اثر میدان مغناطیسی بر نوع و مقدار مونومرها در کوپلیمر پلی هیدروکسی آلکانوات

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

کرمان، دانشگاه شهید باهنر کرمان، دانشکده فنی مهندسی، بخش مهندسی شیمی، صندوق پستی 7618891167

چکیده

با هدف غلبه بر مشکلات زیست محیطی ناشی از تجمع پلاستیک­ های مصنوعی و دفع لجن فعال مازاد در تصفیه خانه­ های فاضلاب شهری، پژوهش ­های متعددی در زمینه تولید پلیمر­های زیست ­تخریب ­پذیری چون پلی­ هیدروکسی ­آلکانوات ها (PHAs) انجام شده است. در این پژوهش اثر میدان­ های مغناطیسی 5، 10، 15، 20، 25 و 50 میلی­ تسلا بر نوع و درصد جرمی مونومر­های کوپلیمر PHA و بر مقدار تولید آن از لجن فعال در مقایسه با نمونه شاهد (بدون اعمال میدان مغناطیسی) ارزیابی شد. مراحل آزمون شامل انتقال لجن فعال به راکتور ناپیوسته، افزودن سدیم استات به­ عنوان منبع کربن، ایجاد میدان مغناطیسی، هوادهی به­ مدت  30 ساعت، نمونه­ برداری و اندازه گیری زیست ­پلیمر بود. نتایج پژوهش نشان داد، بیشترین مقدار PHA در میدان 20 میلی ­تسلا تولید شده که معادل 0.75 گرم بر لیتربود و کمترین مقدار تولید در میدانی با شدت 50 میلی ­تسلا، 0.55  گرم بر لیتر مشاهده شد. افزون بر این، میدان مغناطیسی بر نوع و مقدار مونومر تولید شده در کوپلیمر اثرگذار بوده است. حداکثر درصد جرمی والرات در میدان مغناطیسی 50 میلی ­تسلا مشاهده شد، در حالی بود که این میدان مغناطیسی باعث کاهش 8.33% مقدار تولید زیست­ پلیمر نسبت به نمونه شاهد شده است. همچنین حداکثر درصد جرمی بوتیرات در میدان مغناطیسی 5 میلی ­تسلا (%81) حاصل شد. با توجه به نتایج این پژوهش درصد جرمی والرات در نمونه شاهد و نمونه ­هایی که اعمال میدان مغناطیسی بر آنها اثری منفی (کاهش تولید کوپلیمر) داشته است، از درصد جرمی بوتیرات بیشتر بوده که دلیلی بر برتری کوپلیمر در این موارد از نظر خواص مکانیکی بر زیست ­پلیمر تولید شده در سایر نمونه­ هاست.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Magnetic Field on the Type and Amount of Monomers in Polyhydroxyalkanoate Copolymer

نویسندگان [English]

  • Marzie Fatehi
  • Seyed Ahmad Ataei
Department of Chemical Engineering, Shahid Bahonar University, P.O. Box: 7618891167, Kerman, Iran
چکیده [English]

Many studies have been conducted on production of biodegradable polymers such as polyhydroxyalkanoates (PHAs) in overcoming the environmental problems due to the accumulation of synthetic plastics as waste materials and excessive activated sludge produced in municipal waste water treatment plants. In this study; the effect of magnetic field intensity of 5, 10, 15, 20, 25 and 50 milliTesla (mT) was investigated on the type and amount of monomers produced in the copolymer and PHA production in activated sludge and the results were compared simultaneously with the results of PHA production without the magnetic field (0 mT). The experimental procedure included the transfer of the activated sludge into the batch reactor, addition of sodium acetate, magnetic field generation by magnets, aeration for 30 h, sampling at definite timing, measurement of PHA by gas chromatography. In summary, this research indicated that, the maximum PHA content was produced at 20 mT which was equal to 0.75 g/L, whereas the lowest PHA content was observed at 50 mT (0.55 g/L). In addition, the magnetic field was influenced by the type and amount of monomer produced in PHA. The highest amount of valerate was observed at 50 mT, while this magnetic field decreased the amount of PHA (8.33%) compared to the control sample. Also, the maximum amount of butyrate monomer in the copolymer was observed at 5 and 20 mT, which were equal to 81% and 74 %. According to the results obtained, the mass percentage of valerate in the control sample and those exposed to magnetic field with negative effects was more than the mass percentage of butyrate; an indication of better copolymers on the basis of their mechanical properties.

کلیدواژه‌ها [English]

  • municipal waste water
  • activated sludge
  • polyhydroxyalkanoate
  • aeration
  • magnetic field