مورد توجه قرار گرفته اند.
هوای آلوده پدیده ای است که از ترکیب یا اختلاط هوا و مواد یا ذرات خاصی، در مدت زمان معینی تولید می شود و در صورت تداوم، بیماری ها یا اختلالاتی برای انسان، حیوانات و گیاهان ایجاد می کند و به میزان قابل ملاحظه ای، زندگی بشر را به مخاطره می اندازد.
آلاینده های موجود در هوا دو نوعند: اولیه (Primary) و ثانویه (Secondary). آلاینده های اولیه موادی هستند که در اثر منابع آلوده کننده به هوای محیط وارد می گردند مانند: اکسیدهای سولفور، اکسیدهای نیتروژن. سولفور هیدروژن، مونوکسید کربن، دی اکسید کربن، سرب، ذرات آلوده یا مواد معلق. هیدروکربورها، ترکیبات آلی فرار (VOC3).
آلاینده های ثانویه به مواد آلوده یا اطلاق می شود که در اثر فعل و انفعالات موجود در هوای اطراف زمین تشکیل می گردند.
در این پروژه چون به مدل سازی بیوفیلتر مورد استفاده جهت حذف ترکیبات آلی فرار (VOC3) پرداخته شده لذا به شرح مختصری در باره این گروه از آلاینده ها می پردازیم.
1-2-ترکیبات آلی فرار (VOC3)
ترکیبات آلی مایعات یا جامداتی شامل کربن آلی (کربن متنصل به کربن، هیدروژن، نیتروژن یا سولفور و غیر از کربن موجود در کربنات (CaCO3) یا کربید (CO2C) یا CO یا CO2) هستند که شدت های تبخیر بالایی دارند.
به علت فراریت بالا، به میزان زیاد در محیط پخش می شوند و علاوه به تولید بو، خطراتی برای اکوسیستم و سلامتی انسان دارند. این ترکیبات در ساختمان خود کمتر از 12 اتم کربن دارند و فشار بخار آنها در دمای اتاق بیشتر از Psia01/0 (atm0007/0) و نقطه ئجوش اتمسفریک آنها حدود F 500 (C 260) است.
مواد دارای نقطة جوش بالاتر از این مقدار خیلی آرام در اتمسفرل تبخیر می شونژد مگر آنکه به آنها حرارات داده شود. البته اگر هم تبخیر شدند در اتمسفر کندانس شده و قسمتی از مسئله ذرات ریز را تشکیل می دهند.
احتمالاً VOC ها به لحاظ گستردگی و تنوع (از نظر انتشار) بعد از ذرات ریز (مواد معلق) قرار می گیرند.
VOCها گروه بزرگی از ترکیبات هستند. بعضی از آنها نظیر بنزن سمی و سرطانزا می باشند.و بنابراین به عنوان آلاینده های خطرناک با ویژگیهاغی خود طبقه بندی می شوند.
VOCها به دلیل شرکت در واکنش مه دود فتوشیمیایی است که تشکیل آلایندئه های ثانویه ای می دهند.
به عبارتی VOCها در مقابل نور خورشید با اکسید ازت ترکیب شده و تولید ازن یا اکسیدهای قوی دیگری را می کنند و این آلودگی های فتواکسیدان (که باعث ایجاد مه های خرمایی رنگ معروف کالیفرنیا مشهور به Smog است) سه اثر مخرب دارد: برای سلامتی انسان (اختلالات تنفسی، سردرد، تحریک چشمها)، بروی گیاهان (به ویژه جنگل ها) و برروی مواد.
بعضی از VOCها جاذب های قوی اشعه مادون قرمز (IR) هستند و مانند CO2 اثر گلخانه ای دارند، لذا در مسئله هشدار جهانی نقش دارند.
بیش از %80 انتشار VOCها ناشی از مصرف حلال ها (نظیر تینر رنگ و دیگر حلال‌های مشابه)، حمل و نقل، ذخیره سازی) VOCها، و وسایل نقلیه موتوری (شامل اتومبیل ها، هواپیماها، قایق ها و موتورهای راه آهن) می باشد.
نتیجه آنکه مصرف اصلی VOC در سوختهای موتوری و حلال هاست منابع دثگری که VOCها را انتشار می دهند گاهی خیلی بزرگند مانند احتراق ناقص در شومینه ها و آتش سوزی جنگل ها. و گاهی خیلی کوچکند مانند پاک کننده لاک ناخن و قوطی های اسپری رنگ.
علاوه بر این بسیاری از VOCخا نقش ماده واسطه را در تولید پلاستیک و دیگر مواد شیمیایی نظیر کلرید وینیل (ماده اولة اصلی برای پلاستیک های PVC) که به عنوان یک آلاینده خطرناک هوا طبقه بندی می شوند دارند. حلال ها و سوختهای موتوری عمدتاً از نفت به دست می آیند. بنابراین بیشتر انتشارات بر اساس نفت قرار دارند. مقدار کمی بر اساس چوب (نظیر ترپنتین و دود چوب) و زغال سنگ (مقدار کمتری از احتراق زغال سنگ ناشی می شود) قرار دارند. اما بیشتر انتشار VOCها ناشی از محصولات نفتی پالایش شده می باشد که به عنوان سوخت ها و حلال ها به کار می روند [22,17,16,13]
1-3-روشهای فیزیکی تصفیه هوای آلوده
در این روش مواد آلاینده موجود در هوا بدون تغییر در ساختار مولکولی به فاز دیگر منتقل می شوند. چگالش، جذب سطحی، جذب و جداسازی توسط غشاء از جمله روشهای فیزیکی حذف مواد آلاینده هوا هستند [16,10,7]
1-3-1-چگالش
این روش برای جریانهایی استفاده می شود که غلظت آلاینده در آنها بالا بوده و ماده آلاینده ارزش بازیابی داشته باشد.
در این روش هوای آلوده به طور همزمان سرد و فشرده می شود. بنابراین بخش عمده ای از آلاینده موجود در هوا به صورت مایع جدا می شود. معمولاً هوای خروجی از این سیستم کاملاً عاری از مواد آلاینده نیست و نیاز به روشهای دیگری برای کاهش غلظت آلاینده به سطح قابل قبول است.
1-3-2-جذب سطحی
دئر روش جذب سطحی از مواد جاذبی نظیر کربن فعال و زئولیت برای جداسازی مواد آلاینده از هوا استفاده می شود. این روش برای تصفیه هوا با غلظت های پایین مواد آلاینده مؤثر است اغلب برای جذب مواد آلی فرار استفاده می شود. مؤثر بودن این روش وابسته به عواملی نظیر شدن ورود هوای آلوده به برج جذب غلظت آلاینده در هوات و مشخصه های مولکولی ماده آلاینده است. وقتی ماده جاذب از آلاینده اشباع گردید ماده جاذب باید بازیابی شده یا به عنوان یک ماده آلاینده با نحو مناسبی دفع گردد. استفاده از جاذب تازه و یا بازیابی ربه هنگام اشباع ، روش جذب سطحی را به روشی نسبتاً پرهزینه تبدیل می کند.
در روش جذب از یک مایع برای جذب ماده آلاینده موجود در هوا استافده می شود. برای تماس مؤثر گاز و مایع از ستونهای پر شده یا حبابدار استفاده یم شود. موفقیت این روش بستگی به حلالیت مادة آلاینده در فاز مایع دارد. برای جذب مواد آلاینده آب درست معمولاً از آب استفاده می شود.
با تغییر PH آب می توان حلالیت ترکیبات اسیدی یا بازی را افزایش داد. برای ترکیبات آب گریز حلالهای آلی مانند روغن سلیکون استفاده می شود پس از انتقال مادة آلاینده به فاز مایع، اگر فاز مایع آب باشد معمولاً به یک سیستم تصفیه فاضلاب منتقل می شود. دفع مادة آلاینده از جاذب و سوزاندن جریان هوای حاصل نیز برای بازیابی جاذب امکان پذیر است.
1-3-4-جداسازی توسط غشاء
از سیستمهای غشایی نیز برای جداسازی مواد آلاینده از هوا استفاده می شود. در این روش هوای آلوده تحت فشار و به طور مماسی از سطح یک غشاء عبور می کند. مواد آلاینده از غضاء عبور کرده و جذب محلول در پشت غشاء می شوند.
همانطور که ملاحظه می شود در روشهای فیزیکی ماده آلاینده بدون تغییر از هوا به یک فاز دیگر منتقل می شود و تخریب نهایی ماده الاینده نیازمند روشهای دیگر است. این یکی از معایب مهم روشهای فیزیکی است.
1-4-روشهای شیمیایی تصفیه هوای آلوده
سوزاندن حرارتی و یا کاتالیستی به طور گسترده ای برای حذف مواد آلاینده آلی از هوا استفاده می شود. در روش سوزاندن حرارتی، مواد آلاینده در دمای بین 700 تا 1400 درجه سانتیگراد سوزانده می شود. در روش سوزاندن کاتالیستی، مواد آلاینده در دمای بین 300 تا 700 درجه سانتیگراد سوزانده می شود. اگر غلظت آلاینده در هوا پایین باشد افزودن سوخت کمی به سیستم ضروری است. بنابراین روش سوزاندن برای جریانهای با غلظت پایین ماده آلاینده پرهزینه است. روش سوزاندن به طور ویژه برای جریان هوای نسبتاً غلیظ از ماده آلاینده مناسب است. یکی از عیبهای مهم این روش امکان تولید ترکسیبات NOX . بعضی از دیوکسین ها در ضمن فرایند سوختن است. [5]
1-5-روشهای بیولوژیکی تصفیه هوای آلوده
در روشهای بیولوژیکی تصفیه هوا از واکنشهای میکروبی برای حذف ماده آلاینده استفاده می شود. در این روشها ماده آلاینده جذب فاز مایعی می شود که حاوی میکروارگانیسم های فعال است. میکروارگانیسمها ماده آلاینده را مصرف کرده و آن را اکسید و یا در مواد خاصی احیا نموده و از انرژی حاصل برای فعالیتهای حیاتی استفاده می کند. محصول واکنش میکروبی عمدتاً دی اکسید کربن و آب و بیومتیل است. ماده آلاینده می تواند آلی یا غیرآلی باشد.
میکروارگانیسمهای مورد استفاده برای تصفیه هوا معمولاً از میکروارگانیسم هایی هستند که به طور طبیعی در محیط وجود دارند. در یک سیستم بیولوژیکی تصفیه هوا معمولاً یک جمعیت مخلوط میکروبی – که یک یا چند گونه در آن غایب هستند – وجود دارد. برای اینکه یک ماده آلاینده با روشهای میکروبی قابل حذف باشد باید قابل تجزیه بیولوژیکی بوده و برای میکروارگانیسم غیرسمی باشد. معمولاً مولوکولهای سبک با پیوندهای ساده به راحتی توسط میکروبها مصرف می شوند. ترکیباتی نظیر الکل ها، آلدئیدها و ترکیبات آروماتیک ساده قابلیت تجزیه بیولوژیکی خوبی دارند.
ترکیباتی نظیر فنل ها، ترکیبات آروماتیک چند حلقه ای و مولکولهای آلی با تعداد اتمهای هالوژن بالا به کندی توسط میکروبها تخریب شده و یا دست نخورده باقی می مانند.
روشهای بیولوژیکی تصفیه هوای آلوده را معمولاً به روشهای بیواسکرابینگ، بیوتریکینگ فیلتراسیون، بیوفیلتراسیون دسته بندی می کنند. (شکل 1-1)
روش بیوفیلتراسیون در فصل جداگانه ای مورد بررسی قرار می گیرد.
1-5-1-روش بیواسکرابینگ
در این روش ماده آلاینده موجود در هوای ورودی به سیستم، در یک برج، جذب محلول می شود.
محلول خروجی از برج جذب، به یک بیوراکتور وارد می شود. ماده آلاینده در بیوراکتور که دارای شرایط بهینه رشد میکروارگانیسم هاست به مصرف می رسد. به این ترتیب در روش بیواسکرابینگ بر خلاف بیوفیلتراسیون، از میکروارگانیسم های غوطه ور در مایع برای جذب ماده آلاینده استفاده می شود.
برای فعال نگه داشتن میکروبها افزودن محیط کشت تازه به بیوراکتور ضروری است محلول خروجی از بیوراکتور مجدداً به برج جذب منتقل می شود. فرایند جذب ماده آلاینده ممکن است در برجهای پر شده، برجهای پاششی و یا ستونهای حباب دار انجام شود.
1-5-2-روش بیوتریکلینگ فیلتراسیون
این سیستمها عمدتاً شامل یک برج پر شده هستند که برروی سطح ذرات بستر، میکروارگانیسم ها تثبیت شده اند. محلولی از محیط کشت به طور مداوم از میان ذرات بستر عبور می کند. با عبور هوای آلوده از میان بستر، مواد آلاینده جذب محلول شده. بخشی از آن توسط میکروارگانیسم های غوطه ور در محلول مصرف شده و بخشی دیگر به سمت بیوفیلتراسیون موجود برروی سطح ذرات نفوذ کرده و توسط میکروارگانیسم های موجود در آن مصرف می شود. تنها تفاوت بیوتریکلیگ فیلتراسیون با بیوفیلتراسیون عدم وجود جریان مایع آزاد در بیوفیلتراسیون است.
وجود مایع آزاد در سیستمهای بیواسکرانینگ و بیوتریکلینگ امکان کنترل عوامل مختلف نظیر PH و غلظت مواد مغذلی مورد نیاز میکروارگانیسمها را در مقایسه با روشس بیوفیلتراسیون راحت تر می سازد.
اما در هر صورت نیاز به تخلیه محلول و اضافه کردن محلول تازه به این سیستمها باعث به وجود آمدن جریانی از فاضلاب می شود که خود نیاز به تصفیه شدن دارد.
عیب اصلی بیوفیلتراسیون در مقایسه با دو سیستم دیگر نیاز به حجم زیاد بستر است در سیستمهای بیواسکرابینگ و بیوتریلینگ به دلیل دانسیته بالا میکروبی، شدت واکنش میکروبی به ازای واحد حجم در مقایسه با سیستمهای بیوفیلتراسیون بیشتر و در نتیجه به حجم کمتری نیاز است. [3]

فصل دوم – تثبیت سلولی
2-1-میکروبیولوژی فیلتر
ارگانیسم های مسئول اکسیداسیون و تجزیه ترکیبات آلی فرار به دی اکسید کربن و سایر ترکیبات همان باکتری های هتروتروفیک و قارچ هایی هستند که زباله های آلی را در طبیعت، در اماکن دفن یا در تصفیه خانه های فاضلابل تجزیه می کنند، باکتری سودو مناس و قارچ NOCARDI گونه های فعال در چنین شکستها و تجزیه مواد آلی هستند. گونه هایی همانند FLAVOBACTERIA میتوانند جهت اکسیده کردن ترکیباتی همانند پنتاکلرو فنل، به کار روند.
در یک بستر خاک یا کمپوست حدود یک بیلیون باکتری در هر گرم وجود دارد و جمعیت قارچی نیز 10000 در هر گرم خاک یا کمپوست میباشد. قارچ ها به تجزیه مولکول های پیچیده تر تمایل دارند و آنزیم های برون سلولی که پلیمرها را میشکنند، از خود دفاع میکنند. پراکنش گونه ها با نوع سوبسترای مصرفی نوسان دارد. تحقیقات صورت گرفته برروی میکروبیلوژی بیوفیلتر بیشتر بر شناسایی رده های ویژه منحصر به فرد میکروارگانیسم ها در زمان خاص متمرکز شده است. بطور مثال، شمارش کل ارگانیسم هایی که قادر به متابولیزه کردن اسیدهای آلی فرار باشند و ...
آزمایشات نشان داده اند که در حذف ترکیباتی چون دی متیل سولفید، دی متیل دی سولفید و اسدیهای چرب فرار اکتونومیست ها بسیار موثر میباشند. اکتونومیست ها در دسته باکتری های هتروتروفیک هستند و میتوانند تنوعی از سوبستراهای آلی را مورد استفاده قرار دهند و حتی قادر به تجزیه ترکیباتی پایدار همانند فنل ها و پلیمرهایی با زنجیره بلند نیز میباشند.
گونه میکروکوکوس در حذف غلظت بالای مواد گوناگونی همانند سولفید هیدروژن بسیار موثر است.
2-2-تلقیح میکروارگانیسم ها به داخل بستر:
روش های تلقیح در چند آزمایشگاه در مقیاس پایلوت به کار گرفته شده اند میکروارگانیسم های درون بستر بیوفیلتر از طریق تغذیه و وارد کردن باکتریهایی همانند NITRIFIERS و باکتریهای سولفاته فعال شوند. cho و همکارانش در 1991 متوجه شدند که بسترهای متشکل از مواد گیاهی پیت به تنهایی قادر به حذف دی متیل سولفید نیستند اما پس از افزودن لجن هضم شده فضولات انسانی که منبع غنی از میکروارانیسم ها میباشند، درصد زیادتری از این ترکیب آلاینده حذف خواهد شد. در واقع برخی از میکروارگانیسم های شیمولیتروتروفیک و باکتریهای غیر اسید و اکسیدکننده گوگرد موجود در لجن فضولات انسانی عمل تجزیه ترکیبات آلی گوگردی را در درون پیت انجام میدهند. به منظور دستیابی به یک حد ثابتی از حذف آمونیاک در داخل بسترهای نوع پیت القیح باکتریهای موثر در عمل نیتریفیکاسیون میتواند موثر شود.
امروزه باکتریهای زیادی به منظور حذف ترکیبات آلاینده پرورش یافته اند. باکتری اتوتروف THIOBACILUS THIOPARUS نمونه ای از این باکتریهاست که جهت تصفیه گازهای زائد خروجی از قبیل سولفید هیدروژن، متان اتیول، دیمتیل سولفید به درون یک بیوفیلتر نوع پیت در مقیاس پایلوت تزریق و تلقیح شد و نهایتاً نتیجه خوبی بدست آمد. و در این آزمایش پس از تلقیح باکتری، میانگین بازده حذف، 99.8 درصد برای سولفید هیدرژن، 99 درصد برای متان اتیول، 89.5 درصد برای دیمتیل سولفید بود.
باکتری HYPHOMICROBIUM مثال دیگری از باکتریهای تلقیحی و از دسته باکتریهای METHYLOTROPHIC میباشد که قادر به حذف ترکیباتی همانند دی متیل سولفید، دی متیل دی سولفید، دی متیل سولفاکسید و سولفید هیدروژن است. بذرافشان بیوفیلترها با جمعیت های میکروبی ویژه مزاییا زیادی دارد و مانیتورینگ چنین جمعیت های معرفی شده ای، میتواند یک ابزار مدیریتی باارزش تلقی شود.
عده ای از محققین استفاده از لجن فعال حاصل از واحدهای تصفیه ثانویه فاضلاب را به عنوان بذر تلقیحی برای بهبود بخشیدن به سرعت حذف آلاینده های گازی در بیوفیلترها پیشنهاد میکنند. البته هنوز امکان کشت بسیاری از میکروارگانیسم های داخل اکوسیستم های طبیعی در درون بسترها و محیط کشت های مصنوعی وجود ندارد. از این رو رشدهای تلقیح میکروبی ممکن است به عنوان یک ضرورت که اهمیت خود را در سالهای آینده مییابد، باقی بماند. مطابق نظر WILLIAMS و MILLER (1992) تلقیح میکروبی سبب افزایش سرعت تجزیه بیولوژیکی و کوتاه نمودن دوره سازش میکروبی در مرحله شروع فرآیند تصفیه میگردد.
2-3- تثبیت سلولی
هرگاه مجموعه میکروبی به شکل سلولهای منفرد در محیط کشت مایع ظاهر میشود، رفتار فیزیکیشان تحت تأثیر خصوصیات حجم مایع قرار میگیرد. به عبارت دیگر سلولهای منفرد به صورت یکی از ذرات سیال ظاهر میشوند که در داخل آن معلق هستند. در طی مرحله واکنش، قسمتی از اجتماعات سلولی خارج میگردند. بمابراین در هنگام استفاده از آنها تعدادشان کاهش مییابد. این مسئله محدودیت زیادی برای عملیات چنین سیستمهایی ایجاد مینماید چرا که بهتر است تا سلولها برای استفاده بهتر محفوظ نگهداشته شوند. جهت حفظ سلولهای منفرد باید آنها را از مایعات جدا کرد. اگر سلولها بتوانند طوری منظم شوند که خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خود را که با خصوصیات مایعات متفاوت است نشان دهند به راحتی از محیط مایع جدا میشوند.
تثبیت سلولی عملی است که بوسیله آن سلولها در یک ناحیه معین از فضا محدود میشوند به طوری که خصوصیات هیدرودینامیکی خود را که با محیط پیرامونش متفاوت است، بروز میدهند.
این کار بدین صورت انجام میشود که اندازه موثر و یا دانسیته آنها به وسیله به هم پیوستن و یا اتصال به یک سطح مستحکم بیشتر میشود. بنابراین سلولهای متراکم شده به صورت توده عظیمی که سلولها در ان به یکدیگر متصل شده اند، ثابت میشود به طوری که توده بیولوژیکی به راحتی از مایع توسط الک درشت یا ته نشینی سریع قابل جداشدن میباشد. نمونه دیگری از تثبیت سلولی به این صورت است که سلولها به ذرات جامد متصل گردیده اند و میتوانند خود را به راحتی از محیط مایع جدا سازند.
تولید سلولهای ثابت میتواند یک فرایند طبیعی باشد و یا ممکن است به وسیله عوامل شیمیایی و فیزیکی انجام گیرد که استفاده از موارد فوق دارای مشکلاتی است.
کارایی خوب ابزارهای مصنوعی که جهت تشکیل اجتماعات سلولی تثبیت شده بدست می آید، باعث بهره برداری گسترده از آنها میگردد و برای تشکیل این اجتماعات از راکتورهای بیولوژیکی استفاده میشود. در حال حاضر امکاناتی وجود دارد که هر یک از انواع میکروارگانیسمها و یا دئر حقیقت هر بافت سلولی را تثبیت نمائیم. با توجه به اشکال گوناگون سلولهای ثابت، راکتروهای متعددی با سیستمهای مختلف مورد استفاده قرار میگیرد که البته دارای خصوصیات کلی و مشابهی هستند.
1-3-1-ویژگی سلولهای تثبیت شده
به طور کلی ثبات اجتماعی به ذرات بیولوژیکی تشکیل دهنده اجازه میدهد که به هر اندازه، شکل و دانسیته که باشند به صورت پروکاریوت و یوکاریوت عمل نمایند. یکی از خصوصیات فرایند تثبیت این است که سلولها به شکل متراکم و غلیظ درآیند، درنتیجه این نوع اجتماعات سلولی به خوبی از شکل سیال آن متمایز شده و به آنها این امکان را میدهد تا اصلاحات ساختار هندسی که عمدتاً به شرح زیرل است، صورت گیرد:
الف) در عملیات مداوم راکتور که همواره مقداری از مایعات شسته و از راکتور خارج میشسوند، سلولهای ثابت میتوانند در راکتور باقی بماند، درحالیکه سلولهای متحرک به طور مداوم از بین میروند. بنابراین عملی تر این است که سلولهای ثابت به طور مداوم در واکنش شرکت داشته باشند، درحالی که با سلولهای پراکنده متحرک و در حال رشد نمیتواند چنین کاری انجام پذیرد.
ب)باروری رو به افزایش و همه جانبه که نتیجه مستقیم باقی ماندن غلظت بالایی از سلولها در راکتور است.
ج)جدایی ساده از مایع. این عمل با عبور از الک درشت یا ته نشینی با سرعت زیاد انجام میشود که باعث خروج مایع از درون راکتور شده بدون اینکه منجر به خارج شدن سلولها گردد.
د) کاربرد سلولهای مشابه در عملیات غیرپیوسته. بدین صورت که محلولها در خاتمه عملیات از راکتور خارج شده و مواد تازه مجدداً به محیط وارد میشود.
ه) افزایش انتقال جرم گاز – مایع. مشکل گرانروی که اغلب از غلظت زیاد سلولهای پراکنده حاصل میشود به وسیله تثبیت سلولها از بین میرود و منجر به انتقال در جهت گاز مایع میگردد و به همین ترتیب میتوذان انتقال حرارت از محلول را بهبود بخشید.
و) عمل نهرگونه. این امر از طریق ثبات سلو.لها مثلاً در یک محیط بسته و عبور آنها از میان راکتورها به روش نهرگونه امکانم پذیر است.
علاوه بر روش های فوق، گونه های دیگر از فعالیت های سلولی وجود دارد که منجر به راههای دیگری میگردد. به عنوان مثال تغییرات که درون مایعات صورت میگیرد بدون اینکه تغییرات قابل ملاحظه ای در غلظت سلول بوجود آید. این وضعیت امکان آلودگی را از طریق شستشو با روشهای متفاوت امکان پذیر میسازد. همچنین ممکن است در چنین وضعی بیش از یک نوع سلول را ثابت نمود و آنها را در همان راکتور نگهداری کرد. از آنجا که سلولهای تثبیت شده میتوانند به سادگی از سیالات جدا گردند، پس امکان ذخیره و جمع آوری تعداد بیشتری از سلولها وجود دارد، سلولهایی که به محض نیاز میتوانند به کار گرفته شوند.
از محدودیتهای موجود در تثبیت سلولی این است که به لحاظ وجود تراکم سلولی، این سیستم قابلیت انتشار کمتری دارد و همین موضوع ممکن است در متابولیسم و فیزیولوژی سلولی تغییراتی را ایجاد نماید.
2-3-2-روش های تثبیت سلولی
برای تثبیت سلولی، روش های فراوانی ایجاد شده است. بسیاری ناز آنها مستقیماً از تکنولوژی آنزیم های بی حرکت استفاده میکنند. انتخاب روش مناسب بستگی به وضعیت فیزیولوژیکی سلول و اهدافی دارد که برای آن به کار برده میشود. شکل (2-1) دامنه وضعیت فیزیولوژیکی تثبیت سلولی را در این خصوص نشان میدهد.
بدیهی است که برخی از روش ها برای تمامی وضعیت ها مناسب نمی باشد، درحالی که تکنیک هایی مشاهده می شود که بطور یکسان در هر موقعیتی مورد استفاده قرار میگیرد. روش های مختلفی برای ایجاد ثبات سلولی بر اساس موقعیت فیزیولوژیکی سلول مورد استفاده قرار میگیرد. تکنیک های فعال عموماً پذیرفته اند و میتوانند در هر موقعیت فیزیولوژیکی مورد استفاده قرار گیرند.
2-3-2-1-روش چسباندن
تماذمی روش های تثبیت که باعث اتصال سلول ها به سطوح جامدات میشوند در این زمره به شمار میروند. این روش ممکن است به نیروهای چسبندگی طبیعی متکی باشد و یا توسط مواد شیمیایی القا شود. چسبندگی طبیعی سلول به سطوح، پدیده ای گسترده است و تا به امروز موضوع بسیاری از مطالعات نیز بوده است اگرچه ساختار پیچیده ای دارد. این روش یکی از آسان ترین تکنیک ها برای تثبیت سلولی است و در قدیم نیز از آن استفاده شده است. در این سیستم تا حد زیادی سطح تماس را در واحد حجم راکتور افزایش میدهند. ذرات نگهدارنده که ابعاد آن کمتر از یک میلی متر میباشد.
به اسانی در راکتور جای میگیرند. سلولها طبیعتاً به سطوح جامد میچسبند و همچنان که رشد میکنند، لایه های فعال را تشکیل می دهند.
ضخامت این لایه ممکن است به کوچکی یک لایه سلول باشد. سلول هایی که دارای چسبندگی طبیعی نیستند ممکن است از طریق شیمیایی مانند پیوستگی تبادل متصل که با ماده گلوتارآلدئید که یک نوع روغن است و یا توسط سیلیکون ها به مواد نگهدارنده سیلیکاتی متصل میشوند. سلول های چسبیده، به طور مستقیم با محیط احاطه کننده خود برخورد و تماس حاصل میکنند بنابراین در معرض نیروی فرسایشی که از حرکت نسبی ذرات و سیال حاصل میشود، قرار دارند. پس احتمال دارد که تعدادی از سلولها جدا گردند و وارد فاز سیال شوند. بدین ترتیب این تکنیک در شرایطی که مایع با سلول های آزاد مورد نیاز است، نامناسب به نظر میرسد. همچنین کنترل و یا حتی لایه بیولوژیکی که در آنها شکل میگیرد ممکن اسن مشکلات زیاید را ایجاد نماید.
2-3-2-2-روش تله گذاری
در این روش میتواند سلول ها را با انواع مواد خلل و فرج دار در محل به دام انداخت. ایجاد تله گذاری از پیش تعیین شده معمولاً نتیجه رشد طبیعی سلول است بنابراین همچون چسبندگی طبیعی، تاثیر تثبیت سلولی متناسب با نوع و نحوه مواد نگهدارنده متفاوت است. فضاهای متخلخلی که در محل ایجاد میشوند میتوانند برای تثبیت انواع سلول ها مورد استفاده قرار گیرند و به این عمل به صورتی است که در بعضی وضعیت ها، ذرات کمکی تشکیل شده ممکن است به سلول ها آسیب رسانند تکنیک هایی که به صورت طبیعی باعث به تله افتادن سلولها میشوند از بسیاری جهات مشابه روشهای به کار روند در سبندگی طبیعی است. در این روش به سلول ها اجازه داده میشود تا وارد منافذ شوند و هنگامی که رشد کردند، خروج آنها از نمنافذ بسیار مشکل خواهد بود. بنابراین بطور بسیار موثری به دام میافتند.
این امر میتواند روی اجسامی با سطوح میکحروسکوپی مانند پوکه ذغال سنگ، سرامیک، شیشه و بالاخره هر جایی که اندازه منافذ از نظر ابعاد شبیه سلول هاست، انجام شود و یا روی سطوح ماکروسکوپی که دارای منافذ بزرگ هستند انجام پذیرد. یک نمونه از چنین منافذ بزرگ، ذرات نگهدارنده توده بیولوژیکی BSP است. این ذرات دارای ساختمانهای گسترده بزرگی از مفتول فولادی ضد زنگ هستند که بصورت کره درمی آیند و یا از اسفنج های مشبکی از جنس پلی اورتان هستند که بصو.رت مکعب میباشد. تثبیت کردن این ذرات به اندازه توانایی سلولها برای انعقاد یا چسبیدن به لبه های مواد کمکی ساختمان بستگی دارد و باید در نظر داشت که تله قفسه ای نسبت به تله منفذی ارجحیت دارد. طبیعی است که سلول های به دام افتاده از نیروی فرسایش موجود در خارج ذرات در امان هستند اما توسط هر مانعی محدود نمیشود. پس این احتمال وجود ندارد که واکنش های سیال به صورت آزاد – سلولی باشند ولی یک مزیت این نوع تثبیت رشد سلولی است که بتواند هرگونه سلول در حال رشد را کنترل نماید. متداول ترین شکل ثبات سلولی که در آزمایشگاه ها استفاده میشود، شامل تله های سلولی در داخل و فرجی است که در اطراف سلول ها تشکیل میشود. سلول ها به شکل دوغ آب یا مواد چسبی عموماً با ترکیبی مخلوط میشوند که بعداً به صورت ژله ای درمیآیند و تشکیل یا ماتریس متخلخل را میدهند. این عمل باید تحت وضعیت مناسبی صورت پذیرد تا بر زندگی سلول ها اثر منفی نگذارد. اولین کاربرد تله های ژله ای استفاده از پلیمریزاسیون مونوآکریل آمید بوده است. امروزه از ژله های پلی ساکاریدی است که شامل آگار، آلژینات کلسیم میباشد. به دام اندازی سلولها به وسیله آلژینات کلسیم نمیتواند ساده باشد. سلولها در محل آلژینات سدیم ریخته میشوند و سپس با محلول از نمک کلسیم مخلوط میگردد. ایجاد ژل سطحی لحظه ای است اما حداقل 20 دقیقه زمان جهت تشکیل کامل ژلب آلژینات صرف میشود تا بطور کامل تشکیل گردد. برای محافظت مواد به دست آمده از ترکیباتی مانند سوبسترا استفاده میکنند که این مواد را داخل محلول می ریزند.
جهت این عملیات هیچ گرمایی مورد نیاز نیست و سلول های ثابت شده، فعالیت های خیلی زیادی را در خود ذخیره مینمایند. نقش آلژینات کلسیم به عنوان یک وسیله ثابتع کننده متوسط، بدین علت است که ژل ها میتوانند در هنگام برخورد با فرایندهایی که محتوی کیلات کننده های کلسیم هستند از بین بروند، مانند فسفات ها و این بدان معنی است که تولید دانه های آلژینات کلسیم با ابعاد کمتر از 5 میلی متر مشکل به نظر میرسد.
تله های ژله ای روشی کنترل شده برای رسیدن به آن چیزی است که در طبیعت در مورد ارگانیسم های خاصی مثل جلبکی شدن باکتریها مورد قرار میگیرد. خواص فیزیکی ژله ها بی شباهت به ماده جلبکی مذکور نیست. اما در هر صورت گونه های کمی موجودند که تشکیل ژل میدهند. تقریباً هر ارگانیسمی را میتوان به وسیله تک ژله ای، ثابت کرد. این ژل بصورت قطره (با قطر 5 میلی متر) یا بصورت صفحه ای و دیگر اشکال (به ابعاد 0/5 میلی متر به شکل استوانه ریز) ظاهر میشوندبا اینکه در صفحاتی قرار میگیرند و سپس به اندازه و شکل دلخواه بریده میشوند. ذرات ژل در راکتورها اعم از راکتورهایی با بستر آکنه یا در مخازن همزنی مورد استفاده قرار می گیرند و رشد سلولی در داخل ژل صورت میپذیرد. چنانچه غلظت به 0.30 واحد حجمی برسد ژل خاصیت خود را از دست میدهد و گازهایی ایجادت شده در ژل میتواند باعث مشکلاتی در ذرات شود.
2-3-2-3-روش محدود کردن سلولها
این نوعت ثبات مستلزم محدود کردن سلولها در پشت یک مانع یا سد است که ممکن است از پیش ساخته شده باشد و یا در محل تشکیل گردد. این مانع ممکن است به راحتی توسط مرز بین دو مایع مخلوط نشدنی ایجاد گردد. این در حالتی است که سلولهای سوسپانسیون با یک محلول آلی به شکل امولسیون و به صورت قطره هایی در یک فاز آبی سوسپانسیون بروز مینماید. موانع داز پیش تشکیل شده شامل غشاهای نیمه تراوایی است که برای فیلتراسیون مواد مورد استفاده قرار میگیرد. مواد غذایی میتوانند به سلول هایی که در پشت غشاء قرار دارند، نفوذ نمایند.
استفاده عمده از سلول های محدود شدعه، ناشی از توانایی این سیستم ها برای نگهداری سلول های آزاد مایع است و فقط در منطقه کشت سلول های بافت پستانداران وجود دارند.
2-3-2-4-روش اجتماعی سلولی
با روش انعقاد میتوان به ثبات سلول ها دست یافت. بدین معنی که انها ممکن است ثابت شوند و. پیوسته در راکتورهای بیولوژیکی در حال کار باقی بمانند. برای مثال در راکتورهای با بستر ثابت و با بسترهای سیال، انعقاد طبیعی سلولها در انتهای واکنش تخمیر صورت میگیرد. همچنین میسل های قارچی که به شکل قرص های کروی هستند میتوانند اجتماع سلولی را به وجود آورند. انعقاد یک مرحله کلیدی از مراحل لجن فعال است که برای تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار میگیرد. انعقاد مصنوعی ممکن است جهت اجتماع سلولی که از طریق مکانیسم هایی که هنوز شناخته نشده اند، صورت پذیرد.
2-3-3-کنترل توده بیولوژیکی موجود
برای سیستم هایی که در آن رشد سلولی وجود دارد مقدار واقعی توده بیولوژیکی در ارتباط با ذرات انفرادی نهایتاً به ارگانیسم های ثابت و شرایط و فرایند تخمیر بستگی دارد. تحت شرایط معینی، محدودیت نفوذ درون لایه زیستی تثبیت شده یا انعقاد یافته منجر به ریختن یا خالی شدن قسمت وسط میگردد.
در واکنش لایه های متصل، یک محدودیت ضخامتی وجود دارد که به صورت یک لایه توده بیولوژیکی میتواذند درآید. این امر ممکن است توسط غلظت محدود مواد و یا توسط فرسایش که از تصادم بین ذرات یا از برخورد با دیواره ذرات به وجود می آید، کنترل شود. میزان فرسایش به دو عامل بستگی دارد، یکی به تعادل نیروی مشترک که بر ذره تحمیل میشود و دیگری به نیروی گرانروی که بین ذرات وجود دارد.
گاهی استفاده از ذرات متخلخل ضروری است تا میکروارگانیسم ها به این ذرات بچسبند. در این صورت اگر سلول ها در داخل خلل و فرج نگهداری شوند، هرگونه توده بیولوژیکی اضافی موجود در نتیجه رشد سلول روی قسمت خارجی ذرات توسط نیروی فرسایش ناشی از برخورد ذرات به یکدیگر و یا برخورد ذره و دیوار از بین میرود. با ارگانیسم هایی مانند قارچ های رشته ای نیروی مورد نیاز جهت از بین بردن توده بیولوژیکی اضافی، قابل توجه است. در این اگر رشد سلولی زیادتر نشود توده بیولوژیکی اولیه ثابت باقی میماند و در حالتی که سلول ها رشد را ادامه دهند، توده بیولوژیکی از طریق افزایش می‌یابد. وجود توده بیولوژیکی ممکن است در نتیجه تجمع گاز منجر به تورم شود که احتمالاً کنترل میکروبی در این حالت امکان پذیر نمیشود.
توسعه و کاربرد روش های سلول های تثبیت شده به تازگی مطرح شده است و مسائل مربوط به فهم و کنترل فیزریولوژی سلول نیز مشکل بعه نظر میرسد. خصوصیات بهینه کاتالیست ها بیولوژیکی خصوصاً ثبات و فعالیت های تجزیه ای فقط در مواردی رخ میدهد که توجه لازم به موقعیت بیولوژیکی سلول قبل و بعد از تثبیت معطوف گردد. یکی از مهمترین مشکلات در رابطه با ترکیبات پیچیده، عدم درک شرایط محیط رزیست میکروارگانیسم هاست، خصوصاً گرایدئان فیزیکی و شیمیائی که برای سلول های داخل مواد نگهدارنده طرح میشوند. به مشکلات ذخیره اکسیژن و دفع دی اکسید کربن به دلایل واضحی بیشترین توجه معطوف شده است لیکن اثرات ظریف تر دیگری را نیز باید مد نظر قرار داد. تغییرات غیر قابل پیش بینی در رشد و متابولیسم. فواید و زیان های واکنش همراه با سلول های تثبیت شده مشاهده میشود. واضح است که فیزیولوژی سلول های تثبیت شده هنوز به روشنی قابل درک نیست اما در این مورد یکی از مهم‌ترین جنبه‌های پیشرفت تکنولوژی سلول های تثبیت شده در آینده خواهد بود.

فصل سوم - بیوفیلتراسیون
3-1-مقدمه
بسیاری از صنایع فرایندهای خود مواد آلاینده زیست محیطی تولید می کنند که این مواد آلاینده ممکن است آلی و یا غیرآلی بوده و منشاء سنتزی یا طبیعی داشته باشد.
مواد آلاینده سنتزی بیشتر از صنایع تولدی مواد طعم دهنده، رنگ، تولید حظره کش ها، داروسازی، چاپ، پالایشگاهها، پتروشیمی و برخی صنایع دیگر منتشر می شود.
مواد آلاینده ای که منشاء طبیعی دارند از مکانهایی نظیر کشتارگاهها، کارخانه های تولید قند، کاکائو، خوراک دام، صنایه نساجی و ... منتشر می شود.
در سالهای اخیر استفاده از بیوفیلترها جهت حذف آلاینده ها توسعه یافته است که این آلاینده ها ممکن است گازی و یا مایع باشند و بیوفیلتر را می توان برای هر دو حالت استفاده کرد.
بیوفیلترها بیش از بیست سال است که به عنوان وسایلی برای تصفیه تراکم های نسبتاً پایین آلاینده های بالقوه هوا (همانند VOC3) در جریانهای گازی ناشی از واحدها و تصفیه خانه ها، فاضلاب واحدهای درگیر موارد زائد جامد، کارخانه های صنایع شیمیلایی، کشتارگاه‌ها و واحدهای عمل آوری کمپوست بکار گرفته می شوند.
به دنبال افزایش سریع تعداد کارخانه ها و به دنبال آن افزتیش شکایات رسیده از نارضایان محلی روز به روز تلاش دست اندرکاران دریافتن و بکارگیری روشهای مؤثر کنترل و حذف آلاینده ها بیشتر می گردد و در این بین بیوفیلتراسیون گازهای آلاینده خروجی یکی از روشهای حذف این گونه آلاینده ها می باشد. محققین زیادی به نتایج خروجی یکی از روشهای حذف این گونه آلاینده ها می باشد. محققین زیادی به نتایج موفقیت آمیز استفاده از بیوفیلترها اشاره کرده اند. از جمله: ارنست واینتر )1987(، ون در هوک (1989) استوژیک (1991) و سویتین (1991)
بیشتر متخصصین استفاده از این تکنولوژی را به خاطر سهولت به کارگیری آن، قدرت اجرا و عمل زیاد، قیمت ارزان و کارایی حذف بالا (بیش از 90 درصد) در کارخانجات توجه می کنند. البته با وجود گسترش روزافزون این روش نیاز به انجام تحقیقات گسترده در خصوص اصول مهندسی و طراحی بیوفیلترها کماکان احساس می شود. [6]
3-2-مروری بر روند تکامل بیوفیلتراسیون
می توان به جرأت گفت که نقش طبیعت و مواد طبیعی با دخالت میکروارگانیسمهای موجود در آن در پاکسازی اکوسیستم و محیط زیست به بدو حیات برمی گردد و قدمتی طولانی دارد میکروبها و گیاهان دائماً در تصفیه هوا نقش دارند. علاوه بر آن می‌توان به خودپالایی آبها و رودخانه ها اشاره داشت که در آنها باکتری ها و قارچ ها با مصرف مواد غذایی آلی آب های آلوده، به نوبه خود نقش مهمی در پاکسازی دارند.
اولین پیشنهاد برای استفاده از روشهای بیولوژیکی در سال 1993 میلادی توسط باخ ارائه شد. طرح باخ استفاده از فیلترهای با میکروارگانیسم های فعال (بیوفیلتر) برای حذف سولفید هیدروژن از هوا بود اما عملاً در اواسط دهه 1950 میلادی بود که از بیوفیلترها برای تصفیه هوای آلوده با غلظت های کم استفاده شد. [21,11]
استفاده از پوشش ها یا فیلترهای متشکل از خاک به منظور کاهش گازهای آلاینده نیز تاریخی طولانی دارد و این گونه فیلترها امروزه به وفور در سیستمهای دفن بهداشتی و مخازن فاضلاب به کار می روند. اولین فیلتر خاکی مورد استفاده به عنوان بیوفیلتر توسط پومروی در سال 1957 در آمریکا به ثبت رشید و بعد از آن در سال 1959 یک بستر خاکی در یک کارخانه تصفیه فاضلاب در نورنبرگ آلمان جهت کنترل بوی فاضلاب نصب گردید و از آن پس با تفاوتهایی روی طراحی پایه این تکنیک در سراسر دنیا با کاربرد روی گازهای ترکیبات آلی و معدنی فرار قلمداد گردید. از کشورهای صاحب نظر در بکارگیری این روش می توان به آمریکا، هلند، سوئیس و سایر کشورهای اروپایی اشاره کرد [21,13].
در سال 1983 اتنگراف توانایی بیوفیلترها را برای حذف مواد آلی آلاینده از هوا نشان داد. وی همچنین برای اولین بار مدلی ریاضی برای فرایند بیوفیلتراسیون ارائه داد [27] پس از آن پژوهشهای گسترده‌ای برای استفاده از بیوفیلتراسیون برای حذف مواد آلاینده مختلف انجام گرفته است.
3-3-مواد شیمیایی قابل حذف توسط بیوفیلتراسیون
موا شیمیایی قابل حذف توسط بیوفیلتراسیون عمدتاً شامل ترکیبات آلی فرار (COC3) ترکیبات احیا شده نیتروژن و گوگرد هستند. موادی که توسط بیوفیلتر حذف می شوند باید به درون بیوفیلم روی ذرات بستر انتقال پیدا کنند. ضریب توزیع ماده شیمیایی بین فاز گاز و مایع و مایع و مایع بر میزان این انتقال تأثیر می گذارد.
از نظر تئوری غلظت مواد شیمیایی با فراریت بالا در بیوفیلم نسبتاً کم بوده و در نتیجه شدت تخریب آن نیز پایین است. شواهدی در دست است که نشان می دهد موادی با فراریت بالا نظیر پنتان و هگزان را نیز می توان به طور مؤثر با فرایند بیوفیلتراسیون حذف کرد.
3-3-مواد شیمیایی قابل حذف توسط بیوفیلتراسیون
مواد شیمیایی قابل حذف توسط بیوفیلتراسیون عمدتاً شامل ترکیبات آلی فرار (VOC3) ترکیبات احیا شده نیتروژن و گوگرد هستند. موادی که توسط بیوفیلتر حذف می شدند باید به درون بیوفیلم روی ذرات بستر انتقال پیدا کنند. ضریب توزیع ماده شیمیایی بین فاز گاز و مایع و یا مایع و مایع بر میزان این انتقال تأثیر می گذارد.
از نظر تئوری، غلظت مواد شیمیایی با فراریت بالا در بیوفیلم نسبتاً کم بوده و در نتیجه شدت تخریب آن نیز پایین است. شواهدی در دست است که نشان می دهد موادی با فراریت بالا نظیر پنتان و هگزان را نیز می توان به طور مؤثر با فرایند بیوفیلتراسیون حذف کرد.
ترکیبات مورد نظر برای حذف توسط بیوفیلتر باید به اسانی در محیط زیست تخریب پذیر بوده و برای میکروارگانیسم غیر سمی باشد. بنابراین ترکیباتی نظیر اترها، آلدئیدها، کتونها، آروماتیک های تک حلقه ای و سولفیدها در غلظت های مناسب قابل حذف هستند. غلظت بالای برخی از مواد اثرکنندگی بر متابولیسم میکروارگانیسم ها دارد. اتافل مثالی از یک ماده شیمیایی است که حلالیت آن در آب بالا بوده و به اسانی تخریب پذیر و توسط بیوفیلتر حذف می گردد. ترکیبات مقاومی نظیر ترکیبات آلی کلردار نیز قابل حذف هستند اما سرعت حذف آنها پایین بوده به عنوان مثالی از حذف مواد مقاوم توسط بیوفیلتر می توان به حذف دی کلرومتان از هوای آلوده با بازده %98 در حضور تولوئن اشاره کرد. امکان حذف مخلوطی از مواد آلاینده نیز وجود دارد اما وجود یک آلاینده ممکن است بر میزان حذف ماده دیگر تأثیر داشته باشد. اثر کندکنندگی اتیل استات بر میزان حذف استایرن در یک بیوفیلتر توسط مک گراث گزارش شده است. [16]. معمولاً وجود ترکیباتی که قابلیت تجزیه بیولوژیکی بالایی دارند بر میزان حذف ترکیبات با قابلیت تجزیه بیولوژیکی توسط اثر منفی دارند. اثرات کندکنندگی ترکیبات 1-پروپانول، استون و متیل ایزوبوتیل کتون بر میزان حذف متیل اتیل کتون نیز توسط دشوس گزارش شده است [28] در صورتیکه وجود ترکیبات مختلف در هوای ورودی به بیوفیلتر اثر منفی بر ظرفیت حذف یکدیگر داشته باشند می توان از بیوفیلترهای سریع برای رفع مشکل استفاده کرد.
فهرستی از مواد قابل حذف در بیوفیلتر در جدول 3-1 آمده است [20,7].

جدول 3-1: قابلیت حذف در بیوفیلتر (تجزیه بیولوژیکی در سیستمهای بیولوژی هوا)
آلاینده قابلیت تجزیه بیولوژیکی آلاینده قابلیت تجزیه بیولوژیکی
هیدوکربنهای آلیفاتیک: ترکیبات آلی گوگرددار:
متان 1 کربن دی متیل سولفید 2
پروپان ؟ دی متیل سولفید 2
بوتان ؟ دی اتیل دی سولفید 2
پنتان 1 متیل مرکاپتان 1
ایزوپنتان 1 تیوسیانات 1
هگزان 2 ترکیبات آلی اکسیژن‌دار:
سیکلو هگزان 1 متانول 3
استیلن 1 اتانول 3
هیدروکربنهای آروماتیک: بوتانول 3
بنزن 2 2-بوتانول 3
فنل 3 1-پروپانول 3
اتولوئن 3 2-پروپانول 3
استایرن 2 فرمالدئید 3
اتیل بنزن 2 بوتریک اسید 3
هیدروکربنهای کلردار: 3 وینیل استات 2
کربن تتراکلرید 1 اتیل استات 3
کلروفرلم 1 بوتیل استات 3
دی کلرومتان 3 ایزوبوتیل استات 3
برمودی کلرومتان ؟ دی اتیل اتر 1
1 و 1 و 1 تری کلرو اتان ؟ دی اگزان 1
1 و 1 دی کلرو اتان ؟ متیل ترت – بوتیل اتر 1
تتراکلرواتن 1 تتراهیدروفوران 3

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله   71 صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

دانلود مقاله روشهای مختلف آبیاری

اختصاصی از اس فایل دانلود مقاله روشهای مختلف آبیاری دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

روشهای معمول آبیاری شامل آبیاری غرقابی،جوی و پشته ای،بارانی و قطره ای است.هر کدام از روشهای فوق دارای مزایا و معایبی بوده ولی هیچ یک از این روشها کامل نیستند.انتخاب روش آبیاری به ع.امل متعددی ازجمله منبع تهیه آب،سطح زمین،پیشرفت تکنولوژی و میزان هزینه لازم در مقایسه با افزایش در آمد ان بستگی دارد. آبیاری غرقابی از روشهای معمول و قدیمی است ولی این روش به زمین مسطح و آب بیشتری نیاز دارد.این نوع آبیاری بسیار آسان و ارزان بوده ولی در خاکهای شنی یا ناهموار قابل استفاده نیست.آبیاری جوی و پشته ای شبیه آبیاری غرقابی است با این تفاوت که که جویها در بین ردیفهای کاشت ایجاد شده و آب در داخل جوی در جهت شیب زمین حرکت می کند.گاهی اوقات که مقدار اب کم است برای توزیع یکنواخت آب از لوله هایی که دارای پوشش ْآلومنیومی هستند استفاده می شود. آبیاری قطره ای وبارانی روشهایی هستند که در نتیجه پیشرفت تکنولوژی آبیاری به دست آمده اند و محدودیت روشهای غرقابی و جوی پشتهای را ندارند و لی خیلی گران هستند.در روش آبیاری بارانی،آب به صورت قطره های باران مورد استفاده قرار می گیرد.در ضمن سیستم آبیاری بارانی برای مصرف کود و سم،محافظت از سرما و کاهش گرما نیز می تواند مورد استفاده قرار گیرد.در روش آبیاری قطره آب بطور یکنواخت منطقه ریشه درخت را مرطوب می کند.بنابراین در این روش،آب به طور مداوم از طریق قطره چکانها به قسمت محدودی از حجم خاک داده می شود.این روش مشکلات ذخیره آب و نفوذ پذیری کم یا زیاد خاک را حل کرده و در زمین های شیبدار قابل استفاده است.

سیستمهای آبیاری تحت فشار


(سیستم های قطره ای) ، ( آبیاری بارانی)



کشور ایران از نظرموقعیت استراتژیکی و اقلیمی یکی از کشورهای بی نظیر در کره زمین است با وسعتی برابر 1648000 کیلومتر مربع از شمال تا جنوب واز شرق تا غرب دارای آب و هوای متغیر با اقلیم های متفاوت است . در کشوری با این همه نعمات خدادای ، نباید فقر یافت شود . در حالیکه معضلات اجتماعی امروز ناشی از عدم بکار گیری نیروها در استفاده از این نعمات می باشد .

از جمعیت 60 میلیونی کشور 170 میایون دانش آموز و میلیونها دانشجو و متخصص که هر ساله رقمشان در حال فزونی است ، به صف جویندگان کار می پیوندند . 24 میلیون نفر از جمعیت کشور در روستاها سکونت دارند که شرایط بسیار دشوار گذران زندگی کرده و بسیاری از آنها در حال مهاجرت به شهر ها می باشند . آمار رشد جمعیت نشان می دهد که سالیا نه 5/1 میلیون فقر به جمعیت کشور اضافه شده ، بطوریکه در سال 2050 میلا دی به 140 میلیون نفر می رسد ، با توجه به مراتب بالا بسیار روشن است که فوری ترین اقدام جهت بهبود اوضاع شناخت امکانات و ثروتهای بالقوه جامعه می باشد ، بنابراین تنها راه ممکن تقدم ، سرما یه گذاری در بخش کشاورزی می باشد . میزان آبی که در حال حاضر هر ساله ا ستحصال شده و در دسترس ما قرار می گیرد برابر حدود 90 میلیلرد متر مکعب است که بیش از 3 درصد کل آبی است که در سطح جهان استحصال می گردد . مفهوم این ا رقام آن است که ایران از نظر آب و خاک کشوری ثروتمند است . اما اراضی زیر کشت آبی کشور ایران حدود 5/7 میلیون هکتار یعنی کمتر از 5 درصد کل مساحت کشور است در حالیکه ار اضی مستعد کشور برای کشاورزی بین 30 تا 50 میلیون هکتار بر آورد شده بعبارتی می توان بین 20 تا 30 درصد کل مساحت کشور را زیر کشت قرار داد .
از 88 میلیارد متر مکعب آب که هر ساله استحصال می شود حدود 83 میلیارد متر مکعب آن در بخش کشاورزی مصرف می شود که متاسفا نه 63 میلیارد متر مکعب آن به هدر می رود . حال مشخص شد چاره کار جلوگیری از به هدر رفتن آب است تلفات اصلی عمدتاً در داخل مزرعه است که 70 تا 90 درصد تلفات آب را شامل می شود .
دستیابی به راندمان آبیاری بارانی تا راند مان 70 درصد و راندمان آبیاری قطره ای تا 95 درصد است ، یعنی در سیستم آبیاری بارانی تا 20 درصد و در سیستم آبیاری قطره ای تا 5 درصد آب تلف می شود ، در حالیکه آبیاری مزارع به روش سطحی حتی با انجام هزینه های گزاف و تسطیح اراضی راند مان آ بیاری از 50 درصد تجاوز نمی کند و در وضعیت سنتی که اکثر اراضی کشور ما بهمین ترتیب آبیاری می شود حتی کمتر از 35 درصد می باشد . این بدین معنی است که اگر از روشهای آبیاری بارانی و قطره ای استفاده نکنیم 65 درصد آب مزارع از بین می رود و با احتساب آب تلف شده در کانالهای انتقال میزان تلفات از 75 درصد تجاوز نمی کند . لذا با استفاده از سیستمهای آ بیاری تحت فشار می توان از تلفات آب جلوگیری کرد و به یک رشد اقتصادی که بر اساس آن می توان به یک توسعه پایدار اقتصادی ، اجتماعی دست یافت .


آبیاری قطره ای عبارتست از پخش آهسته آب بر سطح یا زیر خاک به صورت قطرات مجزا ، پیوسته ، جریان باریک یا اسپری ریز از طریق قطره چکا نها یی که در طول خط انتقال آب قرار دارند . آبیاری قطره ای دارای روشها و مفا هیم متعددی مانند آبیاری دریپ ، آبیاری زیر بستری ، آبیاری فواره ای و آبیاری اسپری است .




انواع سیستم های قطره ای

آبیاری دریپ :
پخش آهسته آب برسطح خاک به صورت قطرات مجزا یا پیوسته ، یا جریانهای باریک از حفره های ریز آبیاری دریپ نام دارد . در بیشتر موارد آبیاری دریپ و آبیاری تریکل ( قطره ای ) مترادف یکدیگر به کار می روند .

آبیاری زیر بستری :
پخش آهسته آب در زیر سطح خاک از قطره چکانهایی با دبی در حدود آبیاری دریپ ، آبیاری زیر بستر نام دارد . این روش با آبیاری زیر زمینی متداول که در آن ناحیه ریشه گیاه با کنترل سطح ایستابی آ بیاری می شود متفاوت است و نباید اشتباه گرفته شود .

آبیاری فواره ای ( بابلر ) :
پخش آب بر سطح خاک به صورت جریان با ریک یا فواره از سوراخی با دبی بیشتر از آبدهی آبیاری دریپ یا زیر بستری آما معمولاً کمتر از 1 گالن بر دقیقه ، آبیاری فواره ای نا میده می شود . دبی قطره چکان در این آبیاری از سرعت نفوذ نهایی خاک بیشتر است و ایجاد یک حوضچه برای نگهداری یا کنترل پخش آب ضروری می باشد .

آبیاری اسپری :
پخش آب بوسیله یک اسپری یا مه پاش کوچک بر سطح خاک به آبیاری اسپری معروف است . در این روش هوا در پخش آب نقش اساسی را بعهده دارد در حالیکه در روشهای دریپ ، فواره ای و زیر بستری ، خاک عامل اصلی محسوب می گردد .




طرز کار کلی سیستم قطره ای :

در آبیاری قطره ای آب از یک شبکه لوله کم فشار به صورت یک الگوی از قبل تعیین شده ، پخش می گردد . وسیله خروج آب به خاک « قطره چکان « نام دارد . قطره چکا نها از طریق یک نازل باریک یا مسیر جریان طویل ، فشار موجود در شبکه لوله را کاهش می دهند و موجب کاهش دبی تخلیه تا حدود لیتر بر ساعت می شوند .
آب بعد از خروج از قطره چکان توسط نیروها ی کاپیلارتی و ثقل در نیمرخ خاک جریان می یابد ، بنابراین سطحی که به وسیله هر قطره چکان خیس می شود با عوامل محدود کننده جریان افقی آب محدود می گردد . در سیستم های قطره ای دور آبیاری یک روز و حتی در صورت نیاز کمتر امکان پذیر است .
برای درختان و تا کها که گیاها نی دا ئمی با فاصله زیاد از یکد یگر می باشند ، قطره چکا نها به صورت واحد های ساخته شده مجزا بوده و توسط یک زایده به خط انتقال آب مرسوم به « لوله فرعی قطره جکان « ، « شیلنگ لوله فرعی « یا « لوله فرعی « متصل می گردند .
برخی قطره چکا نها به صورت لوله های اسپا گتی شکل بوده و چند خروجی دارند . این امر برای افزایش سطح خیس شده با حدا قل افزایش در هزینه است . برای گیاهان ردیفی کمتر دائمی ما نند گوجه فرنگی ، نیشکر و تو.ت فرنگی ، لوله فرعی و قطره چکا نها را با هم به صورت یک واحد قابل جدا ساختن می سازند که یا سوراخهایی به فواصل 9 تا 36 اینچ دارند مانند لوله دو محفظه ای ویا دیواره های متخلخلی دارند که آب ار آنها به بیرون تراوش می نماید . در هر دونوع سیستم قطره ای ، لوله های فرعی به خط انتقال آب مرسوم به « مانفولد « متصل می شوند .


محاسن آبیار ی قطره ای :

آبیاری قطره ای آسان ترین راه آب دادن به هر گیاه مانند درختان و تاکها ست و کمبود رطوبت خاک را قبل از پیداش مکش بالاتر اثر مصرف آب به وسیله گیاه از طریق تبخیر و تعرق ، بر طرف می سازد . یک سیستم آبیاری قطره ای به علت کا ربرد موثر آب و نیروی کارگردارای مزایای آگرونومیکی ، آگروتکنیکی و اقتصادی منحصر به فرد است .
صرفه جوئی در میزان آب و هزینه ها : آ بیاری قطره ای هزینه های بهره برداری را کاهش می دهد و این مسئله اساسی در این روش جدید است . سیستم های قطره ای به آب کمتری نسبت به سایر سیستم های متداول آبیاری نیاز دارد . مثلاًدر باغات درختان جوان ، آبیاری با سیستم قطره ای تنها نصف آب مورد نیاز آبیاری بارانی یا سطحی مصرف می کند . با مسن تر شدن درختان ، صرفه جوئی در آب با سیستم قطره ای کاهش می یابد ما هنوز برای بسیاری باغداران آبیاری موثر با سیستم قطره ای بعلت کمبود و قیمت بالای آب ، اهمیت دارد . هزینه کارگر برای آبیاری را می توان کاهش داد ، زیرا در سیستم قطره ای کافی است که پخش آب تنظیم گردیده و سیستم به کار انداخته شود . این تنظیم ها توسط وسایل اتوماتیکی انجام می گیرد که نیاز به کارگر چندانی ندارد .

عملیات زراعی آسانتر :

از آنجا که بیشتر سطح خاک هرگز با آبیاری قطره ای خیس نمی شود ، رشد علف هرز کاهش می یابد . در نتیجه هزینه کارگر و مواد شیمیایی برای کنترل علف هرز پائین می آید . همچنین چون با آبیاری قطره ای خاک کمتری خیس می شود ، عملیات زراعی دیگر در باغات را می توان لاینقطع ادامه داد . مثلاً در گیاهان ردیفی ، فاروهائی که کارگران روی آنها راه می روند نسبتاً خشک و محکم باقی می ماند .
کودها را می توان در آب آبیاری تزریق نمود که با این کار نیازی یه نیروی کارگر برای پخش آنها روی زمین نیست . برای این منظور کودهای بسیار محلولی در بازار موجود بوده و انواع خدید آنها کودپاشی از طریق سیستم قطره ای را گسترده ساخته است . بعلت کنترل بیشتر روی محل و زمان پخش کود با سیستم قطره ای ، کارایی کود پاشی افزایش یافته است .

به کارگیری آب شور :
آبیاریهای مکرر رطوبت خاک را در حدی نگهمیدارد که بین دو حالت خیلی خشک و خیلی ترنوسان نمی کند و بیشتر قسمت های خاک از هوای کافی برخوردار است . خیس ماندن خاک بین آبیاریها ، نمکهای موجود در محلول را رقیق تر نگهمیدارد . بهمین جهت در سیستم قطره ای می توان از آب با شوری بیشتری نسبت به سایر روشها ی آبیاری استفاده کرد .
مورد استفاده در خاکهای صخره ای و شیب های تند : سیستم های آبیاری قطره ای را می توان طوری طراحی کرد که در هر نوع توپوگرافی به نحو موثر قا بل استفاده باشد . در اراضی صخره ای ، حتی اگر فاصله بین درختان نامنظم و اندازه آنها متفاوت باشد ، می توان آبیاری قطره ای را به نحوی موثر به کار گرفت زیرا آب بسیار نزدیک به هر درخت پخش می شود .

معایب آبیاری قطره ای :

هزینه نسبتاً بالا ، گرفتگی قطره چکانها ، ایجاد شوری موضعی و پخش نا منظم و لکه لکه ای رطویت خاک از معایب اصلی سیستم های آبیاری قطره ای بشمار می آیند .


گرفتگی :
چون خروجی فطره چکانها بسیار ریز هستند ، ذرات معدنی یا آلی موجب گرفتگی آنها می شوند . گرفتگی باعث کاهش دبی تخلیه ، غیر یکنواختی پخش آب و در نتیجه صدمه به گیاه می گردد . در برخی موارد ، ذراتی در آب آبیاری موجود است و قبل از ورود به شبکه لوله ها تصفیه نمی شود . در موارد دیگر ، ذرات در داخل خط لوله یا با تبخیر آب از روزنه قطره چکانها بین آبیاریها وارد آب می شوند .اکسید آهن ، کربنات کلسیم و بقایای جلبک و میکروبها در بعضی سیستم های آبیاری تشکیل شده اند . تصفیه شیمیائی آب منجر به حذف یا کاهش مشکل گرفتگی قطره چکانها می گردد .

یکنواختی :
بیشتر قطره چکانها ی قطره ای دارای فشار سرویس پائینی هستند ( 3 تا 20 پی اس آی ) . اگر مزرعه دارای شیب تندی باشد ، دبی قطره چکان در خلال آبیاری تا حدود 50 درصد پیش بینی شده تغییر کرده و بعد از بستن آب ، قطره چکانهای پائین تر همچنان به تخلیه آب ادامه می دهند . برخی گیاهان بیشتر و گیاهان دیگر کمتر آب دریافت می کنند .

شرایط خاک :
بعضی خاکها دارای سرعت نفوذ نهایی کافی برای دریافت دبی تخلیه قطره چکانها نبوده و تولید روان آب یا شرایط ماندابی می نمایند . با دبی تخلیه 1 گالن برساعت ، خاک بایستی دارای سرعت نفوذ نهایی 5/0 اینچ بر ساعت باشد تا قطر دایره تر شده در اطراف قطره چکاناز 2 فوت تجاوز نکند . معمولاً خاکهای شنی ، بویژه با لایه بندی افقی اندک ، برای آ بیاری قطره ای بسیار مناسب می باشند . اینگونه لایه بندی برای آبیاری قطره ای مفید است زیرا حرکت جانبی آب را افزایش داده و حجم بیشتری از خاک را مرطوب می سازد . تجربه نشان داده است که خاکهای دارای بافت متوسط مناسب آبیاری قطره ای بوده ، اما برخی خاکهای بافت ریز روان آب تولید کرده اند .

تجمع نمک :
نمکها در سطح خاک تجمع یافته و خطر بالقوه ای برای گیاه فراهم می سازد زیرا بارانهای سبک املاح را به ناحیه ریشه گیاه منتقل می سازد . بنابراین ، وقتی بعد از دوره تجمع نمک باران می آید ، آبیاری بایستی طبق برنامه ادامه یابد تا به اندازه 5 سانتی متر باران وارد خاک شود و نمکها را از ناحیه ریشه گیاه خارج سازد .
در خلال آبیاری قطره ای ، نمکها در زیر سطح خاک و پیرامون حجم خیس شده خاک با قطره جکان نیز تجمع می یابد . خشک شدن خاک بین آبیاریها موجب حرکت معکوس آب خاک و اتنقال نمک از پیرامون ناحیه خیس شده به طرف قطره چکان می گردد حرکت آب بایستی همیشه دور از قطره چکان باشد تا از صدمات ناشی از نمک جلوگیری شود .

خطرات :
اگر حوادث کنترل نشده ای موجب قطع آبیاری گردد ، به گیاه سریعاً صدمه وارد می شود . زیرا توان ریشه ها برای گرفتن آب و مواد غذائی به حجم نسبتاً کوچک خاک خیس شده محدود می گردد . جوندگان لوله های فرعی پلی اتیلن را می جوند برای رفع این مشکل و کنترل جوندگان ، بایستی از لوله های فرعی از جنس پی وی سی استفاده کرد .
با شکستن خط لوله انتقال آب اصلی یا درست کار نکردن سیستم تصفیه ، مقداری مواد زاید وارد آب می شود . با بروز این گونه حوادث ، تعداد زیادی از قطره چگانها دچار گرفتگی می شوند که بایستی تعمیر یا تعویض گردند .

1 ) معرفی سیستم آبیاری قطره ای
در این روش آبیاری ، آب با فشار کم (حدود یک اتمسفر ) پس از گذشتن از دستگاه کنترل مرکزی ( در صورت نیاز توام با کود محلول ) بوسیله لوله هائی که در سطح زمین پخش شده ، پس از عبور از قطره چکانها یی که در محل های مناسب در مجاورت گیاه قرار داده شده اند ، بصورت قطره قطره و بطور ممتد به اندازه نیاز گیاه به خاک داده میشود .


1 ـ 1 واحد کنترل مرکزی
از دستگاههائی تشکیل شده که آب پمپاژ شده را پس از تصفیه و افزایش کود ( در صورت لزوم ) و با کنترل دقیق میزان دبی جریان و تنظیم فشار وارد لوله اصلی شبکه آبیاری قطره ای می نماید .
1 ـ پمپ 9 ـ دبی سنج
2 ـ پایه شیر تنظیم فشار 10 ـ لوله اصلی
3 ـ شیرتخلیه هوا 11 ـ شیرهای قطعات ( اتوماتیک یا دستی )
4 ـ شیر کنترل 12 ـ لوله نیمه اصلی
5 ـ تانک کود یا دستگاه تزریق کود 13 ـ لوله های لترال
6 ـ شیر لوله اصلی 14 ـ بست ابتدائی
7 ـ فشار سنج 15 ـ شیرهای شستشو دهنده
8 ـ صافی 16 ـ واحد کنترل

وسائل بکار رفته در دستگاه کنترل مرکزی عبارتند از :

الف ـ انواع صافی های آب : صافی توری ، صافی سیکلونی ، صلفی شن

ب ـ انواع وسا یل ا ندازه گیری میزان جریان ، شیرهای خودکار کنترل حجمی ، کنتور آب ، شیرهای خودکار کنترل زما نی ، شیرهای یکطرفه و در سیستم های مدرن آبیاری وسا ئل بصورت کا مپیوتری جهت کنترل و قطع و وصل شیرهای آب قطعات آبیاری بصورت اتوما تیک و با برنامه ریزی کامپیوتر ی

ج ـ دستگاه تنظیم کننده فشار

د ـ شیر تخلیه هوا

ه ـ دستگاه تزریق کننده : تانک کود ، جهت مصرف کود




1 ـ 2 لوله های اصلی و لوله های نیمه اصلی
این لوله ها معمولاً از جنس پلی اتیلن یا P . V . C یا آزبست می باشند ، لوله اصلی آبرا از دستگاه کنترل مرکزی به لوله های نیمه اصلی می رساند ( این لوله ها در عمق مناسب در خاک قرار داده می شوند ) .

1 ـ 3 لوله های رابط
جنس این لوله ها معمولاًاز پلی اتیلن و بندرت از P . V . C میباشد که در عمق مناسبی از خاک قرار گرفته و آب را از لوله های نیمه اصلی ( یا اصلی ) گرفته و در لوله های فرعی که در سطح خاک و در امتداد ردیفهای کشت قرار دارند پخش میکند .

1 ـ 4 لوله های فرعی یا لترالها
این لوله ها از جنس پلی اتیلن نرم بوده که قطره چکا نها در محلهای مناسبی روی آن نصب می گردد .


1 ـ 5 قطره چکانها
روی لوله های فرعی نصب شده اند . نقش اصلی قطره چکا نها شکستن فشار آب داخل لوله فرعی و ریزش آن بصورت قطره قطره روی خاک می باشد .

1 ـ 6 لوله های فرعی قطره چکا نی
در بعضی مواقع نقش لوله های فرعی و قطره چکانها در هم ادغام شده و در حقیقت لوله های فرعی با سوراخها ئیکه در آن تعبیه می شود و یا از ماده متخلخلی که ساخته می شود نقش قطره چکانها را نیز ایفاء میکند .

1 ـ 7 بست ابتدا ئی و انتها ئی
بست ابتدا ئی نوعی اتصال پلی اتیلنی می باشد که لوله فرعی را به لوله رابط وصل می کند و بست انتهائی انتهای لوله را می بندد .

1 ـ 8 اتصا لات
لوله های پلی ا تیلن بوسیله جوش و یا اتصا لات مخصوص بهم متصل میگردد .

1 ـ9 فشار شکن
وسیله ای است که در صورت نیاز برای کاهش فشار آب در میسر جریان قرار داده میشود . فشار شکن دارای مکانیسم مخصوصی است که افزایش فشار آب بیش از حد مجاز در ورودی خود را کاهش میدهد ، بطوریکه بعد از فشار شکن فشار آب همیشه ثابت می ماند .

ب ـ 2 انواع آرایش قطره چکانها و سطح خیس شده

در روش آبیاری قطره ای تمام سطح زمین مرطوب نمیگردد بلکه درصدی از آن خیس می شود که آنرا سطح خیس شده ( P W ) می نامند . مقدار PW به سطح خیس شده توسط هر نقطه ریزش آب ( A W ) ، تعداد نقاط ریزش و آرایش نقاط بستگی دارد .
تعدادنقاط ریزش و انواع آرایش قطره چکانها در روی لوله های فرعی
بطور کلی هر چه نقاط ریزش آب ( تعداد قطره چکانها ) بیشتر باشد و قطره چکانها با آرایش مطلوبتری استقرار داده شوند سطح خیس شده ( P W ) ) بیشتر بوده ولی سیستم گرانتر خواهد بود . برای اقتصادی بودن طرح می توان بجای استفاده از قطره چکانهای ساده ( دارای یک نقطه ریزش آب ) از قطره چکانهای چند شاخه ( دارای چندین نقطه خروج آب ) استفاده کرد .
در اینجا پنج نوع استقرار قطره چکان که تاکنون معمول بوده و بیشتر مورد استفاده قرار میگردد توصیه میگردد :
ـ آرایش مستقیم یک ردیفه
در این نوع استقرار برای هر ردیف کاشت یک ردیف لوله فرعی اختصاص یافته و قطره چکانها با فواصل ( معمولاً مساوی ) روی آن قرار میگیرند . حاصل کار ایجاد یک نوار مرطوب ( نسبتاً همگن ) در طول ردیف کشت خواهد بود .
این روش آرایش یک آرایش ساده ای است که کار گذاری آن براحتی انجام میگیرد . مخصوصاً اگر از قطره چکانهای داخل خط A و یا از لوله های فرعی قطره چکانی استفاده سود ، می توان آنرا براحتی نصب و بسهولت جمع آوری نمود . بطور کلی این آرایش در کشت های ردیفی گیاهان یکساله که در آن نیاز به ایجاد نوار مرطوب در طول ردیف کشت است مناسب و قابل توصیه می باشد . در باغات با فاصله کشت زیاد درختان در روی ردیف ، امکان عدم استفاده ریشه از نوار مرطوب شده در فاصله بین درختان روی ردیف وجود دارد ، بنابراین در فاصله کاشت درختان ( در روی ردیف ) بیش از 6 متراین آرایش توصیه نمی شود .
در این حالت استفاده از روشهای آرایشی لوپ ( حلقه ای ) با استفاده از قطره چکانهای چند شاخه ای در اطراف درخت مورد توصیه است .

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله 16   صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

آشنایی با عیوب، روشهای ترمیم و بازرسی پوششهای گالوانیزه گرم

اختصاصی از اس فایل آشنایی با عیوب، روشهای ترمیم و بازرسی پوششهای گالوانیزه گرم دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

تحقیق برقراری روشهای پایشی

اختصاصی از اس فایل تحقیق برقراری روشهای پایشی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)


تعداد صفحه:7

فهرست:

برقراری روشهای پایشی

پایه‌ریزی مقررات پایشی در ccps پایه‌ریزی رویه‌هایی برای استفاده از نتایج پایشی در تنظیم مراحل تولید و حفظ کنترل:

« پایش» انجام یک رشته مشاهدات یا سنجش‌های( اندازه‌گیری) برنامه‌ریزی شده برای ارزیابی مهار یک منحاطرة بهداشتی در هر ccp و تهیه گزارش دقیق( پیوست ت) برای استفاده در مرحلة بعدی اجرای برنامة HACCP یعنی « پژوهشی و ممیزی» است. پایشی سه هدف عمده‌ای را برآورده می‌سازد: نخست آنکه پایشی برای اعمال مدیریت بهداشتی مواد خوراکی به کمک سامانة HACCP لازم و ضروری است. اگر پایشی نشان دهد که گرایشی به سمت از کنترل خارج شدن یک CCP وجود دارد. مثلاً فراتر رفتن از یک تراز مشخص( آرمانی) آنگاه قبل از آنکه انحرافی بروز کند می توان اصلاحی را برای برقراری دوباره کنترل در CCP به مورد اجرا گذارد. دوم آنکه پایشی برای تعیین اینکه چه موقع CCP از کنترل خارج شده و انحرافی در CCP بروز کرده است، مورد استفاده قرار می‌گیرد. سوم آنکه پایشی سند مکتوبی برای استفاده در مرحلة پژوهشی و ممیزی فراهم می‌آورد.

دانلود مقاله بنزوات سدیم مورد مصرف در صنایع غذائی- ویژگیها و روشهای آزمون

اختصاصی از اس فایل دانلود مقاله بنزوات سدیم مورد مصرف در صنایع غذائی- ویژگیها و روشهای آزمون دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

  0 ـ مقدمه
پیشرفت صنایع غذائی و تولید انبوه مواد غذائی لزوم استفاده از افزودنیهای خوراکی را ایجاب نموده است .
استفاده از این ماده نگهدارنده فقط در آن دسته مواد غذائی و به مقادیری مجاز است که مصرف آن در استانداردهای مربوطه قید شده است .
1 ـ هدف و دامنه کاربرد
هدف از تدوین این استاندارد ارائه ویژگیها , بسته‏بندی , نشانه گذاری , نمونه برداری و روشهای آزمون بنزوات سدیم مورد مصرف در صنایع غذائی می‏باشد .
2 ـ تعاریف و اصطلاحات
در این استاندارد واژه‏ها و اصطلاحات با تعاریف زیر به کار برده می‏شود :
2 ـ 1 ـ بنزوات سدیم 2
بنزوات سدیم ماده‏ای است شیمیائی با فرمول C6H5COONa و وزن ملکولی 144/1 که مصرف آن در مواد غذائی با اسیدیته بالا می‏تواند از رشد باکتریها , کپکها و مخمرها ( قارچها ) جلوگیری نماید و به این لحاظ در بعضی از مواد غذائی که مصرف آن مجاز شناخته شده است به کار می‏رود . این ماده به سه شکل گرد , دانه و یا پرکهای بلورین 3 در بازار عرضه می‏شود .
2 ـ 2 ـ محموله 4
محموله مقداری از کالاست که طبق یک قرارداد در یک نوبت حمل و تحویل می‏شود . یک محموله می‏تواند شامل یک یا چند بهر باشد .
2 ـ 3 ـ بهر 5
در یک محموله واحد , تمامی بسته هایی که از نظر اندازه و محتوی یکسان بوده و از یک پخت 6 واحد تشکیل شده باشد را یک بهر می‏گویند . اگر یک محموله از پختهای مختلفی تشکیل شده باشد بسته‏های متعلق به پخت یکسان باهم گروه بندی شده و هر گروهی یک بهر جداگانه را تشکیل می‏دهد .
3 ـ ویژگیها
بنزوات مورد مصرف در صنایع غذائی باید دارای ویژگیهای زیر باشد :
3 ـ 1 ـ ویژگیهای فیزیکی
3 ـ 1 ـ 1 ـ قابلیت انحلال
قابلیت انحلال بنزوات سدیم در آب مقطر و اتانل باید طبق بند 7 ـ 2 ـ 1 این استاندارد باشد .
3 ـ 1 ـ 2 ـ دامنه ذوب
دامنه ذوب اسید بنزویک حاصل از ترکیب بنزوات سدیم با اسید کلریدریک بین 121/5 تا 123/5 درجه سلسیوس می‏باشد ( روش آزمون طبق بند 7 ـ 1 ـ 1)
3 ـ 2 ـ ویژگیهای شیمیائی
ویژگیهای شیمیائی بنزوات سدیم مورد مصرف در صنایع غذائی باید طبق جدول شماره 1 باشد .


4 ـ بسته‏بندی
بنزوات سدیم باید در بسته‏های کاملا مسدود و نفوذناپذیر بسته‏بندی شود .
جنس موادی که برای بسته‏بندی بنزوات سدیم به کار می‏رود باید دارای استحکام کافی باشد به نحوی که از نظر جابجایی , ضربه پذیری و تغییرات کیفی سلامت محصول را تضمین نماید .
حداکثر مقدار بنزوات سدیم در یک بسته نباید از 25 کیلوگرم بیشتر باشد .
5 ـ نشانه گذاری
نشانه‏های زیر باید روی هر بسته بنزوات سدیم نوشته شود :
- نام کالا
- عبارت " مناسب برای مصرف صنایع غذائی " 7
- نام و نشانی تولیدکننده
- وزن خالص
- تاریخ و شماره سری ساخت
- شرایط نگهداری
6 ـ نمونه برداری
6 ـ 1 ـ نکات کلی در مورد نمونه برداری
6 ـ 1 ـ 1 ـ نمونه‏ها باید در محلی محفوظ از رطوبت , گردو خاک و دوده برداشته شود .
6 ـ 1 ـ 2 ـ وسیله نمونه برداری باید تمیز و خشک باشد .
6 ـ 1 ـ 3 ـ احتیاطهای لازم برای حفاظت نمونه‏ها و مواردیکه باید نمونه برداری شود به عمل آید .
6 ـ 1 ـ 4 ـ وسیله نمونه برداری و ظروف نمونه باید به دور از آلودگی‏های اتفاقی باشد .
6 ـ 1 ـ 5 ـ محتویات هر ظرف با بسته‏ای که برای نمونه برداری مشخص می‏شود باید حتی‏الامکان با وسیله مناسبی مخلوط شده و سپس نمونه معرف از آن تهیه شود
6 ـ 1 ـ 6 ـ نمونه‏ها باید در ظروف شیشه‏ای تمیز , خشک , مناسب و یا ظروف دیگری که بر روی نمونه‏ها تأثیری نداشته باشد نگهداری شود .
6 ـ 1 ـ 7 ـ گنجایش گنجایه‏های نمونه باید به اندازه‏ای باشد که تقریبأ با نمونه‏ها پر شود .
6 ـ 1 ـ 8 ـ ظروف نمونه پس از پرشدن باید به طور غیرقابل نفوذ درزبندی و مشخصات بهر , محموله و تاریخ نمونه برداری بر روی آن قید گردد .
6 ـ 1 ـ 9 ـ نمونه‏ها باید دور از منابع گرما و نور نگهداری شود به نحوی که دمای آن نسبت به دمای محیط تغییر نکند .
6 ـ 2 ـ روش نمونه برداری
- ابتدا تعداد بسته‏های موجود در بهر مورد نظر را معین کرده و سپس با مراجعه به جدول شماره 2 تعداد بسته هایی را که باید از آن نمونه برداری شود مشخص نمایید .
- با استفاده از جدول اعداد تصادفی تعداد بسته‏های مشخص شده را از بهر برداشته و کنار بگذارید .
- در صورتی که جدول اعداد تصادفی در اختیار نباشد تعداد بسته‏های موجود در بهر را به تعداد بسته‏هائی که باید از آن نمونه برداری شود تقسیم نموده و عدد صحیح حاصله را ملاک عمل قرار دهید .
مثلا اگر تعداد بسته‏های موجود در بهر 53 باشد باید تعداد 8 بسته برای نمونه برداری مشخص شود که برای این کار عدد 53 را به 8 تقسیم نموده و عدد صحیح حاصله را که 6 است ملاک عمل قرار دهید .
- شمارش را از یکی از بسته‏ها شروع کرده و ششمین بسته را کنار بگذارید این عمل را در مورد باقیمانده بسته‏های موجود در بهر آنقدر ادامه دهید تا تعداد بسته‏های کنار گذاشته شده به عدد 8 برسد .
- از هریک از بسته‏های کنار گذاشته شده مقدار 18/75 گرم با تقریب اضافی نمونه برداری نمائید .
- نمونه‏های برداشته شده را کاملا مخلوط کرده و سه قسمت 50 گرمی از مخلوط حاصله برداشته و هر قسمت را در گنجایه‏های شیشه‏ای مناسب ( که تقریبأ حجم آن پرشود ) ریخته و طبق بند 6 ـ 1 ـ 8 عمل کنید .
- یک نمونه را به صاحب کالا و دو نمونه دیگر را برای آزمایش و نگهداری به عنوان شاهد به آزمایشگاه ارسال نمائید .

(1) تقریب اضافی نباید بیش از نصف حداقل مقدار نمونه ذکر شده در ستون جدول سوم باشد
یادآوری - چنانچه شمار بسته‏های موجود در بهر بیش از 100 باشد , آن را به زیربهرهای حداکثر 100 تائی تقسیم و طبق جدول فوق نمونه برداری نمائید .
7 ـ روشهای آزمون
7 ـ 1 ـ روشهای آزمون مربوط به تشخیص بنزوات سدیم
برای تشخیص بنزوات سدیم از سه روش زیر استفاده می‏شود :
7 ـ 1 ـ 1 ـ دامنه ذوب
7 ـ 1 ـ 1 ـ 1 ـ اصول روش :
اصول این روش برمبنای رسوب دادن بنزوات سدیم به وسیله اسید کلریدریک و سپس اندازه‏گیری دامنه ذوب اسید بنزوئیک حاصله می‏باشد .
7 ـ 1 ـ 1 ـ 2 ـ مواد لازم
- اسید کلریدریک رقیق
طرز تهیه : 260 میلی‏لیتر اسید کلریدریک (25 درصد وزنی حجمی V/W) را با مقدار کافی آب مقطر مخلوط کنید و سپس به حجم یک لیتر برسانید .
- محلول نیترات نقره ده درصد
- اسید نیتریک خالص
7 ـ 1 ـ 1 ـ 3 ـ وسایل لازم
- لوله موئین با ضخامت دیواره 0/1 تا 0/15 میلی‏متر و قطر داخلی 0/9 تا 1/1 میلی‏متر
- دستگاه مخصوص اندازه‏گیری دامنه ذوب
این دستگاه دارای مخزنی است که حاوی مایعی مانند پارافین یا روغن سیلیکون می‏باشد و مجهز به همزن و دماسنج کمکی 8 است .
7 ـ 1 ـ 1 ـ 4 ـ روش کار
آماده کردن نمونه : محلول دو درصد حجمی بنزوات سدیم را تهیه نموده و سپس با اسید کلریدریک آن را اسیدی کنید رسوب سفید رنگی تشکیل می‏گردد . رسوب حاصله را با آب مقطر تا خروج کامل کلر بشوئید . عمل شستشو را تا زمانی که افزایش چند قطره نیترات نقره درصد به آب شستشو ایجاد کدورت نکند : ادامه دهید .
رسوب تهیه شده را روی شیشه ساعت یا ورقه نازکی پهن کنید و در درجه حرارت زیر دامنه ذوب ( دامنه ذوب اسیدبنزوئیک بین 121/5 تا 123/5 درجه سلسیوس است ) خشک کنید و یا به مدت 24 ساعت در دسیکاتور مجهز به خلاء که دارای اسیدسولفوریک است , قرار دهید . ماده خشک را در لوله خشک موئین بریزید و سپس به آرامی ته لوله را چند مرتبه به سطح سفتی بکوبید تا تمامی گرد به ته لوله منتقل شود به طوری که ارتفاع ماده در لوله موئین به اندازه 2 تا 4 میلی‏متر شود . سپس لوله موئین و محتویاتش را به یک دماسنج استاندارد 9 طوری بچسبانید که قسمت حاوی اسیدبنزوئیک آن در وسط حباب دماسنج قرار گیرد . دستگاه اندازه‏گیری نقطه ذوب ( بند 7 ـ 1 ـ 1 ـ 3) را روشن کرده و طوری تنظیم کنید که دمای آن در هر دقیقه 3 درجه سلسیوس افزایش یابد . زمانی که دما به 116/5 درجه سلسیوس رسید دستگاه را مجددا طوری تنظیم کنید که افزایش دما در هر دقیقه بین یک تا دو درجه سلسیوس باشد .
هنگامی که اولین قطره مایع در داخل لوله موئین تشکیل شد دما را یادداشت کنید و مجددا زمانیکه تمامی ماده داخل لوله موئین کاملا ذوب شد ( که با تشکیل یک هلالی مشخص می‏شود ) دما را یادداشت کنید .
برای تصحیح دما از روش زیر استفاده کنید :
قبل از شروع اندازه‏گیری ابتدا دماسنج کمکی را به دماسنج استاندارد به نحوی وصل کنید که حباب آن در وسط فاصله درجه ذوب مورد انتظار (121/5 تا 123/5 درجه سلسیوس ) و سطح مایع حرارت دهنده قرار گیرد . وقتی که محتویات لوله موئین ذوب شده دماسنج کمکی را بخوانید و عدد قرائت شده روی دماسنج استاندارد را از فرمول زیر تصحیح کنید .
(t - T) N * 0/00016
که در این فرمول :
N = تعداد درجات دماسنج استاندارد بین سطح مایع حرارت دهنده و سطح جیوه
T = دمای قرائت شده به وسیله دماسنج استاندارد
t = دمای قرائت شده به وسیله دماسنج کمکی
یادآوری - پس از تصحیح دمای شروع ذوب شدن و دمای ذوب شدن کامل اعداد به دست آمده معرف دامنه ذوب نمونه مورد آزمون خواهد بود .
7 ـ 1 ـ 2 ـ واکنش با کلرورفریک جهت تشخیص بنزواتها
7 ـ 1 ـ 2 ـ 1 ـ مواد لازم
- محلول کلروفریک (S.T) 10
طرز تهیه : 9 گرم فریک (FeCl3.6H2O) را در مقدار کافی آب مقطر حل کرده و سپس به حجم 100 میلی‏لیتر برسانید .
7 ـ 1 ـ 2 ـ 2 ـ وسایل لازم
وسایل معمولی آزمایشگاه
7 ـ 1 ـ 2 ـ 3 ـ روش کار
10 گرم بنزوات سدیم را در مقدار کافی آب مقطر حل کرده و سپس به حجم 100 میلی‏لیتر برسانید . این محلول با محلول کلرورفریک ( بند 7 ـ 1 ـ 2 ـ 1 ـ) رسوب زرد رنگ نخودی می‏دهد .
7 ـ 1 ـ 3 ـ آزمون با شعله جهت تشخیص ترکیبات سدیم
ترکیبات سدیم در مقابل شعله آتش یک شعله زرد رنگ طلائی ایجاد می‏کنند .
7 ـ 2 ـ روشهای آزمون مربوط به ویژگیهای فیزیکی بنزوات سدیم
7 ـ 2 ـ 1 ـ قابلیت انحلال
7 ـ 2 ـ 1 ـ 1 ـ مواد لازم
- اتانل خالص
7 ـ 2 ـ 1 ـ 2 ـ وسایل لازم
وسایل معمولی معمولی آزمایشگاه

7 ـ 2 ـ 1 ـ 3 ـ روش کار
مقدار یک گرم بنزوات سدیم را دقیقأ وزن نموده و به یک ارلن مایر 250 میلی‏لیتری منتقل نمائید و به آن 2 میلی‏لیتر آب مقطر و یا 90 میلی‏لیتر اتانول اضافه کنید . این محلول در 27 درجه سلسیوس در آب و یا اتانل حل می‏شود . محلول بنزوات سدیم در اتانل ممکن است کمی کدر شود .
یادآوری - روش آزمون دامنه ذوب که یکی از ویژگیهای فیزیکی بنزوات سدیم است در بند (7 ـ 1 ـ 1) شرح داده شده است .
7 ـ 3 ـ روشهای آزمون مربوط به ویژگیهای شیمیائی بنزوات سدیم
7 ـ 3 ـ 1 ـ آزمون درصد خلوص بنزوات سدیم
7 ـ 3 ـ 1 ـ 1 ـ اصول روش :
استخراج اسید بنزوئیک با اتر و عیار سنجی آن به وسیله اسید کلریدریک نیم نرمال
7 ـ 3 ـ 1 ـ 2 ـ مواد لازم
- اسیدکلریدریک یکدهم نرمال
- اسیدکلریدریک نیم نرمال
- معرف فنل فتالئین
طرز تهیه : 0/2 گرم فنل فتالئین (C20H14O4) را در 60 میلی‏لیتر اتانل 90 درصد حل کنید و به مقدار کافی آب مقطر به حجم 100 میلی‏لیتر برسانید .
- اتر
- معرف برموفنل آبی
طرز تهیه : 0/1 گرم برموفنل آبی را به کمک حرارت در 3/2 میلی‏لیتر هیدروکسید سدیم 0/05 نرمال و 5 میلی‏لیتر اتانل 90 درصد حل کنید . پس از این که برموفنل آبی کاملا حل شد به مقدار کافی با اتانل 20 درصد حجم آن را به 250 میلی‏لیتر برسانید .
7 ـ 3 ـ 1 ـ 3 ـ وسایل لازم
وسایل معمولی آزمایشگاهی
7 ـ 3 ـ 1 ـ 4 ـ روش کار
مقداری از نمونه را در گرمخانه در درجه حرارت 105±1 درجه سلسیوس به مدت 2 ساعت خشک کنید . سپس دقیقا مقدار 2/5 تا 3 گرم از نمونه خشک شده را وزن کنید و در 50 میلی‏لیتر آب مقطر حل کنید . در صورت لزوم محلول را با اسید کلریدریک یکدهم نرمال و با استفاده از معرف فنل فتالئین خنثی کنید سپس به آن 50 میلی‏لیتر اتر و چند قطره معرف برموفنل آبی بیافزائید و با اسید کلریدریک نرمال آن را تیتر کنید . در حین تیتر کردن محلول را مرتبأ تکان دهید تا موقعی که رنگ معرف تغییر کند . سپس محلول را به یک جداکننده منتقل کنید , خوب هم زده بگذارید کاملا دو بخش یا دو لایه از هم جدا شوند , لایه پائینی را جدا کنید و لایه اتری را با 10 میلی‏لیتر آب مقطر بشوئید و مجددا مانند عمل قبل لایه آبی را جدا نموده و به لایه آبی که قبلا جدا کرده‏اید , بیافزائید . سپس به آن 20 میلی‏لیتر اتر اضافه کنید و تیتراسیون را به وسیله اسیدکلریدریک نیم نرمال کامل کنید . در حین تیتراسیون محلول را تکان دهید . حجم اسیدکلریدریک نیم نرمال مصرفی را طی دو مرحله تیتراسیون یادداشت نموده و با هم جمع کنید و در فرمول زیر بگذارید .
روش محاسبه :
هر میلی‏لیتر اسیدکلریدریک نیم نرمال معادل است با 0/07205 گرم بنزوات سدیم
= درصد خلوص بنزوات سدیم
در این فرمول :
V = حجم اسیدکلریدریک نیم نرمال مصرفی برحسب میلی‏گرم
W = وزن نمونه برداشتی به گرم
یادآوری - برای اندازه‏گیری خلوص بنزوات سدیم روش دیگری نیز به کار می‏رود که در پیوست الف این استاندارد شرح داده شده است .
7 ـ 3 ـ 2 ـ آزمون درصد آب بنزوات سدیم
7 ـ 3 ـ 2 ـ 1 ـ وسایل لازم
- آون که در درجه حرارت 105±1 درجه سلسیوس قابل تنظیم باشد .
- ترازوی آزمایشگاهی حساس با دقت 0/01 میلی‏گرم
- ظرف شیشه‏ای دردار کم عمق
7 ـ 3 ـ 2 ـ 2 ـ روش کار
دقیقأ 2 گرم از نمونه گرد شده مورد آزمون را در ظرف توزین که قبلا وزن آن تعیین شده است , بریزید . نمونه را کاملا پخش کنید به طوری که ضخامت آن در هیچ قسمت از ظرف توزین از 5 میلی‏متر تجاوز نکند . سپس ظرف حاوی نمونه ( بدون در ) را در آن که در درجه حرارت 105±1 درجه سلسیوس تنظیم شده است , بگذارید . پس از 2 ساعت آن را از آون بیرون آورده و فورا در آن را ببندید و در دسیکاتور بگذارید . وقتی دمای آن به درجه حرارت اتاق رسید آن را وزن کنید . این کار را تا موقعی که به وزن ثابتی برسد تکرار کنید و میزان رطوبت را براساس کاهش وزن در اثر خشک شدن حساب کنید .
درصد رطوبت بنزوات سدیم از فرمول زیر محاسبه می‏شود :
= درصد رطوبت
در این فرمول :
m0 = وزن نمونه مورد آزمون برحسب گرم
m1 = مجموع وزن نمونه و وزن ظرف نمونه قبل از خشک کردن
m2 = مجموع وزن نمونه و وزن ظرف نمونه بعد از خشک کردن
یادآوری - برای اندازه‏گیری درصد آب در بنزوات سدیم روش دیگری نیز به کار می‏رود که در پیوست ب این استاندارد شرح داده شده است .
7 ـ 3 ـ 3 ـ آزمون اسیدیته - قلیائیت بنزوات سدیم
7 ـ 3 ـ 3 ـ 1 ـ مواد لازم
- اسیدکلریدریک یکدهم نرمال
- هیدروکسید سدیم یکدهم نرمال
- معرف فنل فتالئین
روش تهیه شناساگر فنل فتالئین طبق بند 7 ـ 1 ـ 1 ـ 2 می‏باشد .
7 ـ 3 ـ 3 ـ 2 ـ وسایل لازم
وسایل معمولی آزمایشگاه
7 ـ 3 ـ 3 ـ 3 ـ روش کار
2 گرم بنزوات سدیم را در 20 میلی‏لیتر آب مقطر تازه جوشیده حل کنید . برای خنثی شدن نبایستی بیشتر از 0/2 میلی‏لیتر هیدروکسید سدیم یکدهم نرمال و یا اسیدکلریدریک یکدهم نرمال به کار می‏رود .
در این آزمایش از شناساگر فنل فتالئین استفاده می‏شود .
7 ـ 3 ـ 4 ـ آزمون موادی که به سهولت زغالی می‏شوند11
7 ـ 3 ـ 4 ـ 1 ـ مواد لازم
- اسیدسولفوریک 25 درصد
- یدور پتاسیم
- تیتر از ول تیوسولفات سدیم یکدهم نرمال
- هیدروکسید سدیم 20 درصد
- اسیداستیک غلیظ
- اسیدکلریدریک غلیظ
- پراکسید هیدروژن 3 درصد
- شناساگر نشاسته
طرز تهیه : یک گرم گرد نشاسته مناسب را با 10 میلی‏گرم اکسید جیوه قرمز مخلوط کنید و به آن مقدار کافی آب سرد اضافه کنید تا خمیر رقیقی ایجاد شود . سپس 20 میلی‏لیتر آب جوش اضافه نموده و مخلوط را به مدت یک دقیقه بجوشانید و در طی مدت جوشیدن دائمأ آن را هم بزنید . سپس آن را سرد کرده و در موقع مصرف از محلول شفاف روئی استفاده کنید .
- کلرور کبالت به فرمول CoCl2.6H2O
- کلرورفریک به فرمول FeCl3.6H2O
- سولفات مس به فرمول CuSO4.5H2O
- مایع مقایسه‏ای 12
این مایع از آمیختن محلول‏های زیر تشکیل می‏گردد که طرز تهیه آن در همین بند شرح داده شده می‏شود .
- 0/2 میلی‏لیتر محلول کلرور کبالت
- 0/3 میلی‏لیتر محلول کلرورفریک
- 0/1 میلی‏لیتر محلول سولفات مس
- 4/4 میلی‏لیتر آب مقطر
طرز تهیه محلول کلرور کبالت :
ابتدا محلولی مرکب از 25 میلی‏لیتر اسید کلریدریک و 975 میلی‏لیتر آب مقطر تهیه کرده و مقدار 65 گرم کلرور کبالت را در یک بالن حجمی یک لیتری با مقداری از محلول فوق حل نمائید و حجم آن را با محلول اسید کلریدریک در آب به یک لیتر برسانید . سپس دقیقأ 5 میلی‏لیتر از محلول به حجم رسیده را در یک ارلن مایر 250 میلی‏لیتری در سمباده‏ای بریزید و به آن 5 میلی‏لیتر پراکسید هیدروژن 3 درصد و 15 میلی‏لیتر هیدروکسید سدیم 20 درصد بیافزائید و به مدت 10 دقیقه بجوشانید . پس از سرد کردن 2 گرم یدور پتاسیم و 20 میلی‏لیتر اسیدسولفوریک 25 درصد اضافه کنید . وقتی که رسوب حل شد ید آزاد شده را با استفاده از شناساگر نشاسته به وسیله تیوسولفات سدیم یکدهم نرمال تیتر کنید .
هر میلی‏لیتر تیوسولفات سدیم یکدهم نرمال معادل است با 23/8 میلی‏گرم کلرور کبالت به فرمول CoCl2.6H2O حجم نهائی محلول را به وسیله افزودن محلول فوق ( اسیدکلریدریک در آب ) به نحوی تنظیم کنید که هر میلی‏لیتر آن شامل 59/5 میلی‏گرم از کلرور کبالت باشد .
طرز تهیه محلول کلرورفریک :
ابتدا محلولی مرکب از 25 میلی‏لیتر اسیدکلریدریک و 975 میلی‏لیتر آب مقطر تهیه کرده و مقدار 55 گرم کلرورفریک را در یک بالون حجمی یک لیتری با مقداری از محلول فوق حل نمائید و حجم آن را با محلول اسید کلریدریک در آب به حجم یک لیتر برسانید و سپس دقیقأ 10 میلی‏لیتر از محلول به حجم رسیده را در یک ارلن مایر 250 میلی‏لیتری در سمباده‏ای بریزید و به آن 15 میلی‏لیتر آب مقطر و 3 گرم یدور پتاسیم بیافزائید و بگذارید مدت 15 دقیقه در تاریکی بماند .
سپس 100 میلی‏لیتر آب مقطر اضافه کنید و با تیوسولفات سدیم یکدهم نرمال ید آزاد شده را با استفاده از شناساگر نشاسته تیتر کنید .
هر میلی‏لیتر سولفات سدیم یکدهم نرمال معادل است با 27/03 میلی‏گرم از کلرور فریک به فرمول FeCl3.6H2O حجم نهائی محلول را به وسیله افزودن محلول اسیدکلریدریک در آب به نحوی تنظیم کنید که هر میلی‏لیتر آن شامل 45 میلی‏لیتر کلرورفریک باشد .
طرز تهیه محلول سولفات مس :
ابتدا محلولی مرکب از 25 میلی‏لیتر اسیدکلریدریک و 975 میلی‏لیتر آب مقطر تهیه کرده و مقدار 65 گرم از سولفات مس را در یک بالون حجمی یک لیتری با مقداری از محلول فوق حل نمائید و حجم آن را با محلول اسیدکلریدریک در آب به حجم یک لیتر برسانید . سپس 10 میلی‏لیتر از محلول به حجم رسیده را در یک ارلن مایر 250 میلی‏لیتری در سمباده‏ای بریزید و به آن 40 میلی‏لیتر آب مقطر و 4 میلی‏لیتر اسیداستیک و 3 گرم یدورپتاسیم اضافه کنید و بعد آن را با تیوسولفات سدیم یکدهم نرمال در حضور شناساگر نشاسته تیتر کنید .
هر میلی‏لیتر تیوسولفات یکدهم نرمال معادل است با 24/97 میلی‏گرم از سولفات مس به فرمول. CuSO4.6H2Oحجم نهائی محلول را به وسیله افزودن محلول اسیدکلریدریک در آب به نحوی تنظیم کنید که هر میلی‏لیتر آن شامل 62/4 میلی‏گرم از سولفات مس باشد .
7 ـ 3 ـ 4 ـ 2 ـ وسایل لازم
وسایل معمولی آزمایشگاه
7 ـ 3 ـ 4 ـ 3 ـ روش کار
0/5 گرم بنزوات سدیم را در 5 میلی‏لیتر اسید سولفوریک حل کنید . و رنگ آن را با رنگ محلول مقایسه کنید . رنگ محلول نباید تیره‏تر از رنگ مایع مقایسه‏ای باشد .
7 ـ 3 ـ 5 ـ آزمون موادی که به سهولت اکسیده می‏شوند 13
7 ـ 3 ـ 5 ـ 1 ـ مواد لازم
- اسیدسولفوریک 94/5 تا 95/5 درصد
- محلول پرمنگنات پتاسیم یکدهم نرمال
7 ـ 3 ـ 5 ـ 2 ـ وسایل لازم
وسایل معمولی آزمایشگاه
7 ـ 3 ـ 5 ـ 3 ـ روش کار
1/5 میلی‏لیتر اسیدسولفوریک را به آرامی به 100 میلی‏لیتر آب مقطر اضافه کنید و آن را تا زمان جوش حرارت دهید و سپس قطره قطره محلول پرمنگنات پتاسیم یکدهم نرمال را تا زمانیکه رنگ صورتی به مدت 30 ثانیه باقی بمانده اضافه کنید . بعد 1 گرم بنزوات سدیم به محلول گرم اضافه کنید و آن را با محلول پرمنگنات پتاسیم یکدهم نرمال تیتر کنید . رنگ صورتی کمرنگ باید به مدت 15 ثانیه باقی بماند . بیش از 0/5 میلی‏لیتر از محلول پرمنگنات پتاسیم یکدهم نرمال نباید استفاده شود .
7 ـ 3 ـ 6 ـ آزمون اسیدهای پلی سیکلیک 14
7 ـ 3 ـ 6 ـ 1 ـ مواد لازم
- معرف فنل فتالئین
طرز تهیه معرف فنل فتالئین طبق بند 7 ـ 3 ـ 1 ـ 2 می‏باشد .
- اسیدکلریدریک یکدهم نرمال
7 ـ 3 ـ 6 ـ 2 ـ وسایل لازم
وسایل معمولی آزمایشگاه
7 ـ 3 ـ 6 ـ 3 ـ روش کار
حدود 10 گرم بنزوات سدیم را در آب مقطر حل کنید و اگر نیاز باشد آن را با اسیدکلریدریک یکدهم نرمال در مجاورت معرف فنل فتالئین خنثی کنید و سپس آن را به حجم 100 میلی‏لیتر برسانید 40 میلی‏لیتر اسیدکلریدریک به محلول بیافزائید و رسوب ایجاد شده را به وسیله حرارت حل کنید و اجازه دهید مدت 12 ساعت بماند و بعد رسوب را صاف کنید . سپس دامنه ذوب رسوب خشک را که بایستی بین 121/5 تا 123/5 درجه سلسیوس باشد ، طبق اندازه گیری دامنه ذوب بند شماره 7ـ1ـ1 تعیین کنید .
در صورتیکه دامنه ذوب رسوب خشک خارج از مقدار 121/5 تا 123/5 درجه سلسیوس باشدنمونه مردود است .
7 ـ 3 ـ 7 ـ آزمون ترکیبات آلی کلردار 15
7 ـ 3 ـ 7 ـ 1 ـ مواد لازم
- اسیدنیتریک غلیظ 69 تا 71 درصد
- کربنات کلسیم
- اسیدنیتریک رقیق
طرز تهیه : 190 میلی‏لیتر از اسید نیتریک 50 درصد را با مقدار کافی آب مقطر به حجم یک لیتر برسانید .
- محلول نیترات نقره یکدهم نرمال
- محلول اسیدکلریدریک یکدهم نرمال
7 ـ 3 ـ 7 ـ 2 ـ وسایل لازم
وسایل معمولی آزمایشگاه
7 ـ 3 ـ 2 ـ 3 ـ روش کار
0/25 گرم بنزوات سدیم را در 10 میلی‏لیتر آب مقطر حل کنید و سپس با اسید نیتریک غلیظ آن را اسیدی کنید و رسوب حاصله را صاف کنید . رسوب را با 0/5 گرم کربنات کلسیم مخلوط نمائید و مخلوط حاصله را خشک کرده و بعد بسوزانید . به باقیمانده حاصل از سوزاندن 20 میلی‏لیتر اسیدنیتریک رقیق بیافزائید و بعد آن را صاف کنید . محلول صاف شده را با 0/5 میلی‏لیتر نیترات نقره یکدهم نرمال مخلوط کنید . کدورت محلول مخلوط شده فوق نباید از کدورت محلولی با حجم مشابه که از اختلاط 20 میلی‏لیتر آب مقطر , 0/5 میلی‏لیتر نیترات نقره یکدهم نرمال و 0/05 میلی‏لیتر اسید کلریدریک یکدهم نرمال تهیه شده است , بیشتر باشد .
7 ـ 3 ـ 8 ـ آزمون ارسنیک برحسب ارسنیک

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله 42   صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید