جالبترین حقایق درباره مغز انسان که شگفت‌زده‌تان می‌کند!

پردیس فناوری کیشطرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه صنعت و مدیریت شیمی

مغز انسان به عنوان مرکز سیستم عصبی یکی از پیچیده‌ترین بخش‌های بدن انسان است که شاید به جرات بتوان

گفت این اندام تا کنون بیشترین اسرار بیولوژیکی بدن انسان را در خود نهفته است.

خود مغز درد را احساس نمی‌کند

تا به حال فکر کرده اید که جراحان مغز چطور می‌توانند بیماران را عمل کنند، در حالی که آن‌ها به هوش هستند؟

«بث مک کوئیستون» متخصص اعصاب توضیح می‌دهد که اگرچه مغز چندین لایه پوشش و عروق خونی دارد که

گیرنده‌های درد دارند، اما خود مغز ندارد. مثلا وقتی کسی سردرد دارد، فکر می‌کند که این درد از مغزش نشات می‌گیرد، اما در واقع عضلات و پوست اطراف مغز است که درد را احساس می‌کند.

مغز حریص است

مغز تنها حدود ۳ درصد از وزن بدن را تشکیل می‌دهد، اما حدود ۳۰ درصد از خونی که قلب پمپاژ می‌کند را

دریافت می‌کند. این نشان می‌دهد مغز نسبت به سایر بخش‌های به ظاهر مهم بدن به توجه و حفاظت بیشتری نیاز

دارد. مغز مثل یک کودک لوس وحریص است، اما بسیار باهوش و کارآمد هم است. یک ده هزارم ثانیه طول می‌کشد تا مغز به چیزی واکنش دهد و یک عمل را ایجاد کند.

شما بیشتر اوقات از بیشتر مغزتان استفاده می‌کنید

شاید فکر کنید که تنها از بخش کوچکی از مغزتان استفاده می‌کنید، اما اینطور نیست. حقیقت این است که بیشتر مغز دائما در حال کار کردن است؛ احساس، پردازش، فکر، حرکت و حتی رویاپردازی. حتی وقتی شب‌ها خوابیم مغزمان کار می‌کند.

امواج مغز وقتی خواب می‌بینیم فعالتر هستند

وقتی سریع خوابمان می‌برد، فکر می‌کنیم مغزمان خاموش شده، اما درواقع بیشتر از وقتی که بیداریم، حرف

می‌زنیم، می‌خوریم و فکر می‌کنیم، کار می‌کند. افراد در بیداری بیشتر از امواج آلفا و بتا استفاده می‌کنند که

هوشیاری روز را به ما می‌دهد. اما خواب، به خصوص در مراحل اولیه از فعالیت تتا استفاده می‌کند، که دامنه‌اش بزرگتر از بتا است.

مغز بزرگسالان هنوز سلول‌های عصبی جدید می‌سازد

هرچند بیشتر سلول‌های عصبی ما از زمان تولد با ما بوده اند، اما هنوز مغزتان سلول‌های عصبی جدید می‌سازد. این فرآیند در مناطق خاصی اتفاق می‌افتد که شکنج دندانه‌دار نامیده می‌شود. تحقیقات نشان می‌دهد که مغز بزرگسالان سلول‌های عصبی جدید تولید می‌کند و از آن‌ها در مدار‌های عصبی استفاده می‌کند. این نورون‌ها برای یادگیری، حافظه و واکنش به استرس اهمیت دارند. چطور می‌توانید این فرآیند را در مغزتان تقویت کنید؟ با سبک زندگی سالم، چیز‌هایی مثل خوابیدن، ورزش کردن و رژیم غذایی متعادل.

تقریبا نیمی از انرژی کودک صرف مغزش می‌شود

مغز برای فعالیت به انرژی زیادی نیاز دارد و این در مورد کودکان بیشتر صدق می‌کند، چون در حال یادگیری، پردازش و رشد سریع هستند. دانشمندان اخیرا دریافتند که در سال‌های پیش از دبستان، وقتی رشد مغز کودک سریع‌تر است، رشد جسمی آهسته‌تر است که احتمالا برای ذخیره انرژی بیشتر برای رشد مغز است. برعکس در دوران بلوغ، وقتی رشد جسمی سریعتر است، رشد مغز کند می‌شود.

بیشتر سلول‌های مغز، نورون نیستند

آیا می‌دانستید تعداد زیادی سلول گلیا از هر یک از نورون‌های مغز حفاظت می‌کنند؟ این قهرمانان میکروسکوپی مطمئن می‌شوند که موادمغذی و اکسیژن کافی به نورون‌ها می‌رسد، نورون‌ها را از یکدیگر جدا می‌کنند و حتی بعد از آسیب نورونی به پاکسازی کمک می‌کنند. آن‌ها به بهینه سازی ارتباط بین نورون‌ها هم کمک می‌کنند.

ورزش برای مغز هم به اندازه جسم مفید است

ورزشکاران حرفه ای می‌دانند که تغذیه مغز چقدر برای بازدهی و انرژی لازم برای تمریناتشان مهم است. این به خاطر تحریک ذهنی است که با ورزش همراه است، و اینکه سیستم قلبی عروقی سالم خون را بهتر به مغز پمپاژ می‌کند. به خصوص وقتی تازه یک کلاس ورزشی را شروع می‌کنید یا برای اولین بار رژیم می‌گیرید، مغزتان سخت‌تر کار می‌کند تا حرکات را یاد بگیرد و عضلات را کنترل کند.

می‌توانید از طریق گوش‌ها ببینید

توانایی مغز برای سازماندهی و تغییر خودش در طول عمر، چیز واقعا شگفت انگیزی است. در یک تحقیق، فعالیت مغز افرادی که نابینا به دنیا آمده بودند با کسانی که بینایی عادی داشتند مقایسه شد و دریافتند بخشی از مغز که به طور طبیعی با چشم‌ها ارتباط دارد، می‌تواند خودش را با پردازش اطلاعات صوتی به جای درک بصری هماهنگ کند.


پردیس فناوری کیشطرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه صنعت و مدیریت شیمی

مناطق بینایی مغز پشت سر قرار دارند

شاید عجیب باشد، اما بخشی از مغز که مسئول بینایی است، در پشت سر ما قرار دارد. همچنین سمت چپ مغز بینایی چشم راست را کنترل می‌کند و بالعکس

مغز شما کوچکتر از مغز اجدادتان است

این یکی از ترسناکترین واقعیت‌ها درباره مغز است، اما تحقیقات ثابت می‌کند که مغز ما کوچک شده است. شواهد اسکلتی از ساکنان باستانی قاره‌های مختلف این نظریه را تایید می‌کند. برخی دانشمندان آن را با میانگین جثه انسان مرتبط می‌دانند که در ۱۰۰۰۰ سال گذشته کوچک شده است. جسم بزرگتر به سیستم اعصاب بزرگتری نیاز دارد، بنابراین چون جسم ما کوچکتر شده، مغزمان هم کوچک می‌شود.

تنوع سلولی مغز بیشتر از سایر بافت‌های بدن است

برخلاف کبد یا برخی عضلات بدن، که بیشتر سلول‌ها مثل هم هستند، مغز از انواع سلول‌ها تشکیل شده است.

در بیداری مغز الکتریسیته کافی برای روشن کردن یک لامپ کوچک را تولید می‌کند

طبق تحقیقات، رباتی که پردازنده‌ای به هوشمندی مغز انسان دارد به حداقل ۱۰ مگاوات برق نیاز دارد تا به درستی کار کند. سلول‌های عصبی مغز برق کافی برای روشن کردن یک لامپ را تامین می‌کنند که ۱۰۰ میلیارد سلول این انرژی را تامین می‌کنند؛ و مغز هم آن قدر سریع کار می‌کند که سریع‌تر از بهترین کامپیوتر جهان است. اطلاعات از دست و پا با سرعت ۲۴۰ کیلومتر بر ساعت به مغز می‌رسند.

وقتی دو نوازنده باهم اجرا می‌کنند، امواج مغزشان همگام می‌شوند

گروهی از دانشمندان از الکترود‌هایی استنفاده کردند تا امواج مغزی ۱۶ زوج گیتاریست را ثبت کنند. اگرچه هر کدام از افراد در هر زوج پارت متفاوتی را می‌نواختند، امواج مغزیشان همگام شده بود. امواج مغزی، مواد شیمیایی عصبی و حتی ضربان قلب در کسانی که با هم آواز می‌خوانند یا در گروه‌های کر همگام و شبیه می‌شود.

مطالعه با صدای بلند نسبت به خواندن بی صدا از مدار‌های مغزی متفاوتی استفاده می‌کند

محققان دریافتند که کودکان اول یاد می‌گیرند با صدای بلند بخوانند و وقتی دانش آن‌ها تثبیت شد می‌توانند برای خودشان در سکوت بخوانند. در واقع صداهای مختلف مثل به شکل موسیقی متفاوت از صدای حرف زدن عادی پردازش می شوند.

مغز عمدتا چربی است

پردیس فناوری کیشطرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه صنعت و مدیریت شیمی

مغز از ۶۰ درصد چربی تشکیل شده است. به همین دلیل رژیم غذایی غنی از چربی‌های سالم مثل امگا ۳ و امگا ۶ برای مغز و سلامت عمومی بدن حیاتی است. چربی دیوار‌ه‌های سلولی را تثبیت می‌کند، ویتامین‌های محلول در چربی را از جریان خون جذب و ذخیره می‌کند. التهاب را کم می‌کند و به تنظیم سیستم ایمنی و عملکرد بدن کمک می‌کند

سلول‌های مغز تنها با اکسیژن و گلوکز زنده می‌مانند

این دو ماده برای بقای مغز انسان ضروری هستند. وقتی اکسیژن یا گلوکز به مغز نرسد سه تا شش دقیقه طول می‌کشد تا آسیب جبران ناپذیری ببیند. مغز قلب و شش‌ها و هوشیاری را ما را کنترل می‌کند. به همین دلیل بیشتر مرگ‌ها فوری نیستند. حتی اگر سر انسان قطع شود، مرگ چند دقیقه بعد اتفاق می‌افتد.

ظرفیت مغز نامحدود است

چیزی با عنوان اینکه «دیگر مغزم جا ندارد» وجود ندارد. مغز مثل حافظه داده کامپیوتر یا تلفن همراه نیست. قدرت مغز نامحدود است. هرچند کمبود خواب روی توانایی مغز برای ایجاد حافظه جدید تاثیر دارد.

حافظه کوتاه مدت ۲۰ تا ۳۰ ثانیه طول می‌کشد

تا به حال به این فکر کرده اید که چطور ممکن است وسط حرفتان چند لحظه حواستان پرت شود و بعد فراموش کنید چه می‌گفتید؟ این به ظرفیت مغز برای نگه داشتن مقدار کمی اطلاعات در حافظه فعال مرتبط است. مغز این اطلاعات را در حالت در دسترس نگه می‌دارد، اما این اطلاعات را فقط حدود نیم دقیقه نگه می‌دارد. بیشتر افراد اعداد را حدود ۷.۳ ثانیه و کلمات را ۹.۳ ثانیه به خاطر می‌سپارند.

می‌توان نیمی از مغز را برداشت بدون اینکه روی شخصیت یا حافظه اثر بگذارد

عجیب است، اما می‌توان نیمی از مغز را جراحی و حذف کرد. این یک روش بسیار نادر جراحی مغز است که برای درمان انواع اختلالات تشنج استفاده می‌شود. البته این عمل کاملا بی تاثیر هم نیست و تفاوت‌های بسیار کوچکی ایجاد می‌کند.

پردیس فناوری کیشطرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه صنعت و مدیریت شیمی

۱۰ اثر خطرناک و جبران‌ناپذیر وای فای بر انسان

پردیس فناوری کیشطرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه صنعت و مدیریت شیمی

سازمان سلامت جهانی گزارشی منتشر کرده است که در آن به تشریح ۱۰ اثر خطرناک و جبران‌ناپذیر «امواج

وای‌فای» بر بدن انسان از جمله افزایش امکان ابتلا به سرطان، خنثی‌سازی اسپرم مردان و ناباروری در مردان و

زنان پرداخته است.

سازمان سلامت جهانی Global Healing Center به تازگی گزارشی منتشر کرده است که به 10 اثر مخرب

امواج «وای‌فای» بر روی بدن انسان اشاره دارد.


طبق این گزارش، امروزه دسترسی به وای‌فای بسیار آسان است و با یک دستگاه کوچکی به نام مودم می‌توانید از

طریق گوشیهای هوشمند و لپ‌تاپ شخصی خود به وای‌فای و از طریق آن به اینترنت دسترسی داشته باشید؛ این

دستگاه در عین امکان دسترسی آسان به فضای مجازی و اینترنت دارای آثار مخرب و البته پنهانی است که از

طریق امواج تولیدی توسط آن به بدن انسان وارد می‌شود.


دستگاه‌های مودم با قابلیت وای‌فای نخستین بار در سال 1997 به بازار عرضه شدند

که از همان زمان، دانشمندان و کارشناسان به بررسی و تحقیق در مورد آنها و امواج تولیدی آنها پرداختند؛

تحقیقات به عمل آمده نشان داد که امواج تولیدی توسط این دستگاه آثار مخربی

بر روی مغز و بدن انسان به خصوص در کودکان می‌گذارد. 


البته نتایج به دست آمده، در سالهای اخیر کسب نشده و

مدتهاست که گزارشهای متعددی در مورد اثرات مخرب

وای‌فای منتشر شده است به عنوان مثال در سال 2008 یکی از کارشناسان امریکایی مقاله‌ای با عنوان

«کنترل مغز توسط گوشیهای هوشمند» منتشر کرد که در آن اثرات خطرناک وای‌فای را بازگو کرده بود.

گذشته از موارد ذکر شده، گزارش سازمان بهداشت جهانی نشان از 10 واقعیت خطرناک در مورد امواج

وای‌فای دارد

افزایش مشکلات بیخوابی به واسطه وای فای

پردیس فناوری کیشطرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه صنعت و مدیریت شیمی


تا به حال به این توجه کرده‌اید که پس از استفاده از وای‌فای به راحتی نمی‌توانید بخوابید و تنها در تخت به خود

می‌پیچید؟ در یک آمارگیری که در سال 2007 به عمل آمد، گزارشهایی منتشر شد که نشان می‌داد

بسیاری از افراد از مشکل بیخوابی رنج می‌برند.


مطالعات و تحقیقات نشان ‌می‌دهد که امواجی که از وای‌فای تولید می‌شوند از جنس الکترومغناطیس هستند و این

امواج بر روی خواب انسانها تأثیر می‌گذارد؛ در سال 2007 در این مورد آزمایشی انجام گرفت به این صورت که

تعدادی از افراد را در اتاقی قرار دادند که در معرض امواج الکترومغناطیسی قرار داشتند، در سوی دیگر تعدادی

از افراد را در اتاقی قرار دادند که از این امواج به دور بودند.


پس از انجام این آزمایش مشاهده شد که آن دسته از افراد که در معرض امواج الکترومغناطیسی قرار داشتند،

الگوهای موجی واقع در مغز که مربوط به خواب آنها می‌شود، تغییر کرد و به سختی می‌توانستند بخوابند.


گزارشات و تحقیقات نشان می‌دهد که خوابیدن در کنار یک تلفن همراه متصل به وای‌فای یا در آپارتمانی که تعداد

زیادی وای‌فای در آن مشغول به کار است، یک بمباران امواج را روی بدن افراد انجام می‌دهد که موجب مشکلات

شدید در خواب می‌شود و الگوهای یک خواب آرام و طبیعی را به طور کلی از بین می‌برد.

از طرفی بروز مشکلات عمده در خواب، مشکلات اساسی دیگری نیز در پی دارد که از جمله آنها می‌توان به

افسردگی و فشار خون بالا اشاره کرد.


کاهش رشد کودکان


تحقیقات نشان می‌دهد که امواج تولید شده از مودمها همچنین اینترنت نسل سوم و چهارم (3G و 4G) بر
روی رشد بافتهای سلولی بدن انسان به‌خصوص جنین تأثیر مستقیم می‌گذارد و موجب کاهش رشد آنها
می‌شود.

پژوهشی در سال 2009 توسط یکی از دانشمندان استرالیایی نشان می‌دهد که امواج الکترومغناطیسی،
سنتز پروتئین (محل تولید پروتئین در بدن) را از بین می‌برد؛ این دانشمند استرالیایی طی یادداشتی نوشت:
«سنتز پروتئین وظیفه تولید پروتئین در بدن را بر عهده دارد که موجب رشد بافتها و سلولهای بدن در
کودکان و جوانان می‌شود لذا می‌توان نتیجه گرفت که افراد در این سن و سال بیشتر از افراد دیگر در
معرض خطر از سوی این امواج هستند.»


کاهش رشد سلولهای بدن و گیاهان


در سال 2013 گروهی از دانش‌آموزان دانمارکی اذعان داشتند، شبهایی که در کنار گوشیهای موبایلشان
می‌خوابند، پس از بیدار شدن از خواب تمرکز لازم را ندارند و نمی‌توانند بر روی درسهایشان تمرکز کرده و
آنها را فرا بگیرند؛ پس از مطرح شدن این مسئله، تحقیقات بر روی آن آغاز شد و گروهی از دانشمندان این
آزمایش را بر روی گیاهان انجام دادند به این صورت که تعدادی از گیاهان را در اتاقی همراه با امواج
وای‌فای و تعدادی دیگر را در اتاقی خالی از هرگونه امواجی قرار دادند؛ پس از مدتی مشاهده شد که آن
دسته از گیاهانی که در معرض تشعشات وای‌فای قرار داشتند، هیچ رشدی نکرده‌اند در حالی که دسته دیگر
رشد قابل توجهی داشتند.

پردیس فناوری کیشطرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه صنعت و مدیریت شیمی


کاهش عملکرد مغز با امواج اینترنت 3G و 4G


همزمان با اذعان دانش‌آموزان دانمارکی مبنی بر عدم تمرکز لازم پس از خوابیدن نزدیک گوشی موبایل،
دانشمندان شروع به تحقیقاتی راجع به اینترنت نسل سوم و چهارم اینترنت کردند که پس از یک سال یعنی
در سال 2014 به این نتیجه رسیدند که امواج این نسل از اینترنت خطرناکتر از امواج وای‌فای هستند و
موجب کاهش عملکرد مغز می‌شود و فعالیت آن را کم می‌کند.

پردیس فناوری کیشطرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه صنعت و مدیریت شیمی


کاهش فعالیت مغز در زنان


گروهی متشکل از 15 زن و 15 مرد برای انجام آزمایشی، داوطلب به تست هوش شدند؛ در ابتدا، تمامی
شرکت‌کنندگان در مکانی امتحان دادند که از اشعات و امواج وای‌فای دور بود که این امتحان بدون هیچ
مشکل و اثرات پیچیده‌ای برگزار شد.

در مرحله بعدی، شرکت‌کنندگان در معرض موجی به طول 2.4 گیگاهرتز از طرف یک وای‌فای قرار گرفتند؛

در هنگام برگزاری این امتحان، عملکرد مغز در همه افراد بررسی شد که پس از این بررسیها مشخص شد

که عملکرد مغز زنان حاضر در امتحان به شدت کاهش یافت همچنین از نظر فیزیکی و انرژی لازم نسبت به

مردان ضعف داشتند لذا می‌توان گفت که اثرات این امواج بر روی افرادی که بدن نسبتاً ضعیف‌تری دارند،

مشهودتر است.


خنثی‌سازی اسپرم بدن مردان با امواج وای فای


در گذشته دانشمندان به این نتیجه رسیده بودند که حرارت ناشی از لپ‌تاپها موجب از بین رفتن اسپرم مردان

می‌شود اما امروزه تحقیقات نشان می‌دهد که این موضوع تنها به این حرارت ختم نمی‌شود؛ تحقیقات به عمل آمده

نشان می‌دهد که امواج ناشی از وای‌فای موجب کاهش حرکت اسپرم در بدن مردان و شکسته شدن DNA می‌شود؛

مطالعات و آزمایشهای انجام شده بر روی بدن انسانها و حیوانات نشان می‌دهد که این امواج اثرات مخربی بر روی

اسپرم و ‌‌DNA در مردان دارند.


ناباروری در زنان


گزارشها، مطالعات و آزمایشهایی که بر روی حیوانات انجام شده، نشان می‌دهد که برخی از طول موجهای امواج

ناشی از وای‌فای موجب عدم تخم‌گذاری آنها می‌شود؛ با انجام تحقیقات بیشتر نتایجی به دست آمد که نشان می‌دهد

امواج ناشی از وای‌فای، برخی از بافتهای بدن زنان و تخمدانهای آنها را ضعیف می‌کند که این موضوع امکان

ناباروری در زنان را به شدت افزایش می‌دهد.

دانشگاه کارولینسکای سوئد در سال 2011 گزارشی منتشر کرد که در این گزارش به دو چیز هشدار داده شده

است؛

نخست اینکه زنان حامله نباید از دستگاه‌های وایرلس استفاده کنند و از دیگر کاربران این دستگاه‌ها نیز باید دوری کنند.


همچنین استانداردهای کشور امریکا و کانادا برای امواج رادیویی و اشعات وای‌فای مناسب نیست و می‌تواند به

زنان باردار و جنین داخل شکمشان آسیب وارد کند.


افزایش استرس و بیماریهای قلبی


تا به حال به این موضوع دقت کرده‌اید که چرا زمانی که به مودم یا گوشیهایی که از نسل سوم و چهارم اینترنت

استفاده می‌کنند، نزدیک می‌شوید، ضربان قلبتان تند‌تند می‌زند؟ تا به حال توجه کرده‌اید زمانی که گوشی موبایلتان

را در جیب لباستان قرار می‌دهید ضربان قلبتان شدید و نامنظم می‌شود؟


آزمایشی در سال 2015 که بر روی 69 نفر به عمل آمد نشان داد که همه این افراد در مواجهه با امواج

الکترومغناطیسی عکس‌العمل نشان دادند و تعداد ضربان قلبشان افزایش یافت؛ این افزایش ضربان قلب دقیقاً به

زمانی شبیه است که افراد دارای استرس ناشی از برخی عوامل مانند امتحان، کار، تصادفات و … دارند.


افزایش امکان ابتلا به سرطان به واسطه امواج وای فای


بحث سرطان ناشی از این امواج بسیار بحث بزرگ و پیچیده‌ای است که هنوز صد‌در‌صد ثابت نشده است اما

آزمایشهایی بر روی گونه‌های مختلفی از حیوانات به عمل آمده که نشان می‌دهد، قرار گرفتن در معرض تشعشات

وای‌فای می‌تواند امکان مبتلا شدن به سرطان را در آنها افزایش دهد

پردیس فناوری کیشطرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه صنعت و مدیریت شیمی

حذف آلودگی‌های نفتی از خاک

حذف آلودگی‌های نفتی از خاک

پردیس فناوری کیش طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه علوم ومهندسی محیط زیست

بر اساس گزارش آژانس حفاظت از محیط‌زیست، ۹۸ درصد آلودگی‌های نفتی در خشکی‌ها اتفاق می‌افتد.

پاک‌سازی خاک‌ها باید توسط روشی پاک و کم‌هزینه انجام شود.

دانشمندان دانشگاه Rise در طرح خود از روش پیرولیز برای حذف آلودگی‌های نفتی استفاده کردند.


پیرولیز یک فرآیند ترموشیمیایی است که در طی آن خاک آلوده شده با نفت گرما داده می‌شود تا ترکیبات هیدروکربنی در آن سوخته و تجزیه شود.

اکسیژن خاک در طی پیرولیز خارج می‌شود اما تأثیری بر روی حاصل‌خیزی خاک ندارد.

عامل کلیدی در حفظ حاصل‌خیزی، باقی ماندن بخش رُسی خاک است.

رُس، موجب حفظ آب درون خاک می‌شود؛ اما افزایش دما بیش از ۵۰۰ درجه‌ سانتی‌گراد خواص این بخش خاک را به‌طور برگشت‌ناپذیری از بین می‌برد.

برای انجام آزمایش‌ها از خاک منطقه‌ Hearne تگزاس نمونه‌برداری انجام شد.

سپس خاک با نفت خام آلوده شد تا بهترین دما برای انجام فرآیند پیرولیز تعیین شود.

پیرولیز نسبت به روش‌های دیگر به انرژی کمتری نیاز دارد و همچنین محصولی که آلودگی‌زدایی شده است کمتر آسیب دیده و حاصل‌خیزی خود را حفظ می‌کند.

بعد از انجام مطالعه مشخص شد اگر خاک آلوده در دمای ۴۲۰ درجه سانتی‌گراد برای مدت زمان ۱۵دقیقه قرار بگیرد؛ ۹۹ درصد از هیدروکربن‌های نفتی (TPH) و ۹۴.۵ درصد از هیدروکربن‌های آروماتیک (PAH) آن حذف می‌شود.

این دما مناسب‌ترین دما برای حذف آلودگی‌‌ با کمترین عارضه‌ جانبی است.

اگر دما تا ۴۷۰ درجه‌ سانتی‌گراد افزایش یابد، حذف آلاینده‌ها بهتر خواهد بود اما مصرف انرژی و‌ عدم حاصل‌خیزی خاک نیز افزایش می‌یابد.

کاهو از مقاومت بالایی نسبت آلودگی‌های نفتی برخوردار است و در این خاک‌ها نیز می‌تواند رشد کند.

برای انجام بررسی اولیه میزان تأثیر پیرولیز بر روی حاصل‌خیزی خاک، از یک گونه‌ کاهو (Simpson black-seeded) استفاده شد.

خاک‌های تمیز، خاک‌های آلوده با نفت خام و خاک‌های پیرولیز شده‌ برای کشت کاهو انتخاب شدند؛ بعد از ۲۱ روز مشاهده شد که میزان جوانه‌زنی و رشد کاهو در خاک پیرولیز شده مشابه با رشد کاهو در خاک پاک است.

حال یک سؤال پیش می‌آید که آیا روش پیرولیز که موجب حفظ حاصل‌خیزی می‌شود، آلاینده‌ها را نیز به طور کامل حذف کرده است یا نه؟

در مطالعه‌ دیگری اثرات آلاینده‌های هوا بر‌ تکامل نوزادان بررسی شد و مشخص شد که ذرات پخش شده از خاک‌های آلوده همانند PAH بر روی ریه‌ها اثر منفی می‌گذارند.

اما ذرات پراکنده شده از خاک‌های پیرولیز شده فاقد هرگونه سمیّتی هستند.

برای دست‌یابی به  هدف پاک‌سازی خاک که شامل حفظ حاصل‌خیزی خاک و سمیت‌زدایی از آن است لازم نیست از روش‌های منحصر‌به‌فرد برای هر کدام استفاده شود و می‌توان با یک روش، به طور همزمان به هر دوی آن‌ها دست یافت.

جذب زیستی دی‌اکسیدکربن توسط میکروارگانیسم های مهندسی شده

جذب زیستی دی‌اکسیدکربن توسط میکروارگانیسم های مهندسی شده

پردیس فناوری کیش طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه علوم ومهندسی محیط زیست

دی‌اکسیدکربن یکی از گازهای گلخانه‌ای است که باعث پدیده گرمایش زمین می‌شود.

جذب و جداسازی دی‌اکسیدکربن توسط میکروارگانیسم‌ها علاوه‌بر حل مسأله تغییرات اقلیمی و گرمایش جهانی، محصولات مفیدی مانند بیودیزل‌ها را نیز تولید می‌کند.


جداسازی دی‌اکسیدکربن: از زمین تا سلول

افزایش غلظت دی‌اکسیدکربن یکی از عوامل پدیده پیچیده گرمایش جهانی است.

این مشکل، جامعه علمی و صنعتی را بر آن داشته است که روش‌هایی را برای ذخیره‌سازی و کاهش انتشار این گاز پیدا کنند.

جداسازی دی‌اکسیدکربن توسط میکروارگانیسم‌ها، روش دوست‌دار محیط‌زیستی است که علاوه بر کاهش انتشار دی‌اکسیدکربن، باعث تولید محصولات با ارزشی نیز می‌شود.

راهبردهای بهبود این فرایند شامل هر دو گزینه :
  1. افزایش جذب دی‌اکسیدکربن توسط میکروارگانیسم‌ها
  2. کاهش انتشار آن توسط آن‌ها می‌باشد.          (شکل 1)

جذب کربن‌دی‌اکسید

هر دو میکروارگانیسم اتوتروف و هتروتروف دی‌اکسیدکربن را جذب می‌کنند.

میکروارگانیسم‌های اتوتروف دی‌اکسیدکربن را به‌عنوان منبع کربن مصرف می‌کنند و مواد با ارزشی مانند بیودیزل، آنتی‌اکسیدان، کود زیستی و ترکیبات زیست‌فعال تولید می‌کنند.

البته هم‌چنان مقدار و سرعت تولید مواد شیمیایی از میکروارگانیسم‌های اتوتروف باید بهبود یابد.

به‌طور مثال، بیشترین سرعت تولید چربی از ریزجلبک، 5 گرم بر مترمربع بر روز است در حالی که برای اقتصادی کردن فرایند، این مقدار باید به 30 گرم بر مترمربع بر روز برسد.

در مقابل، میکروارگانیسم‌های هتروتروف می‌توانند مواد شیمیایی مانند لاکتات و اتانول را با سرعت بیشتری تولید کنند.

علاوه بر این، ابزارهای ژنتیکی برای هتروتروف‌ها پیشرفته‌تر است. با این وجود، جذب دی‌اکسیدکربن در هتروتروف‌ها وابسته به استفاده از مواد آلی است تا انرژی لازم را تأمین کند.

در این صورت، جذب کلی دی‌اکسیدکربن زمانی اتفاق می‌افتد که محصولات خاصی مانند ملات و سوکسینات تولید شود.

چالش اصلی استفاده از میکروارگانیسم‌های هتروتروف فراهم آوردن منبع دیگری از انرژی برای سلول است.

طی فرایند تخمیر میکربی، دی‌اکسیدکربن از واکنش‌های دیکربوکسیلاسیون، اکسیداسیون احیاء و تولید آدنوزین‌تری‌فسفات آزاد می‌شود.

تولید دی‌اکسیدکربن باعث کاهش بازدهی تولید مواد دیگر می‌شود زیرا از هر 3 اتم کربن یکی از آن‌ها تبدیل به دی‌اکسیدکربن و 2 عدد از آن‌ها به اتانول تبدیل می‌شود.

علاوه براین، آزادسازی میکروبی دی‌اکسیدکربن ممکن است باعث کاهش جذب آن توسط میکروارگانیسم‌های اتوتروف شود.

راه‌های متابولیکی و متابولیسم انرژی سلول‌ها می‌تواند بهبود یابد تا از وقوع این اتفاقات منفی جلوگیری شود.

تبدیل متان به فراورده‌های غذایی

تبدیل متان به فراورده‌های غذایی

پردیس فناوری کیش طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه علوم ومهندسی محیط زیست

اخیراً روشی برای تبدیل متان به فراورده‌های غذایی و مواد مفید توسط محققین در سطح جهانی ارائه شده است.

گاز متان جزء گازهای گلخانه‌ای به شمار می‌رود و ظرفیت گرمایی آن از دی‌اکسید کربن نیز بیشتر می‌باشد.

این ایده توسط شرکت String Bio در حال اجرا شدن است، در واقع آن‌ها متان را به پروتئین تبدیل ‌می‌کنند.

محققین در چند سال گذشته، گاوها را به دلیل مقدار متان تولیدی بسیار زیادی که دارند زیر نظر قرار داده‌اند.

اضافه بر این قطع درختان جنگل برای ایجاد فضای زندگی گاوها، باعث شده تا حجم زیادی از دی‌اکسید کربن وارد فضای اتمسفر شود؛ بسیاری پیشنهاد داده‌اند تا گوشت گاو به‌طور کلی از چرخه غذایی حذف شود، یا اینکه مصرف آن به شدت کاهش یابد.

ازیل سوبیان (Ezhil Subbian) -مدیر عامل String bio– می‌گوید:

“آزاد کردن گاز متان در طبیعت و محیط‌زیست به دلیل ظرفیت گرمایی‌ای که دارد، به‌مراتب خطرناک‌تر از دی‌اکسید کربن می‌باشد.

امروزه حادثه‌های بسیاری ناشی از همین قدرت اشتعال‌پذیری، تحت عنوان فلرینگ اتقاق می‌افتد؛ در پی آن گاز دی‌اکسید کربن آزاد شده وارد محیط می‌شود.

پس محققان ما تصمیم گرفتند تا طی پروژه‌ای، از این فراورده‌ی زاید محصولات مفید تولید کنند.”

طبق گفته‌های او، این شرکت به‌دنبال راه‌حلی بود که مرتبط با مشکلات اساسی در جغرافیای آسیایی باشد و بتوان بعد‌ها آن را به بازار‌های جهانی منتقل کرد.

هند، با توجه به مقدار منابعی که برای زیست‌شناسی شیمیایی به‌منظور بهبود فعالیت‌های کشاورزی، در اختیار شرکت قرار می‌دهد، بهترین مکان برای رسیدن به این اهداف بود.

البته باید توجه داشت که پروتئین تولیدی این شرکت در حال حاضر تنها برای مصرف حیوانات استفاده می‌شود، اما با پیشرفت بیشتر می‌توان آن را برای مصرف انسان نیز استفاده کرد.

زمانی که ایده تبدیل گاز‌های گلخانه‌ای به مواد خوراکی در سطح جهانی مطرح شد، سرمایه‌گذاری‌های بسیاری در شرکت‌هایی مانند String Bio انجام شد.

Subbian یکی از چالش‌های اصلی را، به دلیل تعریف یک ارگانیسم نوین و توسعه‌یافته از طریق زیست‌شناسی مصنوعی، رقابت با شرکت‌هایی می‌داند که دنبال راه‌حلی برای این مشکل از طریق زیست‌شناسی مصنوعی هستند.

این موضوع در کنار افزایش نگرانی‌ها بابت ارگانیسم‌ها، باعث شده تا سرعت تحقیق در زمینه ارگانیسم‌های زنده کاهش یابد.

یکی از نگرانی‌ها این است که ارگانیسم توسعه‌یافته ممکن است اثرات ناخواسته و غیرمنتظره‌ای بر روی دیگر موجوداتی که با آن‌ها در تعامل است، داشته باشد؛ و دیگر نگرانی اینکه آن‌چه تصور می‌شود یک درک کامل از ژن باشد، ممکن است یک درک ناقص بوده و نتایج ناخواسته و مضر بسیاری در پی داشته باشد.

راه های مقابله با عصبانیت

پردیس فناوری کیش-طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت-(گروه مهندسی شیمی)

10 راه کنترل عصبانیت

 

براي اينکه بتوانيد عصبانيت خود را کنترل کنيد به اين 10 توصيه توجه کنيد.


بعد از يک روز کاري سخت و پرمشغله و کلي سر و کله زدن با کارمندان و مشتريان ماشين خود را روشن مي‌کنيد تا به خانه برگرديد، اما ترافيک سنگين خيابان، آن‌قدر عصباني‌تان مي‌کند که مدام با دست روي فرمان ماشين مي‌کوبيد و فرياد مي‌زنيد. گاهي هم دست‌تان را روي بوق گذاشته و مي‌خواهيد هر طور که شده و از هر راهي از ترافيک فرار کنيد. تازه اين بخشي از داستان است. وقتي به خانه مي‌رسيد با کلي عصبانيت در را به هم مي‌کوبيد و بر سر همسر و فرزندتان هم داد مي‌زنيد. اما بدانيد که کنترل بد عصبانيت نه تنها موجب ناراحتي اطرافيان‌تان مي‌شود بلکه مي‌تواند سلامت شما و روابط کاري‌تان و ارتباطات‌تان را هم به خطر بيندازد.

1- ورزش کنيد.

فعاليت جسمي به شما کمک مي‌کند که عصبانيت شما طول ‌مدت کوتاه‌تري داشته باشد. با افزايش توان جسمي قدرت غلبه شما بر عصبانيت بيشتر مي‌شود.

2- شروع به نوشتن کنيد.

کلماتي که موقع عصبانيت بيان مي‌کنيد را روي کاغذ بنويسيد و سعي کنيد ديگر هنگام مشاجره و عصبانيت آنها را تکرار نکنيد.

3- يک لحظه تفکر کنيد.

در مراحل شديد عصبانيت بهتر است از مواجهه با فردي که از دست او عصباني هستيد دور شويد و در مقابل او قرار نگيريد. به جاي اين چند لحظه به خود فرصت بدهيد تا آرام شده و در مورد روش‌هاي ابراز عصبانيت کمي فکر کنيد.

4- خشم‌تان را خالي نکنيد.


اين يک باور غلط اجتماعي است که مي‌گويند بيرون ريختن غضب و خشم و عصبانيت هميشه بهترين راه احساس راحتي است. خالي کردن خود با فرياد و عصبانيت مي‌تواند باعث بروز مشکلات بيشتر شود به جاي اينکه آنها را حل کند. اين کار مي‌تواند روابط بين افراد را بدتر کرده و شيوه خوبي براي الگو بودن براي کودکان نيست.

 

5 -حرف بزنيد به جاي داد زدن.


در مورد چيزي که داريد مي‌گوييد کمي فکر کنيد و صداي‌تان را بلند نکنيد. در مورد چيزي که شما را عصباني کرده با آرامي توضيح دهيد. سعي کنيد قبل از اينکه پاسخ بدهيد به آنچه فرد مقابل‌تان هم مي‌گويد گوش کنيد.

 

 

6- تنوع را فراموش نکنيد.


اگر مي‌بينيد که ترافيک و شلوغي خيابان‌ها شما را عصباني مي‌کند، از وسيله ديگري به غير از اتومبيل خود براي رفت و آمد استفاده کنيد يا اگر امکان دارد مکان شغل خود را نزديک محل زندگي‌تان انتخاب کنيد.

 

7-به فوايد و مضرات عصبانيت فکر کنيد.


بعد از اينکه عصبانيت‌تان فروکش کرد با خود فکر کنيد اين عصبانيت چه فوايدي براي من و فرد مقابل داشت؟ آسيب‌ها و اثرات منفي آن روي من و ديگري چه‌قدر بود؟ آيا مشکل را برطرف کرد؟

 

8- از مهارت حل مشکل استفاده کنيد.


با خود فکر کنيد و راه‌حل‌هاي ديگري را به غير از عصبانيت براي حل مشکل پيدا کنيد.

 

 

9 -موقعيت را بپذيريد.


برخي چيزها را نمي‌توان تغيير داد. گاهي بايد به جاي عصباني شدن وضعيت کنوني را پذيرفت و با آن سازگاري پيدا کرد. در اين صورت لازم است شيوه‌هاي مقابله با مشکلات را ياد گرفته و يا آنها سازگار شويد.

10- به سلامت خود بينديشيد.


عصبانيت موجب افزايش هورمون استرس و عصبانيت در بدن شما مي‌شود که اين خود موجب افزايش فشار خود شما مي‌شود. پس بگذاريد با آرامش مشکلات برطرف شود، چرا که عصبانيت‌هاي طولاني مدت و شديد سلامت قلب شما را هم به خطر مي‌اندازد.

شیمی بسپار

پردیس فناوری کیشطرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه صنعت و مدیریت شیمی

شیمی بسپار یا پلیمر (به انگلیسی: Polymer Chemistry) یا شیمی

درشت‌مولکول (به انگلیسی: Macromolecular Chemistry) ،

شاخه‌ای از دانش شیمی است که در آن خواص

شیمیایی و روش ساخت درشت‌مولکول‌ها و بسپارها مورد مطالعه قرار می‌گیرد.

بسپارها، از بسپارش تک‌پارها تشکیل می‌شوند. در شیمیِ بسپار، درجه بسپارش ، توزیع جرمی

مولی ، تاکتیسیته ، هم‌پار و بسیاری موضوعات دیگر مورد بررسی هستند.

مقدمه:


بشر نخستین ، آموخته بود چگونه الیاف پروتئینی پشم و ابریشم و الیاف سلولزی پنبه و کتان را عمل آورد،

رنگرزی کند و ببافد. بومیان جنوبی از لاستیک طبیعی ، برای ساختن اشیاء کشسان و

پارچه‌های ضد آب استفاده می‌کردند.

 پلی کلروپرن ، نخستین لاستیک سنتزی است که در آمریکا تهیه شد و گسترش یافت. پلی بوتادین ،

نخستین کائوچوی سنتزی است که آلمانی‌ها به نام بونا- اس به مقدار کافی تهیه کردند. 

بوتیل کائوچو ، یکی از چهار لاستیک سنتزی است که اکنون به مقدار بیشتری تهیه و مصرف می‌شود.

نخستین لاستیک مصنوعی ، سلولوئید است که از نیترو سلولز و کافور توسط “پارکر” در سال 1865 تهیه شد.

ولی در سال 1930، عمل پلیمریزاسیون و الکلاسیون کشف شد و در صنعت بکار گرفته شد.

در این دوران ، آمونیاک برای تولید مواد منفجره ، تولوئن برای TNT و بوتادین و 

استیرن برای تولید لاستیک مصنوعی به مقدار زیادی از نفت تولید شد.

ستات سلولز در سال 1894 توسط “بران دکرس” سنتز شد و در سال 1905 توسط “میلس” کامل شد.

در سال 1900، “رم” ، پلیمریزاسیون ترکیبات آکریلیک را آغاز کرد

و در سال 1901، “اسمیت” نخستین فتالات گلسیرین (یا فتالات گلسیریل) را تهیه کرد.

در اواسط قرن بیستم در آلمان ، “اشتودینگر” ، قانون مهم ساختار مولکولهای بزرگ را وضع کرد.

در سال 1934، کارخانه (ICI) موفق به تهیه مولکولهای بزرگ پلی اتیلن شد.

دوپن” بطور منظم در زمینه تراکم مواد بررسیهایی انجام دارد که در نتیجه ، به تهیه پلی آمیدها یعنی

الیاف نایلون نایل شد و الیاف پلی آمید را از کاپرولاکتام تهیه کرد که به الیاف پرلون شهرت یافت

کاغذ ، چوب ، نایلون ، الیاف پلی استر ، ظروف ملامین ، الیاف پلی اتیلن ، اندود تفلون ظروف آشپزی ، نشاسته ،

گوشت ، مو ، پشم ، ابریشم ، لاستیک اتومبیل و… ، ماکرومولکولهایی هستند که روزانه با آنها برخورد می‌کنیم.

در مورد پلیمرها با مفاهیمی همچون خواص فیزیکی و مکانیکی ، مکانیسم پلیمر شدن ،

 فرآورش پلیمرها روبرو هستیم.

خواص فیزیکی و مکانیکی پلیمرها

پردیس فناوری کیشطرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه صنعت و مدیریت شیمی

در بر گیرنده مفاهیم زیر است:

مورفولوژی ، رئولوژی ، انحلال پذیری ، وزن مولکولی ، روشهای آزمودن ، روشهای شناسایی.

مکانیسم پلیمری شدن

از سه طریق زیر است:

پلیمرشدن تراکمی ، پلیمرشدن افزایشی ، کوپلیمرشدن.

فرآورش پلیمرها

در برگیرنده مباحث زیر است:

پر کننده‌ها ، توان دهنده‌ها ، نرم سازها ، پایدار کننده‌ها، عمل آورنده‌ها ، رنگ‌ها و غیره.

چند کاربرد مهم پلیمرها

پلی آمید (نایلون)

برای تهیه الیاف ، طناب ، تسمه ، البسه ، پلاستیک صنعتی ، جایگزین فلز

 در ساخت غلتک یا تاقان ، بادامک ،دنده ، وسایل الکتریکی بکار می‌رود.

پلی استر

بصورت الیاف ، جهت تهیه انواع لباسها ، نخ لاستیک ، بصورت لایه

برای تهیه نوار ضبط صوت و فیلم بکار می‌رود.

پلی اتیلن (کم‌چگالی ، شاخه‌دار)

بصورت لایه ورقه در صنایع بسته بندی ، کیسه پلاستیکی ، الیاف پارچه بافتنی ،

بسته‌بندی غذای منجمد ، پرده ، پوشش پلاستیکی ، عایق ، سیم و کابل ، بطری بکار می‌رود.

پلی استیرل

برای تهیه رزینهای تبادل یونی ، انواع کوپلیمرها ، رزینهای ABC ، مواد اسفنجی ،

وسایل نوری ، وسایل خانگی، اسباب بازی ، مبلمان بکار می‌رود.

پردیس فناوری کیشطرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه صنعت و مدیریت شیمی

علائم هشدار دهنده ای که نشان میدهد بدن شما دچار کم آبی شده است

پردیس فناوری کیشطرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه صنعت و مدیریت شیمی

اصطلاح و عبارت کم آبی ،به نظر میرسد که بسیار جدی است فکرمیکنید که هیچ ارتباطی با شما ندارد

و ممکن است که فقط در کشور های فقیر و یا بلاهای شدید، مانند زمین لرزه اتفاق بیافتد؟درست است؟

خیر! کمبود آب، خیلی رایج تر از آن است که مردم فکر میکنند ؛

75%از آمریکایی ها به طور مداوم دچار کمبود آب هستند و این را نمی دانند

و حتی کمبود آب میتواند برروی بدن و حتی احساساتمان، تاثیر داشته باشد.

دکتر روبرتالی از مرکز clear Lake Regional Medical; گفت60%از بدن ما از آب تشکیل شده است

,75%از آن ، در ماهیچه ها,85%از آن در مغز ما ,وجود دارد،

که شبیه روغن، برای یک ماشین است ؛ وقتی احساس ناخوشایندی میکنید، اغلب ممکن است به علت کمبود آب بدن باشد.

مشکلاتی که با کمبود آب در بدنتان ایجاد می شود

1.خستگی :

شما در کار و در خانه خسته شده اید ,بعد از یک خواب خوب شبانه باز هم احساس خستگی میکنید چرا؟

اگر به طور مداوم احساس خستگی میکنید ،در واقع این احتمال وجود دارد که آب بدن تان کم است ؛ کمبود آب،

باعث میشود که فعالیت آنزیمی بدنتان کاهش یابد و باعث شود، که انرژی کمتری را برای مزایای آینده تولید کند.

2.یبوست مزمن:

احساس نفخ و متورم شدن، میکنید علاوه بر سخت نفس کشیدن هیچ چیز بیرون نمی آید,به جز فیبر زیادی که در

رژیم غذایی خود داشتید در این موارد، باید بررسی کنید که آیا آب به اندازه کافی میخورید یا نه!؟ کمبود آب ،

یکی از دلایل شایع است که باعث یبوست مزمن میشود وقتی آب کافی ننوشید، ضایعات روده شما خشک میشود و

به سختی بیرون می آید.

سردرد یکی از علائم کم آبی بدن

3.سردرد:

همانطور که 85%از آب بدنمان در مغزماست ،وقتی به اندازه کافی آب ننوشیم ,مغزمان فورا واکنش نشان میدهد ؛

مغز ،توسط یک لایه محافظ، از آب احاطه شده است,که کل مغز را شامل میشود . مصرف کم و یا عدم مصرف

آب، باعث میشود که این لایه تبخیر شود این تخلیه باعث میشود که، مغز بر جمجمه فشار وارد کند و منجر به

سردرد دردناک شود.

4. بوی بد دهان:

بزاق دهان دارای خاصیت ضدباکتریایی است اما کمبود آب باعث کاهش بزاق دهان می شود که بوی نامطبوع

دهان را در پی دارد.

تب و لرز یکی از نشانه های کمبود آب در بدن

پردیس فناوری کیشطرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه صنعت و مدیریت شیمی

5. تب و لرز:

همیشه داشتن تب و لرز به دلیل وجود ویروس و سرماخوردگی در بدن نیست و کمبود آب هم می تواند دلیل آن باشد

در صورت کم آبی شدید بدن، فرد دچار علایم تب و حتی لرز می شود.

6. هوس خوردن شیرینی:

هنگامی که بدن دچار کم آبی می شود، فعالیت بعضی از اعضای بدن مانند کبد که آب مصرف و گلیکوژن ذخیره

می کند، تحت تأثیر قرار گرفته و به همین دلیل هوس خوردن شیرینی در فرد ایجاد می شود .

توصیه هایی برای رفع کمبود آب بدن

میتوان با مصرف منظم آب ،از این علائم نامطلوب جلوگیری کرد و یا حداقل آنها را کاهش داد در اینجا ،چند نکته درباره نحوه انجام این کار وجود دارد:

  • بلافاصله بعد از بیدار شدن ،2لیوان آب بنوشید ؛ شروع کردن روز خود بااین کار، نه تنها باعث میشود که احساس طراوت کنید، بلکه به هضم شما نیز کمک میکند.
  • یک بطری آب شخصی بخرید و آن را با خود حمل کنید,مطمئن شوید بطری را که ،خریداری میکنید ،حمل آن برایتان راحت باشد.
  • مواد غذایی حاوی آب مانند:خیار,گریپ فروت و البته هندوانه ، که حتما باید برای جلوگیری از کمبود آب در بدن، آنهارا مصرف کنید.
  • برنامه کنترل و ردیابی مصرف آب را دانلود کنید ,تعداد زیادی از اینها در بازار وجود دارد,فقط یکی از آنها را انتخاب کنید.

پردیس فناوری کیشطرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه صنعت و مدیریت شیمی

کاهش گرفتگی در بیوفیلترها

کاهش گرفتگی در بیوفیلترها 

پردیس فناوری کیش طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه علوم ومهندسی  محیط زیست

روش‌های مختلفی برای کاهش گرفتگی بیولوژیکی در فیلترهای زیستی وجود دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به روش‌های:
  • فیزیکی.
  • شیمیایی.
  • بیولوژیکی.
  • توسعه طراحی بیوراکتور .
  • اصلاح پارامترهای عملیاتی .

صافی چکنده زیستی

کنترل بیولوژیکی آلودگی هوا از ظرفیت متابولیسمی میکروارگانیسم‌های تثبیت‌شده استفاده می‌کند و آلاینده‌های فرار موجود در هوا را جذب و تجزیه می‌نماید.

سپس آن‌ها را به زیست‌توده، دی‌اکسیدکربن، آب و ترکیبات یونی تبدیل می‌کند.

معمولاً دو روش بیولوژیکی برای تصفیه هوا در نظر گرفته می‌شود که فیلترهای زیستی و صافی‌های چکنده زیستی هستند.

در فیلترهای زیستی فرایند رطوبت‌زایی انجام می‌شود ولی هیچ مایعی به‌طور پیوسته به بستر اضافه نمی‌شود و جریان از طریق بیوفیلم طبیعی به وجود می‌آید.

در صافی چکنده زیستی، یک محلول از مواد مغذی در راکتور چرخانده می‌شود و رشد میکروبی بر سطح آکنه‌های طبیعی یا سنتزی اتفاق می‌افتد.

لزوم چرخاندن مواد در صافی چکنده زیستی، این سیستم را از بیوفیلتر عادی پیچیده‌تر می‌سازد.

فاز آبی صافی چکنده زیستی نیز فرایند انتقال جرم آلاینده‌ها را نیز تسریع می‌کند و به‌عنوان محیط‌ کشت معلقی است که رشد میکروارگانیسم‌ها و تجزیه مواد به‌راحتی در آن اتفاق می‌افتد.

علیرغم پیچیدگی، صافی چکنده زیستی کارایی بیشتری دارد و بهتر می‌تواند محصولات اسیدی تولید شده را کنترل کند. این سیستم از نظر اقتصادی نیز صرفه بیشتری دارد و در زمان ماندهای کوتاه، مواد فرار بیشتری را حذف می‌کند.

یکی از مشکلات صافی‌های چکنده زیستی در مقایسه با فیلترهای زیستی، گرفتگی بیولوژیکی است که باعث افزایش افت فشار و کانالیزه‌شدن بستر آکنه‌دار می‌شود.

بنابراین افت فشار یکی از معیارهای مناسب گرفتگی بیولوژیکی است.

در عملیات دراز مدت، افت فشار کمتر از 80 میلی‌متر آب باعث عمل‌کردن مناسب فرایند و نگه‌داشتن درصد حذف تا 90 درصد است.

تجمع بیولوژیکی و کنترل آن

یک صافی چکنده زیستی، مواد آلاینده را از طریق روش‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی حذف می‌کند که نهایتاً آن‌ها به محصولات کم‌خطرتر تبدیل می‌شوند.

روش‌های کنترل آلاینده‌ها توسط صافی‌های چکنده بسیار متنوع است که از جمله آن‌ها می‌توان به روش‌های فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی، توسعه طراحی و توسعه عملیات اشاره کرد.

روش‌های فیزیکی برای کاهش گرفتگی بیوفیلتر

روش‌های فیزیکی شامل هم‌زدن متناوب، پرکردن و زهکشی آب، شستشوی معکوس، پخش هوا و خشک کردن است. این روش‌ها، زیست‌توده را به روش هیدرولیکی یا مکانیکی از آکنه‌ها جدا کرده و مانع تجمع آن‌ها می‌شود.

اختلاط دستی بستر در مقایسه با شستشوی معکوس تنها، باعث کاهش افت‌فشار به میزان 25 درصد می‌شود زیرا اختلاط باعث سست کردن زیست‌توده می‌شود و بنابراین برای مایع چکنده، حذف آن راحت‌تر می‌شود.

البته این روش فقط برای چند روز مناسب است و بیشتر از آن کارایی ندارد. علاوه بر این، هنگامی که سایز بیوراکتور بزرگتر می‌شود، اختلاط دستی آن نیز دشوارتر می‌شود.

شستشوی معکوس باعث کاهش بازدهی حذف زیست‌توده می‌شود اما تخریب بیولوژیکی را تهدید نمی‌کند. بنابراین بازیابی عملیات در کمتر از 10 ساعت اتفاق می‌افتد.

پر کردن و زهکشی آب، شامل پر کردن بیوراکتور به‌طور کامل با آب یا محلول مواد مغذی و سپس خالی نمودن آن جهت حذف زیست‌توده است.

پخش هوا شامل دمیدن هوا به بیوراکتور پر از آب و سپس خالی نمودن آن می‌باشد.

به‌طور کلی، بازدهی این فرایندها به میزان اغتشاشی بستگی دارد که توسط مایع یا گاز به‌وجود می‌آید. در شار مایع و گاز بالاتر، میزان زیست‌توده بیشتری حذف می‌شود.

علاوه‌بر این، اغتشاش و نیروهای اصطکاکی برای گاز همواره بیشتر از مایع است بنابراین پخش هوا راه‌حل مناسب‌تری از شستشوی معکوس است.

اجرای این فرایندها به اندازه بیوراکتور نیز بستگی دارد.

بیوراکتور بزرگتر، هوا و آب بیشتری نیز لازم دارد. در صافی چکنده‌های کوچک (با حجم بستر 0.002 تا 0.02 مترمکعب)، شستشوی معکوس مناسب‌تر است.

اسمیت و سایرین نشان دادند که با شستشوی معکوس به مدت یک ساعت و تناوب دو بار در هفته و سرعت آب 190 متر بر ساعت می‌توان بازده حذف را در 95 درصد نگه داشت.

نیاز به تجهیزاتی مانند موتور، پمپ و کمپرسور و انرژی زیاد عملاً کاربرد این روش را برای بیوراکتورهای بزرگ محدود می‌سازد.

به‌علاوه، روش‌های فیزیکی نیازمند توقف عملیات و کارگرانی است که بتوانند از عهده کار برآیند. در نتیجه از فرایندهای دیگری مانند فرایندهای شیمیایی و بیولوژیکی باید استفاده کرد.

روش‌های شیمیایی برای کاهش گرفتگی بیوفیلتر

مواد شیمیایی مانند سود سوزآور، نمک طعام و سدیم هیپوکلریت معمولاً برای کنترل تجمع میکروبی در صافی‌های چکنده استفاده می‌شوند.

استفاده از محلول 0.1 مولار سدیم کلرید می‌تواند به مدت 3 ساعت در هر دو هفته پیشنهاد می‌شود. سود سوزآور مواد آلی مانند پروتئین‌ها و قندها را به حالت محلول در می‌آورد و هیدرولیز می‌کند.

بنابراین آن‌ها را از سطحی که به آن چسبیده‌اند جدا می‌کند. شایان ذکر است که سدیم هیدروکسید با غلظت بیش از 0.02 مولار باعث کف‌زایی و رشد قارچ‌ها نیز می‌شود.

مندوزا و همکاران، نشان دادند که شستشوی معکوس با سدیم هیپوکلریت 0.0007 مولار و 0.001 مولار زیست‌توده بیشتری را نسبت به سود سوزآور 0.01 مولار حذف می‌کند.

البته سدیم هیپوکلریت 0.001 مولار اثر میکروب‌کشی نیز دارد و باعث بازدارندگی تخریب آلاینده‌ها توسط میکروارگانیسم‌ها می‌شود.

این ماده تا 10 درصد بازده حذف را کاهش می‌دهد و 10 روز زمان می‌برد تا مجدداً بازده حذف به 90 درصد برسد. به همین خاطر از این ماده کمتر استفاده می‌شود.

به‌علاوه، سدیم کلرید با غلظت بیشتر از 0.35 مولار، اثر بازدارندگی بر رشد میکروبی دارد و به‌طور مثال سدیم کلرید 0.8 مولار کاملاً فرایند تخریب دی‌کلرومتان را در صافی چکنده متوقف می‌کند.

بنابراین این ماده باید در غلظت‌های پایین در حد 0.002 تا 0.137 مولار استفاده شود.

سورفکتانت‌های غیریونی مانند بریج، توین 20 و تریتونیکس 100 پتانسیل خوبی برای کنترل زیست‌توده دارند. سورفکتانت‌ها به‌علت خاصیت آب‌دوستی و آب‌گریزی هم‌زمان، می‌توانند زیست‌تخریب‌پذیری مواد آلی فرار آب‌گریز را افزایش دهند و مقاومت انتقال جرم این مواد را  در محیط‌های آبی کاهش دهند.

در مقایسه با سدیم کلرید و سدیم هیپوکلریت، توین 20 این قابلیت را دارد که نرخ حذف را 70 درصد کاهش دهد و در عین حال، زمان بازیابی فعالیت میکروبی را کوتاه کند.

تزریق ازن برای کنترل زیست‌توده روش دیگری است که مشابه فرایند ازن‌زنی در لجن فعال است.

ازن با غلظت 180 تا 220 میلی‌گرم ازن بر مترمکعب هوا می‌تواند افت فشار را در حد مناسبی نگه دارد و مانع از گرفتگی شود.

به‌ نظر می‌رسد ازن مواد آلی برون‌سلولی را به مواد ساده‌تر تجزیه کرده و نهایتاً آن‌ها را به دی‌اکسیدکربن تبدیل می‌کند.

شایان ذکر است که ازن خود نیز یکی از آلاینده‌های محیط‌ زیست است و باید در استفاده از آن نهایت دقت را مبذول داشت.

از بحث‌های عنوان‌شده نتیجه می‌شود که مواد شیمیایی، کنترل زیست‌توده را از 3 روش انجام می‌دهند.

اولین روش مربوط به اثر شستشو است که باعث تهی‌شدن بیوراکتور از زیست‌توده می‌شود. روش دوم معدنی‌کردن مواد آلی برون‌سلولی است و روش سوم در ارتباط با بهبود بازدارندگی در مقابل رشد است.

روش‌های بیولوژیکی برای کاهش گرفتگی بیوفیلتر

شکارچی‌های میکروبی می‌توانند برای کنترل زیست‌توده به بیوراکتور اضافه شوند.

این شکارچی‌ها از میکروارگانیسم‌ها تغذیه می‌کنند و مانع از تجمع آن‌ها می‌شوند. نماتدها می‌توانند نرخ رشد میکروارگانیسم‌ها را تا 40 درصد پایین بیاورند و نیاز به شستشوی معکوس را در صافی چکنده از بین ببرند.

نماتدها، روتیفرها و سیلیات‌ها در مقابل غلظت وسیعی از آلاینده‌ها مقاوم هستند و می‌توانند برای کنترل رشد میکروارگانیسم‌ها مورد استفاده قرار بگیرند.

حضور پروتوزوئا و متازوئا نیز به نگه‌داشتن افت فشار در حد 5 میلی‌متر آب بر متر کمک می‌کند و از این طریق از گرفتگی بستر جلوگیری می‌کند.

حشره لارو نیز می‌تواند مقدار زیست‌توده را در صافی چکنده کنترل کند.

این حشرات نه‌ تنها زیست‌توده را مصرف می‌کنند بلکه آن را سست می‌کنند تا به‌ آسانی توسط محیط آبی کنده شود و این کار را در مدت چند روز انجام می‌دهد.

افزودن کرم ریز شکارچی به سیستم فیلتر زیستی، کارایی سیستم را افزایش می‌دهد و باعث تبدیل بیشتر مواد آلی به دی‌اکسیدکربن، شکار بیشتر میکروارگانیسم‌ها و کاهش گرفتگی می‌شود.

البته حشرات لارو می‌توانند با مصرف بستر فیلتر و تولید مدفوعی چسبنده، مجدداً موجب گرفتگی و کانالیزه شدن بشوند.

انتخاب نوع میکروارگانیسم نیز تأثیر مستقیمی بر گرفتگی صافی چکنده دارد. به‌طور مثال صافی چکنده حاوی قارچ زودتر از صافی چکنده حاوی باکتری با گرفتگی مواجه می‌شود.

هم‌چنین کرم‌های ریز در صافی چکنده حاوی باکتری یافت می‌شوند اما در صافی چکنده حاوی قارچ یافت نمی‌شوند.

بنابراین صافی چکنده حاوی باکتری حدوداً 30 درصد نرخ حذف بالاتری نسبت به صافی چکنده حاوی قارچ دارد. از مزایای بیوراکتور حاوی قارچ می‌توان به مقاومت در برابر پی‌هاش پایین و رطوبت اشاره کرد.

طراحی ابتکاری بیوراکتور برای کاهش گرفتگی بیوفیلتر

طراحی‌های متفاوتی برای بیوراکتورها وجود دارد اما در این نوشتار به مواردی پرداخته می‌شود که ویژگی کنترل زیست‌توده را دارند.

این طراحی‌ها مقدار زیست‌توده را از طریق جلوگیری از گرفتگی با حذف آکنه‌ها و یا توسعه توزیع یکنواخت زیست‌توده، اختلاط آکنه‌ها و بهبود پیکربندی و هندسه راکتورها کنترل می‌کنند.

در بیوراکتور کف-امولسیون از میکروارگانیسم‌های بسیار فعال در تخریب آلاینده‌ها استفاده می‌شود و با معلق‌کردن میکروارگانیسم‌ها در کف (فوم) متحرک، به جای تثبیت آن‌ها بر آکنه، از گرفتگی جلوگیری می‌شود.

کف‌ها با افزودن مواد آلی مخلوط‌نشدنی با سوسپانسیون میکروبی در فاز آبی به وجود می‌آیند. شهنا و همکاران به‌ جای امولسیون آلی از کف سورفکتانت‌ها استفاده کردند تا از مشکلات تخلیه و دفع آن جلوگیری شود.

کف سورفکتانت‌ها می‌تواند غلظت‌های تا 1.6 گرم برمترمکعب از بتکس (بنزن، تولوئن و زایلن) را کنترل کند.

هم‌چنین میزان حذف بتکس توسط این سیستم 420 گرم بر مترمکعب بر ساعت است که از مقدار سنتی آن در صافی‌های چکنده (61 و 98 و 240 گرم برمترمکعب برساعت) بسیار بیشتر است.

البته استفاده از این سیستم با چالش‌هایی نیز روبرو است که از جمله آن‌ها می‌توان به محدودیت مواد مغذی، نوسانات بارگذاری و غیرفعال‌شدن سلول‌ها اشاره کرد.

یکی دیگر از بیوراکتورهایی که مشکل گرفتگی را تا حدودی رفع می‌کند بیوفیلتر معلق است که از آکنه‌هایی با دانسیته کم تشکیل شده است.

ظرفیت حذف این بیوراکتور بسیار چشم‌گیر است چرا که از تجمع میکروبی، گرفتگی و کانالیزه‌شدن جریان جلوگیری می‌کند.

جریان گازهای آلوده باعث اختلاط آکنه‌ها می‌شود و آن‌ها را در محیط‌کشت به‌صورت معلق نگه می‌دارد.

لجن اضافی در انتهای بیوراکتور ته‌نشین می‌شود و به‌طور متناوب تخلیه می‌شود. این بیوراکتور سیستم کنترل پی‌هاش و افزودن مستمر مواد مغذی را لازم دارد.

از آنجا که این سیستم شباهت زیادی به بیوراکتور بستر متحرک دارد، سرعت گاز زیادی لازم است تا آکنه‌ها را در حالت معلق نگه دارد.

پمپی که در این فرایند برای تأمین گاز لازم است انرژی زیادی می‌خواهد.

برای توزیع یکنواخت زیست‌توده می‌توان از دیسک‌های بیولوژیکی چرخان استفاده کرد. این سیستم برای تصفیه فاضلاب نیز استفاده می‌شود و تلفیقی از بیوفیلتر چرخان و سیستم لجن فعال است.

البته برخلاف سیستم لجن فعال، در این راکتور لجن ته‌نشین شده برگشت داده نمی‌شود و هر هفته لجن جدیدی به سیستم اضافه می‌شود.

با استفاده از بنزن به‌عنوان نمونه آلاینده، دیسک بیولوژیکی چرخان نرخ حذفی معادل 45 گرم بر مترمکعب بر ساعت از خود نشان می‌دهد که 30 درصد از صافی چکنده مشابه کمتر است.

بنابر مزایای اختلاط که در بخش‌های قبلی بحث شد، می‌توان از صافی چکنده دارای همزن برای حذف آلاینده‌هایی مانند استایرن استفاده کرد.

این صافی چکنده هنگامی که بازده حذف 40 درصد است و افت فشار به 100 میلی‌متر آب به متر می‌رسد، بستر را به مدت 10 دقیقه با سرعت 10 دور بر دقیقه مخلوط می‌کند.

حذف نهایی زیست‌توده اضافی، افت فشار را تا 98 درصد کاهش می‌دهد اما حدوداً 8 روز طول می‌کشد تا بازده حذف به 90 درصد برسد.

ریو و همکاران فعالیت خود را بر همزدن دستی صافی چکنده ادامه دادند و توانستند یک صافی چکنده بدون گرفتگی تولید کنند.

در این نوع صافی، هنگامی که افت فشار بیشتر از 50 میلی‌متر آب به متر می‌رسد، تجمع میکروبی توسط هم‌زدن کنترل می‌شود.

از آنجا که همزن به‌طور اتوماتیک کنترل می‌شود نیازی برای خاموش کردن بیوراکتور وجود ندارد و بنابراین از پیچیدگی فرایند کاسته می‌شود.

به‌طور کلی، این روش نوین باعث کاهش گرفتگی فیلتر زیستی حتی با وجود نوسانات بار آلاینده‌ها به مدت 125 روز می‌شود. غلظت زیست‌توده بین 1.1 تا 2 گرم زیست‌توده بر گرم آکنه نگه‌داری می‌شود تا افت فشار کمتر از مقدار مقرر قرار گیرد.

یانگ و آلن از آکنه‌ها با اندازه‌های مختلف استفاده کردند، به‌طوری‌که آکنه‌های بزرگتر در قسمت ورودی گاز و آکنه‌های کوچکتر در قسمت خروجی قرار داشتند.

پیشرفت بعدی آن‌ها استفاده از فیلتر زیستی مخروطی و تغییر سطح جانبی در تماس با جریان گاز بود.

با توسعه مدلی برای افت فشار، تخمین زده می‌شود که این طراحی‌ حدود 30 تا 50 درصد افت فشار را کاهش دهد. افت فشار در این فرایند ممکن است زیرا باعث ایجاد توزیعی یکنواخت از فعالیت میکروبی می‌شود.

به‌طور کلی تغییراتی که در صافی‌های چکنده اتفاق می‌افتد، نیاز به خاموش کردن سیستم را در طول حذف زیست‌توده کاهش می‌دهد و باعث طولانی‌تر شدن زمان عملیات پیوسته می‌شود.

شکی نیست که این پیشرفت‌ها باعث بهبود عملیات سیستم‌های بیولوژیکی تصفیه هوا می‌شوند. البته اتصال نواحی متحرک باعث پیچیدگی ساخت‌وساز و افزایش نیاز به انرژی می‌شود.

بهبود پارامترهای عملیاتی برای کاهش گرفتگی بیوفیلتر

محدودیت مواد مغذی یکی از روش‌های شیمیایی کنترل زیست‌توده است.

محدود ساختن یکی از منابع مواد مغذی ماکرو مانند نیتروژن، پتاسیم و فسفر رشد میکروارگانیسم‌ها و بازده حذف را کاهش می‌دهد.

هنگامی که منبع کربن قطع شود اصطلاحاً گفته می‌شود قحطی رخ داده است.

علاوه بر بحث مقدار مواد مغذی، ساختاری که این مواد در آن حضور دارند نیز می‌تواند عاملی تعیین‌کننده باشد.

به‌طور مثال استفاده از نیتروژن به‌صورت نیترات به جای نیتروژن آمونیاکی، میزان حذف را 70 درصد افزایش می‌دهد و بازده زیست‌توده را 40 درصد کاهش می‌دهد.

ظرفیت حذف صافی چکنده با نیتروژن آمونیاکی و تجمع میکروبی نیز در مقایسه با حالتی که از نیترات استفاده می‌شود بیشتر است چرا که آمونیاک به‌راحتی در بدن زیست‌توده تجمع می‌یابد.

قحطی درازمدت باعث غیرفعال‌ شدن مسیرهای متابولیکی شده و نهایتاً به مرگ میکروارگانیسم‌ها منجر می‌شود.

سپس میکروارگانیسم‌های مرده با فاز آبی شستشو می‌شوند و از صافی چکنده خارج می‌شوند.

برای قحطی 3 و 7 هفته‌ای، معمولاً یک هفته طول می‌کشد تا شرایط عادی و بازده حذف 80 تا 90 درصد مجدداً اتفاق بیفتد.

اگر آب به اندازه کافی وجود داشته باشد، میکروارگانیسم‌ها توسط مسیرهای متابولیسمی درونی به زندگی خود ادامه می‌دهند.

هنگامی که میکروارگانیسم‌ها به مقدار اضافی وجود دارند این روش برای کنترل جمعیت میکروبی بسیار مناسب است اما در مرحله استارتاپ کارایی ندارد زیرا باعث به تأخیر افتادن ایجاد بیوفیلم می‌شود.

اگرچه خاموش کردن سیستم‌ها و دوره‌های عدم استفاده در بسیاری از صنایع متداول است اما تکیه بر این روش برای کنترل جمعیت میکروبی نیازمند عملیات جدیدی است.

دمای عملیاتی بالا گزینه دیگری برای کنترل زیست‌توده است. استفاده از دمای 40 تا 70 درجه سانتی‌گراد به‌وسیله سوزاندن جریان گاز می‌تواند مقدار زیست‌توده را در صافی چکنده کنترل کند.

صافی چکنده ترموفیلیک معمولاً برای مصارف صنعتی که گاز با دمای بالا در دسترس است، استفاده می‌شود.

صافی چکنده ترموفیلیک که در دمای 55 درجه سانتی‌گراد عمل می‌کند نسبت به مزوفیلیک (دمای 20 تا 30 درجه سانتی‌گراد) حدود 30 درصد تجمع کمتری دارد اما ظرفیت حذف آن نیز پایین‌تر است ولی عملیات نیز به‌صورت مداوم و پایا انجام می‌شود.

در محدوده دمایی ترموفیلیک، گاز گرم‌تر باعث خشک‌شدن بستر می‌شود و در نتیجه زیست‌توده راحت‌تر از سطح بستر جدا می‌شود و با جریان مایع از بیوراکتور خارج می‌شود.

علاوه بر این، در دماهای بالاتر میکروارگانیسم‌های متنوع‌تری فعالیت می‌کنند و نرخ تجزیه مواد آلی به دی‌اکسیدکربن بالاتر است.

به‌طور مشابه، صافی چکنده ترموفیلیک ترکیبات آب‌گریز را آسان‌تر تجزیه می‌کند و نیاز به کاهش دمای گاز ورودی برای مزوفیلیک‌ها را از بین می‌برد و از این طریق منجر به کاهش هزینه عملیاتی و سرمایه‌گذاری می‌شود.

از بحث‌های مطرح شده نتیجه می‌شود که بهترین روش برای کنترل زیست‌توده، کاهش تولید آن است که از حذف زیست‌توده بهتر است.

حذف زیست‌توده اضافی توسط روش‌های فیزیکی به کارگر نیاز دارد درحالی‌که طراحی ابتکاری بیوراکتور نیازمند جایگزینی کامل صافی چکنده‌های ساده است.

جلوگیری از تولید زیست‌توده توسط روش‌های زیستی و شیمیایی راه‌حل مناسبی به نظرمی‌رسد. ارزیابی هوشمندانه و بررسی آثار محیط‌زیستی نیز باید انجام شود تا نتیجه مناسبی برای به‌کارگیری یک سیستم به دست بیاید.

انواع برج های جداسازی

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی

انواع برج های جداسازی:

یکی از مهم ترین تجهیزات فرآیندی که در صنایع مربوط به نفت و گاز وجود دارد، برج های جداسازی می باشند. کار این تجهیزات، جداسازی اجزای موجود در یک ترکیب می باشد که هر کدام از این اجزاء می توانند ارزش بسیار بالایی در مقایسه با ترکیب اولیه داشته باشند. در این قسمت به معرفی انواع برج های جداسازی می پردازیم. جداسازی برای مخلوط های همگن و غیر همگن صورت می گیرد.

 اگر مخلوطی که جداسازی می شود همگن باشد، جداسازی می تواند تنها با افزودن و یا ایجاد فاز دیگری درسیستم انجام شود. به عنوان مثال در جداسازی یک مخلوط گازی، فاز دیگر می تواند به وسیله چگالش جزئی انجام شود. در صورتیکه یک مخلوط ناهمگن داشته باشیم، جداسازی می تواند به طور فیزیکی و با استفاده از تفاوت دانسیته بین فازها انجام گیرد.

اساس کار برج ها افزایش سطح تماس بین فازها می باشد که این افزایش ممکن است توسط سینی یا پرکن تامین شود. برج های جداسازی به سه روش پیوسته، نیمه پیوسته و غیرپیوسته عمل می کنند. جداسازی فازی درون برج ها به صورت فازهای جزئی زیر انجام می گیرند:

بخار-مایع، مایع-مایع، جامد-مایع، جامد-گاز و جامد-جامد.

دستگاه های بکار رفته در عملیات گاز- مایع به دو دسته زیر تقسیم می شوند:

    ۱- دستگاه هایی که در آن ها گاز پراکنده می شود:

مخازنی که در آن ها حباب گاز ایجاد می شود، مخزن مجهز به همزن و انواع برج های سینی دار را می توان در این دسته قرار داد. در این دستگاه ها فاز گاز به صورت حباب یا کف در فاز مایع پراکنده می شوند.

    ۲- دستگاه هایی که در آن ها فاز مایع پراکنده می شود:

این گروه شامل دستگاه هایی می شود که در آن ها مایع به صورت یک فیلم نازک و یا به صورت قطره ای درآمده و در فاز گاز پراکنده می شود. در این میان برج های دیواره مرطوب، برج های پاششی و ستون های پر شده را می توان نام برد.

معمولاً برج های جداسازی، بر اساس عملیات انتقال جرمی که بین فازها انجام می شود، به صورت زیر تقسیم بندی می شوند.

الف – برج های تقطیر

ب – برج های استخراج

ج – برج های جذب و دفع

برج های تقطیر(Distillation Columns):

تقطیر از جمله مهم ترین فرآیندهای جداسازی است که اساس جداسازی در آن اختلاف نقطه جوش اجزاء مخلوط می باشد.فرآیند تقطیر از روش های مستقیم جداسازی به شمار می رود. عمل تقطیر با استفاده از حرارت دادن به یک مخلوط و سرد کردن بخارات حاصل انجام می شود. به طور کلی یک برج تقطیر شامل چهار بخش زیر می باشد:

  1. بدنه اصلی برج (Tower)
  2. سیستم جوشاننده یا ریبویلر (Reboiler)
  3. سیستم میعان کننده یا کندانسور (Condenser)
  4. تجهیزات جانبی از جمله سیستم های کنترلی، مبدل های حرارتی میانی، پمپ ها، مخازن و…

معرفی انواع برج های جداسازی

به طور کلی برج هایی که در صنعت برای تقطیر به کار می روند، به صورت ۲ نوع زیر می باشند:

  1. برج های سینی دار (Tray Towers)
  2. برج های پر شده (Packed Towers)

برج های تقطیر سینی دار (Tray Distillation Towers):

برج های سینی دار مهم ترین نوع برج هایی هستند که در مراکز مهم صنعتی مانند پالایشگاه ها از آنها استفاده می شود.داخل این برج ها به فواصل معینی صفحه های فلزی سوراخ داری قرار داده شده است که به آن ها سینی گفته می شود. این برج ها به ارتفاع های مختلفی ساخته می شود که ممکن است از چند متر تا بیش از ۵۰ متر متغیر باشد. قطر این برج ها نیز ممکن است تا بیش از ۵ متر هم در نظر گرفته شود. برج های تقطیر می توانند سیستم ریبویلر و کندانسور داشته باشند و یا نداشته باشند.

درون برج، جریان های مایع و گاز بصورت غیر همسو روی این سینی ها با یکدیگر در تماس قرار می گیرند و انتقال جرم روی سینی رخ می دهد. جریان مایع به شکل افقی روی سینی حرکت کرده و توسط ناودانی هایی به سمت پایین (سینی بعد) می ریزد. جریان گاز نیز از پایین و توسط منافذ روی سینی، به سمت بالا حرکت می کند و به شکل حباب در مایع پخش می شود.سپس حباب ها از مایع جدا شده و به سمت بالا حرکت می کنند. ریبویلر حرارت لازم برای بخار شدن مایع در پایین برج را فراهم می کند و کنداسور بخار خروجی از بالای برج را مایع می کند.

مهم ترین پارامتر در طراحی یک برج تقطیر، تعداد مراحل تئوری آن می باشد. بر اساس آن تعداد سینی و همچنین ارتفاع برج مشخص می گردد. از دیگر پارامترهای مهم یک برج سینی دار می توان به فاصله سینی ها، عمق مایع روی سینی ها، نوع منافذ روی سینی، پروفایل فشار و دمای برج، سینی خوراک و… اشاره کرد. برج های سینی دار را بر اساس نوع منافذ روی سینی می توان به ۳ نوع زیر تقسیم کرد:

    ۱- سینی های غربالی (Sieve Tray):

سینی های غربالی، صفحات مشبک می باشند که بخارات از منافذ آن عبور کرده و به صورت حباب هایی وارد مایع روی سینی می شوند. این سینی ها نسبت به دو نوع دیگر بسیار ارزان بوده و ظرفیت بالاتری دارند. مزیت دیگر این سینی ها افت فشار کم آنها است که مجموعاً باعث شده که در طراحی ها در صورتی که مشکل عمده ای در میان نباشد به عنوان اولین انتخاب در نظر گرفته شود.

معرفی انواع برج های جداسازی

تصویر سمت راست سینی یک پاس گذر و تصویر سمت چپ سینی دو پاس گذر می باشد

   ۲- سینی دریچه ای (Valve Tray):

این سینی ها نیز صفحات سوراخ دار می باشند که هر سوراخ مجهز به یک صفحه کوچک (دیسک) متحرک می باشد. سوراخ های سینی می تواند مدور یا مستطیل باشد. در دبی کم بخار، صفحه بر روی سوراخ مستقر شده و آن را به نحوی می پوشاند که مایع چکه نکند. دریچه منافذ در ۲ نوع ثابت و متحرک ساخته می شوند. با افزایش دبی بخار دریچه در امتداد قائم به طرف بالا حرکت کرده و مجرا را برای عبور بخار باز می کند. این سینی ها قیمت مناسبی دارند و نسبت به تغییرات دبی بخار انعطاف پذیر می باشند.

معرفی انواع برج های جداسازی

تصویر سمت راست دارای دریچه های متحرک و تصویر سمت چپ دارای دریچه های ثابت می باشد

معرفی انواع برج های جداسازی

تصویر فوق نحوه عملکرد سینی دریچه ای را نشان می دهد

    ۳- سینی های فنجانی (Bubble Cap Tray):

این سینی متشکل از یک صفحه مشبک است که روی هر سوراخ یک لوله هدایت گاز به بالا و یک فنجان وارونه روی آن وجود دارد. در سینی فنجانی معمولاً لایه ای از مایع بر روی سینی باقی می ماند و گاز خروجی از زیر فنجان باید از داخل این لایه عبور کند. شکاف های روی هر فنجان، مستطیلی با عرض ۰٫۳ تا ۰٫۹۵cm و طول ۱٫۳ تا ۳٫۸cm می باشد. از مزایای این سینی ها این است که اولاً نشتی مایع از طریق سوراخ های سینی وجود ندارد ، همچنین در دبی های بسیار کم گاز به خوبی عمل می کند.

معرفی انواع برج های جداسازی

تصاویر بالا شکل سینی های فنجانی را نشان می دهد

معرفی انواع برج های جداسازی

تصویر فوق نحوه عملکرد سینی فنجانی را نشان می دهد

برج های تقطیر پر شده (Packed Bed Distillation Tower):

طرز کار برج های پر شده به همان صورت برج های سینی دار می باشد، با این تفاوت که در برج های پر شده سینی وجود ندارد بلکه تمام برج از اجسامی با جنس و شکل معین پر شده است که به این اجسام پرکن (Packing) می گویند. پرکن ها عموماً بر دو نوع منظم و نامنظم تقسیم بندی می شوند؛ پرکن های منظم در برخی موارد حتی بر سینی ها نیز برتری دارند. 

در این برج ها نیز همانند برج های سینی دار مایع از بالا و گاز از پایین جریان پیدا می کند. توزیع مایع در برج های پرکن حائز اهمیت بسیاری است زیرا توزیع ناهمسان موجب خشک ماندن برخی قسمت های بستر و در نتیجه کاهش راندمان تماس گاز -مایع می شود. جهت نگه داشتن بستر پرکن یک سینی زیرین و برای جلوگیری از انبساط بستر یک سینی بالایی در برج های پرکن تعبیه می شود.معرفی انواع برج های جداسازیچند نمونه از پرکن های منظممعرفی انواع برج های جداسازیچند نمونه از پرکن های نامنظم پرکن های منظم دارای برتری های زیر نسبت به برج های سینی دار می باشد:

    1. افت فشار بسیار کمتر

پرکن ها باید خصوصیات زیر را داشته باشند:

    1. سطح تماس زیادی بین مایع و گاز ایجاد کند

برج های استخراج (Extracting Towers):

در استخراج مایع- مایع دو فاز را باید در تماس با یکدیگر قرار داد تا عمل انتقال جزء مورد نظر انجام شده و سپس جداسازی صورت گیرد. در استخراج، چون چگالی دو فاز نزدیک به یکدیگر می باشد، برای اختلاط و جداسازی نیروی محرکه کمی در دسترس است. در این حالت عمل مخلوط کردن دو فاز مشکل و جداسازی آن ها مشکل تر است. ویسکوزیته هر دو فاز نسبتاً بالا و سرعت حرکت مواد در بیشتر قسمت های دستگاه های استخراج پایین است. 

در نتیجه در بسیاری از دستگاه های استخراج، نیروی محرکه لازم برای اختلاط و جداسازی با روش های مکانیکی تامین می شود. محصول استخراج ممکن است سبک تر یا سنگین تر از محصول پسماند باشد در نتیجه محصول استخراج در بعضی از دستگاه ها از قسمت فوقانی و در بعضی دیگر از قسمت تحتانی دستگاه خارج می شود. مهم ترین دستگاه ها و برج هایی که در استخراج بکار برده می شوند عبارتند از :

۱- دستگاه های مخلوط کننده- ته نشین کننده (Mixer-Settlers):

این دستگاه جزء متداول ترین دستگاه های استخراج محسوب می شود و عملکرد بسیار ساده ای دارد. راندمان مرحله ای آن ۷۵ تا ۹۵% می باشد. این دستگاه از یک بخش برای اختلاط دو فاز و بخش دیگری برای جداسازی آن دو تشکیل شده است. میکسر باید اختلاط یکنواختی را ایجاد کند. این اختلاط می تواند با تکان دادن کل مخزن، رها کردن حباب درون محتویات مخزن و یا جریان دادن محتویات از پایین به بالای مخزن صورت گیرد. ستلر به شکل مخزنی می باشد که به دو فاز مخلوط شده، اجازه ته نشینی می دهد.معرفی انواع برج های جداسازینحوه عملکرد دستگاه Mixer-Settler

۲- ستون های ضربه ای (Pulsed Columns):

در این دستگاه پالسی به صورت هیدرولیکی به مایع داخل ستون اعمال می شود. چون این استخراج کننده ها هیچ قسمت متحرکی ندارند خیلی عملی هستند. صفحات سوراخ دار، طوری سوراخ شده اند که جریان عادی در آن ها رخ نمی دهد. عمل نوسان که روی مایعات انجام می شود، مایعات سبک و سنگین را از سوراخ ها عبور می دهد. ستون های پر شده نیز می توانند به صورت ضربه ای عمل کنند. در این دستگاه شدت انتقال جرم در برابر افزایش هزینه انرژی، افزایش می یابد.

معرفی انواع برج های جداسازی

اجزای ستون ضربه ای

۳-برج های استخراج پاششی و پرکن (Spray and Packed Extracting Towers):

در برج پاششی مایع سبکتر از پایین وارد و با عبور از قسمتی شبیه به آب پاش به صورت قطرات کوچک پخش می شود. قطرات مایع سبک از داخل توده مایع سنگین که به طور پیوسته به طرف پایین حرکت می کند عبور کرده و به طرف بالا می روند. این قطرات در حین بالا رفتن انتقال جرم را انجام داده و بالای برج به هم ملحق می شوند. در روش گفته شده فاز سبک پراکنده و فاز سنگین پیوسته است.

 عکس این حالت نیز ممکن است، بدین صورت که فاز سنگین در قسمت فوقانی ستون در فاز سبک پاشیده می شود و به صورت پراکنده از داخل جریان پیوسته مایع سبک، به طرف پایین حرکت کند. به منظور ایجاد سطح تماس بیشتر فاز دارای شدت جریان بیشتر را پراکنده میکنند. اگر اختلاف ویسکوزیته بالا باشد، فاز دارای ویسکوزیته بالاتر را برای افزایش سرعت ته نشینی پراکنده می کنند.

برج های پاششی به علت اختلاط محوری، راندمان کمی دارند. و به سختی می توان از آن یک واحد تئوری به دست آورد.

معرفی انواع برج های جداسازی

انواع برج های استخراج پاششی- تصویر سمت راست سینی دار و تصویر وسط پر شده می باشد

۴- برج های دارای سینی مشبک(Sieve Extracting Tower):

طرز کار این نوع از برج ها به صورت برج های پاششی است. با این تفاوت که در داخل این برج ها به فاصله های معین سینی های سوراخداری قرار داده شده است. در این سینی قطر سوراخ ها ۱٫۵ تا ۴٫۵mm و فاصله آن ها از یکدیگر ۱٫۵ تا ۶mm است. در این سینی ها معمولاً مایع سبک فاز پراکنده را تشکیل می دهد، به طوری که در زیر هر سینی لایه ای از مایع تشکیل می گردد که به درون مایع سنگین پاشیده می شود.

۵-برج های استخراج صفحه ای (Plate Towers):

این گونه از برج های استخراج صفحه هایی افقی دارند که مایع سنگین از بالای هر صفحه جریان یافته و از لبه به داخل فاز سنگین و به طرف بالا پاشیده می شود. در این نوع از برج ها فاصله بین صفحه ها در حدود ۱۰۰ تا ۱۵۰ میلی متر است. در تصویر زیر عملکرد برج استخراج صفحه ای را مشاهده کنید.

برج استخراج صفحه ای (Plate Towers)۶- برج های استخراج همزن دار (Baffle Towers):

در این نوع از برج های استخراج، انرژی مکانیکی لازم را همزن های داخلی نصب شده روی میله دوار مرکزی تأمین می سازد. دیسک های مسطح مایعات را پراکنده و به طرف دیواره برج می رانند. در آنجا حلقه های استاتور (Stator rings) مناطق ساکنی را ایجاد کرده و دو فاز از یکدیگر جدا می شوند.

معرفی انواع برج های جداسازیمعرفی انواع برج های جداسازیمعرفی انواع برج های جداسازی

تصاویر بالا نمونه هایی از برج های استخراج همزن دار می باشند

۷- استخراج کننده با دیسک چرخان  RDC و استخراج کننده CM:

استخراج کننده CM از پره های توربینی دیسکی با پره های ساخت برای پخش و مخلوط کردن مایعات استفاده می کند. همچنین از صفحات افقی برای کاهش اختلاط محوری استفاده می نماید. دستگاه RDC خیلی مشابه CM است با این تفاوت که بافل های عمودی در آن وجود ندارد و همزدن در اثر دیسک های چرخان انجام می شود که معمولاً سرعت بیشتری از پره های توربینی دارند.

معرفی انواع برج های جداسازی

نمونه ای از استخراج کننده RDC