1ـ2. پیشینۀ تحقیق. 10

1ـ3. روش شناسی. 15

:

مقدمه. 20

2ـ1.تعریف مدرنیته. 20

2ـ1ـ1. تاریخچۀ مفهوم مدرن و مدرنیته. 21

2ـ2ـ2. شاخصه های مدرنیسم. 23

2ـ2. رویکرد مدرنیسم به تزیین. 24

عنوان صفحه

2ـ3. معماری مدرن و شاخصه های آن در جهان. 25

2ـ3ـ1. تأثیرات مدرنیته بر تزیینات معماری. 28

2ـ3. سرچشمه های ورود مدرنیته به معماری ایران. 31

2ـ3ـ1. دوران قاجار 31

2ـ3ـ2. مدرنیته و دوران پهلوی اول. 38

2ـ3ـ2ـ1. بررسی اوضاع اجتماعی تاثیر گذار بر ساختار معماری پهلوی. 38

2ـ3ـ3. مدرنیته و دوران پهلوی دوم. 41

2ـ3ـ3ـ1. بررسی اوضاع اجتماعی تاثیر گذار بر ساختار معماری پهلوی دوم. 41

2ـ4. ورود مدرنیسم به معماری. 42

2ـ4ـ1. معماری دورۀ قاجار 42

2ـ4ـ2. معماری دورۀ پهلوی اول. 46

2ـ4ـ3. معماری دورۀ پهلوی دوم. 54

مقدمه. 65

3ـ1. تحولات سیاسی، اجتماعی، اقتصادی و فرهنگی تأثیرگذار بر گسترش کالبدی شهر 66

3ـ1ـ1. بستر فرهنگی شیراز در عصر قاجار 66

3ـ1ـ2. بستر فرهنگی شیراز در عصر پهلوی اول. 70

3ـ1ـ2ـ1. نخستین دورۀ توسعۀ شهری شیراز 71

3ـ1ـ3. بستر فرهنگی شیراز در دوران پهلوی دوم. 75

3ـ1ـ3ـ1. دومین دورۀ توسعۀ شهری شیراز 77

3ـ1ـ3ـ2. سومین دورۀ توسعۀ شهری شیراز 80

3ـ2. معماری مسکونی شیراز 82

3ـ2ـ1. دورۀ پهلوی اول. 82

عنوان صفحه

3ـ2ـ2. دورۀ پهلوی دوم. 87

3ـ3. مسکن و طبقه متوسط، مفهوم طبقه متوسط جدید و مؤلفه های مرتبط با آن. 92

3ـ3ـ1. تعریف طبقه متوسط.. 92

3ـ3ـ4. افزایش شمار طبقۀ متوسط جدید در دورۀ پهلوی دوم. 95

مقدمه. 98

4ـ1. تعاریف خانه و مسکن و مفاهیم خانۀ ایرانی. 98

4ـ1ـ1. تعریف خانه. 98

4ـ1ـ3. مفهوم خانه در معماری ایرانی. 100

4ـ2. اصول معماری مسکونی ایرانی. 101

4ـ2ـ1. مردمواری: 101

4ـ2ـ2. پرهیز از بیهودگی: 102

4ـ2ـ3. نیارش: 102

4ـ2ـ4. خودبسندگی: 102

4ـ2ـ5. درونگرایی: 103

4ـ3. شاخصه های کالبدی خانه ایرانی. 104

4ـ3ـ1. تکثر و تنوع فضایی: 104

4ـ3ـ2. تدریج گذر از یک فضا به فضای دیگر(اصل سلسله مراتب فضایی): 104

4ـ3ـ3. انعطاف پذیری: 104

4ـ3ـ4. هندسه و تناسبات: 104

4ـ3ـ5. مرکزیت: 105

4ـ3ـ6. گونه گونی فضا از نظر درجۀ پوشیدگی: 106

4ـ4. معرفی تصویری اجزای خانۀ سنتی ایرانی. 106

4ـ5. نحوۀ قرارگیری اجزای خانۀ سنتی ایرانی. 127

عنوان صفحه

4ـ5ـ1. سردر ورودی. 127

4ـ5ـ2. هشتی. 128

4ـ5ـ3. راهرو ـ دالان. 128

4ـ5ـ4. حیاط(میانسرا) 128

4ـ5ـ5. جبهۀ شمالی. 129

4ـ5ـ6. جبهۀ غربی. 129

4ـ5ـ7. جبهۀ شرقی. 130

4ـ5ـ8. جبهۀ جنوبی. 130

4ـ6. معرفی خانه های سنتی شیراز تا اواخر قاجار 130

4ـ6ـ1. ویژگی های خاص معماری خانه های سنتی شیراز 131

4ـ6ـ2. بررسی تصویری شاخصه های کالبدی خانه های سنتی شیراز تا اواخر قاجار 132

4ـ6ـ2ـ1. خانه های سنتی و طبیعت.. 132

4ـ6ـ2ـ2. تنوع فضایی در خانه های شیراز 133

4ـ6ـ2ـ3. انعطاف پذیری خانه های شیراز 134

4ـ6ـ2ـ4. سلسله مراتب فضایی در خانه های شیراز 135

4ـ6ـ2ـ5. محل قرارگیری حیاط در خانۀ ایرانی. 136

4ـ7. تزیینات ورودی خانه های سنتی دورۀ قاجار 136

4ـ7ـ1. ورودی به سبک سنتی. 137

4ـ7ـ2. ورودی به سبک تلفیقی. 140

4ـ8. تحول خانه های مسکونی. 142

4ـ8ـ1. برونگرایی. 142

4ـ9. خانه های جدید شیراز در دورۀ پهلوی دوم. 145

4ـ9ـ1. معرفی اجزای خانه های مدرن شیراز 146

4ـ9ـ1ـ1. ورودی(درآیگاه) یا درون شو 146

4ـ9ـ1ـ2. رختکن. 149

4ـ9ـ1ـ3. راهرو 150

عنوان صفحه

4ـ9ـ1ـ4. سرسرا (فرانسوی:HAll) 150

4ـ9ـ1ـ5. اتاق. 151

4ـ9ـ1ـ5ـ1. اتاق پذیرایی. 151

4ـ9ـ1ـ5ـ2. اتاق ناهارخوری(غذاخوری) 152

4ـ9ـ1ـ5ـ3. اتاق خواب.. 153

4ـ9ـ1ـ6. ایوانچه (فرانسوی: بالکنbAlcon) 153

4ـ9ـ1ـ7. مهتابی/ بهارخواب(فرانسوی: تراسterasse) 154

4ـ9ـ1ـ8. حیاط. 155

4ـ9ـ1ـ9. مستراح(انگلیسی: سرویس(زبانزد در ایران)service ـ فرانسوی: توالت toilette) و دستشویی 156

4ـ9ـ1ـ10. حمام. 156

4ـ9ـ1ـ11. انباری. 157

4ـ9ـ1ـ12. پادیاو(فرانسوی:پاسیوpatio) 158

4ـ9ـ1ـ13. نورگیر 158

4ـ9ـ1ـ14. حیاط خلوت.. 159

4ـ9ـ1ـ15یستکد(فرانسوی: گاراژgarage ـ انگلیسی: پارکینگparking) 159

4ـ9ـ1ـ16. باریک سازی. 160

4ـ9ـ2. بررسی تصویری شاخصه های کالبدی خانه های مدرن شیراز در دوران مدرن(پهلوی دوم) 161

4ـ9ـ2ـ1. خانه های جدید و طبیعت.. 161

4ـ9ـ2ـ2. تنوع فضایی در خانه های جدید. 162

4ـ9ـ2ـ3. انعطاف پذیری خانه های جدید. 164

4ـ9ـ2ـ4. سلسله مراتب فضایی در خانه های جدید. 165

4ـ9ـ2ـ5. محل قرارگیری حیاط در خانه های جدید. 166

4ـ10. تزیینات ورودی خانه های مدرن پهلوی دوم. 167

عنوان صفحه

 

مقدمه. 172

5ـ1. شناختی مجدد : بررسی اجزا حذف و اضافه شده خانه ایرانی. 172

5ـ4. نقش طبقه متوسط جدید شیراز در تحولات الگوی مسکن و شکل گیری کاربری مسکونی جدید 196

5ـ5. گونه شناسی کاربری مسکونی بر مبنای تحول الگوی سکونت.. 197

5ـ5ـ1. تعریف گونه و تیپ و مفاهیم مرتبط با آن. 197

5ـ5ـ1ـ1. تعریف گونه. 197

5ـ5ـ1ـ2. تعریف تیپ.. 198

5ـ5ـ1ـ3. تعریف گونه شناسی. 198

5ـ5ـ2. رهیافتی به گونه شناسی مسکونی شیراز پهلوی دوم. 198

5ـ5ـ2ـ1. گونه شناسی پلان. 200

5ـ5ـ2ـ1ـ1. گونه شناسی خانه بر اساس نحوۀ قرارگیری فضای باز، نیمه باز و بسته. 202

1ـ گونۀ الف : تمام پُر 206

2ـ گونۀ ب : نیمه پُر 206

3ـ گونۀ ج : میان پُر 212

4ـ گونۀ د : دو بر پُر 214

5ـ5ـ2ـ1ـ2. گونه شناسی براساس نحوۀ دسترسی. 215

1ـ گونه الف : محور مستقیم. 218

2ـ گونۀ ب: محور شکسته. 219

3ـ گونۀ ج: محور منقطع. 222

5ـ5ـ2ـ1ـ3. گونه شناسی براساس نحوۀ قرارگیری فضا حول محور دسترسی. 224

1ـ گونه الف: تمرکز و پراکندگی فضاها در اطراف محور مستقیم. 227

2ـ گونه ب: تمرکز و پراکندگی فضاها در اطراف محور شکسته. 230

عنوان صفحه

3ـ تمرکز و پراکندگی فضاها در اطراف محور منقطع. 232

5ـ5ـ2ـ2. گونه شناسی نما 236

5ـ5ـ2ـ2ـ1. گونه شناسی خانه براساس چگونگی ترکیب اجزای ورودی. 238

1ـ گونه الف : فاقد قاب.. 241

2ـ گونه ب: قاب ساده 241

3ـ گونه ج: قاب ترکیبی. 243

منابع فارسی ……..

منابع انگلیسی ……..

طرح تحقیق

1ـ1ـ1. مقدمه و طرح مسأله

حرکت های سیاسی، اجتماعی رخ داده از اواخر قاجار مانند انقلاب مشروطیت، انقراض سلسلۀ قاجاریه و روی کار آمدن رضاشاه و بعد از آن محمدرضا پهلوی، همچنین در صحنۀ جهانی انقلاب صنعتی و به دنبال آن انقلاب تکنولوژیکی قرن بیستم و نیز بروز دو جنگ جهانی؛ شکلی جدید، سریع و دگرگون شده را به وجود آورد که حرکت اجتماعی ـ فرهنگی ایران ناگزیر از پذیرفتن آن بود.

با ظهور انقلاب صنعتی در غرب و نفوذ ریشه هایی از فرهنگ مغرب زمین، جامعۀ سنتی ایران نیز به نوعی این رویداد جهانی و تحولات فکری جانبی آن را تجربه نمود و با سرعت و جهشی سطحی تر از آنچه در غرب در حال روی دادن بود، به تدریج به سوی جهان نوین گام برداشت. در دورۀ پهلوی به ویژه با روی کار آمدن پهلوی دوم، روند تغییر و تحولات اقتصادی و اجتماعی کشور که از شروع حاکمیت پهلوی اول آغاز شده بود، سرعت بیشتری یافت و شهرهای کشور به عنوان پایگاه های گسترش مدرنیزاسیون تحولات زیادی یافتند. شیراز نیز به عنوان یکی از شهرهای بزرگ آن زمان، دگرگونی های زیادی پذیرفت. در بین کاربری ها و عملکردهای موجود شهر، خانه جایگاه خاصی داشته است که در این دوران متأثر از جو موجود دستخوش تغیراتی در شیوۀ ساخت گردید. با ورود مدرنیسم به ایران در دوران پهلوی، نمود خود را در دگرگونی­های کالبدی فضایی ـ به عنوان نمادی از تجدد و تجددگرایی سطحی و دستوری ـ با گذار از معماری درونگرا به معماری برون گرا نمایان ساخت.

مهمترین و قدیمی ترین ویژگی معماری گذشتۀ ایران که آن را از دیگر سبک ها به ویژه سبک های معماری غربی متمایز می سازد درونگرایی است. ویژگی ای که با توجه به وضع اقلیمی بسیاری از مناطق ایران، همچنین رعایت اصل محرمیت به وجود آمده است. به این معنا که فضاهای داخل ارتباط بصری مستقیم با فضای شهری بیرون خود ندارند و فضاهای مختلف آن را عنصری مانند حیاط و یا صفه های سرپوشیده سازماندهی کرده است به نحوی که روزن ها و بازشوها به طرف این عناصر بازشوند(معماریان، 1375: 12).

شکل گیری و حضور قاطعانۀ ویژگی درونگرایی معماری ایران تا اواخر قاجار ادامه داشت؛ اما اولین بناهای دولتی و حکومتی در دورۀ قاجار و نیز تحولات عقیدتی و اجتماعی در آغاز دورۀ پهلوی اول، مهمترین خصلت معماری گذشتۀ ایران را تغییر داد. بناها در همۀ حوزه ها و دسته بندی های ساختمانی از درون به بیرون چرخش داده شدند. این گردش به طور بنیادین بر دیگر عناصر معماری ایران از جمله تزیینات و مباحث خرد و کلان در حوزۀ معماری و شهرسازی نظیر خیابان ها، کوچه ها، پنجره ها و نماها و به عبارتی فضاهای تازه و نوین تأثیر گذاشت. بنابراین پدیدۀ برونگرایی نخست در اندیشه ها شکل گرفت و متعاقب آن و بنا به نیازهای خواسته یا ناخواسته و در نهایت با پذیرش آن به معماری مسکونی و خانه های نوین شهری سرایت نمود.

از زمانی که فرهنگ غرب وارد معماری درونگرای ایرانی شد، معماری مدرن ایرانی شکل گرفت. معماری ایرانی سراسر تزیینات بود و امری فرهنگی محسوب می شد اما با ورود مدرنیته و اجرای برخی از اصول معماری مدرن از جمله ساده گرایی و حذف تزیینات، نماهای خانه های این دوره به سمت مکعب هایی ساده و فاقد تزیین گرایش یافت. این تغییرات ابتدا در تهران شروع شد و سپس به سایر نقاط ایران از جمله شیراز راه یافت.

تحولات معماری دورۀ پهلوی دوم در شیراز ریشه در عوامل گوناگون سیاسی، اقتصادی، فرهنگی و اجتماعی دارد. از میان عوامل خارجی شرایط خاص جهانی همچون رواج مدرنیته در غرب و نیز جنگ جهانی دوم، وضعیت شهرسازی و معماری را در این دوران از حیطۀ سنتی صرف خود خارج ساخت و معماری ناگزیر به انتخاب شیوه های معماری گشت که بازتابی از حرکت ها و بینش های زمانه و نیز حرکت وقت بود. این شیوه همانا چرخش از معماری درونگرا به برونگرا بود. این تغییر نمود خود را هم در سازماندهی فضایی و هم نما و تزیینات نشان داد. معماری در حقیقت به یک جهش ناگهانی انجامید و قبل از آنکه بتواند به یک معماری با هویت ایرانی دست یابد و حرکت تاریخی خود را با شناخت تازه ادامه دهد به جریانی افتاد و به صحنه ای کشیده شد که تحت تأثیر عوامل زیادی همچون تکنولوژی ساخت، مصالح، فنون ساختمانی و نیز الگوهای جدید زندگی، نوع ارتباطات و تجارت جدید جهانی و معیارها و ارزش های فرهنگی جدید که همگی حاصل یک جهان مدرن قرن بیستمی و در حقیقت معماری مدرن جهانی بود قرار گرفت. از میان عوامل اجتماعی داخلی نیز ظهور طبقه متوسط جدید که خود محصول نوگرایی در ایران بود، خواهان سبک زندگی جدید و خانه های جدید شکل گرفته در این دوران با الگوی برون گرا بودند.

این پژوهش می کوشد تا با شناخت گونه های مختلف معماری مسکونی ساخته شده در دورۀ پهلوی دوم در شیراز، دلایل شکل گیری و عوامل تأثیرگذار بر شکل گیری این شیوه ـ شیوه ی برونگرا ـ را مورد مداقه قرار دهد.

1ـ1ـ2. سئوالات تحقیق

ـ عوامل تأثیرگذار بر شکل گیری شیوۀ برونگرا و ویژگی های معماری مسکونی دورۀ پهلوی دوم در شیراز چه بوده است؟

ـ گونه های مختلف معماری مسکونی شیراز در این دوره کدام است؟

ـ تزیینات در معماری مسکونی پهلوی دوم شیراز چگونه است؟

1ـ1ـ3. فرضیه تحقیق

ـ الگوی معماری مسکونی در دورۀ پهلوی دوم از الگوی درونگرا به الگوی برونگرا چرخش داشته است.

ـ الگوی معماری مسکونی برونگرا متأثر از یک الگوی غربی بوده است.

ـ با ظهور مدرنیسم(نوگرایی)، تزیینات ساختمانی رو به سادگی رفته است.

1ـ1ـ4. هدف تحقیق

هدف اصلی تحقیق شناخت دگرگونی های ایجاد شده بر مبنای اندیشه ها، و روش های تغییر شکل یافته در معماری مسکونی دورۀ پهلوی دوم در شیراز است.

اهداف دیگر عبارتند از:

ـ شناخت پیش زمینه های سیاسی، جامعه شناختی، اقتصادی و فرهنگی مؤثر بر ظهور معماری مسکونی دورۀ پهلوی دوم شیراز است.

ـ شناخت تأثیرپذیری ها در پیدایش این سبک از معماری مسکونی است.

ـ شناخت گونه های مختلف معماری مسکونی شیراز در دورۀ پهلوی دوم است.

1ـ1ـ5. ضرورت تحقیق

با توجه به وسعت تحولات اتفاق افتاده در دورۀ پهلوی، کم بودن تعداد پژوهش هایی که تحولات معماری و شهرسازی دورۀ پهلوی به ویژه پهلوی دوم را مورد کنکاش دقیق و با جزئیات قرار دهد، محسوس است.

در سیر مطالعاتی معماری معاصر ایران اغلب به بررسی بناهای دولتی و شاخص به ویژه در تهران پرداخته شده است و معماری مسکونی دورۀ پهلوی کمتر مورد توجه قرار گرفته است. از آنجایی که مدرنیزاسیون و دورۀ گذار از سنت به مدرن در بافت مسکونی شهر نیز تأثیرات خود را برجای گذاشته است؛ لذا پرداختن به آن حائز اهمیت است.

1ـ1ـ6. نوع و روش انجام تحقیق

این پژوهش براساس هدف از نوع بنیادی بوده که به شناخت تحولات روی داده در دورۀ پهلوی دوم شیراز بر مبنای مدرنیسم حاکم در این دوران می پردازد.

از لحاظ ماهیت و روش اجرا و شیوۀ نگرش توصیفی ـ تحلیلی است؛ یعنی علاوه بر توصیف وضعیت معماری مسکونی دورۀ پهلوی دوم شیراز و تزیینات آن، به تشریح و تبیین دلایل شکل گیری این وضعیت و چگونگی آن پرداخته می شود.

1ـ1ـ6ـ1. روش و ابزار گردآوری اطلاعات

اطلاعات این تحقیق به شیوۀ میدانی وکتابخانه ای گردآوری شده است و ابزار آن نیز فیش برداری وتصویربرداری و است.

در بخش مطالعات کتابخانه ای، گردآوری اطلاعات مربوط به ادبیات موضوع و پیشینۀ پژوهش و نیز تحولات سیاسی، اجتماعی، اقتصادی و … تأثیرگذار آن بر شکل گیری معماری مسکونی شیراز پهلوی دوم و چگونگی ورود مدرنیسم به ایران و راهیابی آن به معماری بدست آمد.

ابزار مورد استفاده جهت جمع آوری اطلاعات کتابخانه ای فیش بوده است؛ به این صورت که با مراجعه به کتابخانه های موجود در شیراز از جمله میرزای شیرازی، دانشکده هنر و معماری، مرکز اسناد و شاهچراغ و دسترسی به منابع به فیش برداری از مطالب مورد نظر اقدام گردید. همچنین برخی منابع کتابخانه ای نسخۀ pdf کتاب هایی ست که بر روی اینترنت قرار داشت. مقالات مورد استفاده در کار نیز از مجلات موجود در کتابخانه ها و یا نسخۀ نمایه شده بر روی سایت هایی مانند noormags، magiran و civilica اخذ گردیده است.

در این بخش جهت تهیۀ اطلاعات اولیۀ مورد نظر از خانه ها، مستندنگاری با حضور در محدودۀ مورد مطالعه و برداشت و ثبت کالبدی خانه ها صورت گرفت. جهت انجام این کار از مترکشی و تهیۀ کروکی دقیق و عکس استفاده شد. همچنین از طریق مصاحبه اطلاعات مورد نظر مربوط به هر خانه بدست آمد.

1ـ1ـ6ـ2. جامعۀ آماری

جامعۀ آماری در این پژوهش بافت میانی شهر شیراز است که ساخت و سازها و گسترش های شهر در دهه های 1330 تا 1357 خورشیدی را شامل می شود. این منطقه شامل توسعۀ شهر شیراز در خارج از حصار بافت تاریخی است که عمدتاً به سمت غرب می باشد و محدودۀ خاصی را از نقطه نظر کالبدی به وجود آورده که به بافت میانی شهر مشهور است. که عمدتاً شامل دو خیابان شرقی ـ غربی (خ قصرالدشت و خ زند) و یک خیابان شمالی ـ جنوبی (خ نادر) عمود بر دو شبکه قبلی می باشد.

3- 2- 7- مشاهده و عكس­برداری (Observation and Photography)………………………………………………26

3-3- آماده سازی نمونه ها جهت مطالعات میکرومورفولوژیک با استفاده از میکروسکوپ الکترونی نگاره (Bozzola and Russel,1998)………26

3-3-1- تثبیت (Fixation)………………………………………………………….27

3- 3- 2 – آبگیری (Dehydration)………………………………………………………27

3-3-3- چسباندن (Mounting)…………………………………………………………28

3-3-4- پوشش دادن (Coating)……………………………………………..28

3-3-5- مشاهده و عکس­برداری (Observation and Photography)…………………………28

نتایج………………………………………………..30

4- 1- ویژگی­هایمورفولوژیکآویشن دنایی……………..30

4- 2- بررسی­های میکروسکوپی………………………………………………31

4-2-1- جوانه انتهایی……………………………………………..31

4- 2- 2- بافت شناسی و تغییرات تکوینی ساقه…………………………..33

4- 2- 3- ساختار درونی و تغییرات تکوینی در برگ………………….34

4- 2- 4- کرک­های اپیدرمی در برگ آویشن دنایی……………………36

4- 2- 4- 1- بررسی­های ساختاری………………………………….36

4- 2- 4- 2- تمایزیابی کرک­های غده­ای……………………………39

4- 2- 4- 2- بررسی­های میکرومورفولوژیک…………………………….41

بحث و نتیجه­گیری………………………………………………………….98

5- 1- بررسی مورفولوژیک………………………………………..98

5- 2- مطالعات میکروسکوپی…………………………………………….99

5- 2- 1- جوانه انتهایی و بنیان گذاری برگ……………………99

5- 2- 2- ساختار و تغییرات تدریجی ساقه…………………………101

5- 2- 3- تغییرات تدریجی برگ……………………..102

5- 2- 4- کرک­های اپیدرمی…………………..105

5- 2- 4- 1- تنوع و پراکندگی…………………………105

5- 2- 4- 2- تمایز یابی کرک­های غدهای…………………….109

5- 2- 4- 3- رابطه بین نمو انواع کرک و تکوین برگ و ساقه …………..114

مقدمه

تیره نعناعیان (Lamiaceae) یکی از بزرگ­ترین تیره­های گیاهی و دارای 178 جنس و 3000 گونه است. گونه­های این تیره تقریباً در سراسر جهان پراکنده­اند و به طور خاص در مناطق مدیترانه­ای تجمع دارند (قهرمان، 1373).

آویشن (Thymus) یکی از جنس­های تیره نعناعیان است که در زیر خانواده Nepetoideae قرار دارد و از نظر فیلوژنی با جنس هایOriganum،ZatariaوMicromeriaقرابت و خویشاوندی دارد. مبدأ پیدایش این جنس دوران سوم زمین­شناسی است و در فلور خشکی پسند این دوره آثار آن را یافته­اند و بدنبال توسعه مناطق خشک بخصوص در دوره پلیوسن و بعد از آن تا به امروز تکامل جنس صورت گرفته است (جم­زاد، 1388). در فلور ایرانیکا، برای سهولت شناخت جنس­های تیره نعنا، آنها را به پنج گروه تقسیم کرده­اند و آویشن در گروه گیاهانی که دانه آنها لعاب­دار است قرار می­گیرد (قهرمان، 1373).

در مورد تعداد گونه­های آویشن از نظر تاکسونومیک گزارش­های متفاوتی وجود دارد، تعداد گونه­های آن در بعضی از گزارش­ها به 800 می­رسد، اما با در نظر گرفتن کمترین مقدار تنوع مورفولوژیک، 215 گونه از این جنس گزارش گردیده است. نام جنسThymusاز کلمه یونانی Thyo به معنای عطر گرفته شده است. تفسیر دیگری که در رابطه با نام این جنس وجود دارد کلمه یونانی Thymos به معنای قوت است وThymusبه گروهی از گیاهان اتلاق می­شده که دارای اثر تقویت کننده و محرک بوده­اند (جم­زاد، 1388). آویشن ها به علت داشتن عطر و همچنین خواص دارویی در همه جای دنیا مورد استفاده قرار می­گیرند. وجود غده­های ترشحی در سطح برگ­ها و گل­های گیاه سبب و عامل اصلی عطر و بو و خواص دارویی در گیاه است (جم زاد، 1388).

این جنس در ایران 18 گونه معطر و چندساله دارد گونه­های انحصاری آن در ایران عبارتند از:

1. persicus, T. marandensis, T. daenensis, T.lancifolius

و دیگر گونه­های آن:

1. fallax, T. kotschyanus, T. transcaspicus, T. armeniacus

1. eriocalyx, T. nummularius, T. pubescens, T. carmanicus

1. caucasicus, T. transcaucasicus, T.linearis, T. armeniacus

1. fedtschenkoi, T. migricus

این گونه­ها علاوه بر ایران در ترکیه، قفقاز، عراق، هند، آذربایجان شوروی، ارمنستان، ترکمنستان و پاکستان نیز می­رویند (جم­زاد، 1391).

آویشن دنایی(T. daenensis) در مناطق کوهستانی استان­های زنجان، کردستان، همدان، لرستان، اصفهان، کهگیلویه و بویراحمد، چهارمحال و بختیاری، فارس و مرکزی می­روید. گیاهان این گونه دارای ویژگی­های زیر می­باشند: خشبی، کوتاه قد، بالشتکی، به ارتفاع 15 تا 30 سانتی­متر، راست، بدون انشعاب، تقریبا بدون کرک تا کم و بیش کرکدار. برگ­ها به طول 10 تا 20 و به عرض 2 تا 5 میلی­متر، کم و بیش گسترده، از میان گره کوتاه­تر، خطی تا سرنیزه­ای باریک، بدون دمبرگ، نوک تیز، سطح زیرین برگ با رگبرگ میانی برجسته و 2تا 3 جفت رگبرگ جانبی برجسته، جفت سوم تا نیمه برگ امتداد یافته. با تعداد زیادی غده ترشحی قرمز رنگ در هر دو سطح. گل­آذین کله­ای انتهایی، گاهی کشیده، چرخه های پایینی دور از یک­دیگر و بندرت دارای دمگل­آذین. برگه­ها تقریبا شبیه به برگ­ها، کوتاه­تر و تقریبا پهن تر از آنها، سبز رنگ، به ندرت قرمز مایل به بنفش. کاسه به طول 3 تا 5/4 میلی­متر، لوله­ای یا استکانی، دندانه­های لبه بالایی به طول 5/0 تا 1 میلی­متر، نزدیک به هم به طرف بیرون برگشته، مشخصاً کوتاه­تر از دندانه­های لبه پایینی. جام گل به طول 5تا 6 میلی­متر، قرمز رنگ. زمان گل­دهی تابستان (جم­زاد، 1391).

عدد کروموزمی در جنس آویشن بسیار متنوع است. حالت­های پلی­پلوئیدی شامل تترا و هگزا پلوئید گزارش گردیده است. عدد پایه کروموزمی 7=x است. اعدا کروموزمی 24=n2 تا 90=n2 برای گونه­هایThymusگزارش گردیده است، ولی معمول­ترین اعداد کروموزمی 60، 56، 30 و 28=n2 می­باشند (جم­زاد، 1388).

خواص داروئی و معطر بودن آویشن باعث شده است که این گیاه در زمره گیاهان ارزشمند قرار گیرد. اسانس گل و برگ­های آویشن دارای اثر ضد­اسپاسم، ضد­نفخ، ضد­روماتیسم، ضد­سیاتیک و ضد­عفونی کننده قوی است (Stahl-biskup, 2002). عمده­ترین ترکیبات موجود در اسانس آویشن­ها تیمول و کارواکرول می­باشند. این­ها دو ترپنوئید هستند که تنها در تعداد محدودی از گونه­های گیاهی از جمله آویشن­ها وجود دارند. وجود غده­های ترشحی در سطح برگ­ها و گل­های گیاه عامل اصلی عطر و بو و خواص دارویی در گیاه است (جم­زاد، 1388).

ساختار­های ترشحی در بیشتر گیاهان آوندی وجود دارند و موقعیت مکانی، ساختار و مواد ترشحی متفاوتی دارند. مواد معمولا از سلول­های ترشحی به بیرون از گیاه رانده می­شوند یا در فضا­های درون سلولی تخصصی شده محدود می­شوند (Fahn, 1988).

ساختار­های ترشحی داخلی شامل: سلول­های ترشح کننده، مجاری و کیسه­های ترشح کننده و سلول­های شیرابه­دار هستند. ساختار­های ترشحی خارجی شامل هیداتود، نوشجای و کرک­های اپیدرمی می­باشند. کرک­های اپیدرمی زوائد تک سلولی و چند سلولی هستند و در دوگروه غیرغده­ای و غده­ای قرار می­گیرند (Fahn, 1990).

کرک­های غیر­غده­ای از لحاظ شکل و آناتومی متنوعند و ممکن است تک سلولی یا چندسلولی باشند و هر دو نوع این­ها می­توانند ساده یا منشعب باشند. کرک­های چند سلولی ممکن است منشعب، یک ردیفه، دو ردیفه یا چند ردیفه باشند. دیواره­های عرضی بین سلول­ها مشخص و یا غیرقابل تشخیص است. ممکن است در طول، اندازه و حالت سلول متقارن و یا غیر متقارن باشند. می­توانند در پهنا متحدالشکل باشند و یا پهنایشان در طول تار تغییر کند و نوک آنها باریک شود و یا کند باشد. ضخامت دیواره می­تواند متنوع باشد و یا مواد تزریق شده در دیواره آن­ها می­تواند دیواره­ها را به حالت نرم سینوسی و یا سیخی درآورد. انشعابات در کرک­های چند سلولی منشعب، ممکن است چندسلولی و یا تک سلولی با طول­های مساوی یا متغیر، متناوب و یا متقابل و در یک یا چرخه­های بسیار، با ظاهری منگوله­ای باشند (Werker, 2000). کرک­های فلسی، Tشکل، چندسلولی ستاره­ای و کرک­های یک ردیفی، تک سلولی ساده یا چند­سلولی از انواع غیر­غده­ای هستند (Fahn, 1990).

کرک های غده­ای بسیار متنوع­اند و در بسیاری از تیره­ها وجود دارند، ولی اغلب در تیره­های Solanaceae، Lamiaceae، Rosaceae و Cannabinaceae یافت می­شوند. براساس موارد زیر رده­بندی می­شوند: ترکیب شیمیایی موادی که ترشح می­کنند، روش تولید آن­ها، ساختار، موقعیت (غده­هایی مشابه ولی روی اندام­های رویشی و یا زایشی) و وظیفه­ی آن­ها.

در کرک­های غده­ای تک­سلولی بین قسمت رأسی و قاعده­ای، تمایز مورفولوژیک وجود دارد. غده­های چندسلولی تیپیک شامل یک سرِ یک یا چند سلولی ترشحی، یک پایهِ یک تا چند سلولی، یک Base با تعداد کمی سلول و گاهی اوقات یک سلول گردنی (بین سر و پایه). تفاوت­هایی بین سلول­های پایه و سر ترشحی وجود دارد. در سلول­های پایه پایین­ترین سلول می­تواند بسیار واکوئلی باشد درحالیکه سلول بالاتر ممکن است سیتوپلاسم متراکم داشته باشد، که به طور واضحی با عملکرد و نقش متفاوت آن­ها ارتباط دارد(Fahn, 2000) . کرک­های غده ای شامل کرک­های ترشح کننده نمک، کرک­های ترشحی شهد، غده ترشحی موسیلاژ، غده­های گیاهان گوشتخوار، تار ترشحی، کرک­های گزنده و کرک­های ترشح کننده مواد چربی دوست که روغن­های اسانس را در خانواده نعناعیان ترشح می­کنند، می­باشند .(Fahn, 1990)­کرک­های ترشح کننده مواد چربی دوست ممکن است پایه­ی کوتاه یا بلند، منشعب یا بدون انشعاب، سر و پایه­ی تک سلولی یا چند سلولی، سر سپری (peltate) یا تاجدار (capitate) داشته باشند و در ظرفیت خود برای ذخیره اسانس در فضای بین دیواره و کوتیکول متنوع می­باشند (Fahn, 2000). کرک peltate شامل یک سلول پایه، یک سلول ساقه کوتاه و یک سر گسترده متشکل از تعدادزیادی سلول­های ترشحی که در یک ردیف قرار گرفته­اند می­باشند. کرک­های capitate از یک سلول پایه، ساقه یک تا چند­سلولی و یک سر شامل یک یا دو سلول تشکیل شده اند. ترایکوم­های غده­ای دارای یک لایه کوتیکول می­باشند با بلوغ کرک لایه کوتیکولی از دیواره سلولزی فاصله گرفته و اسانس در فضای زیرکوتیکولی ذخیره می­شود و در اواخر اندازه بزرگی در کرک­های peltate دارد. برخی از ترکیبات فرار اسانس ممکن است از کوتیکول عبور کنند اما بسیاری از مواد تنها پس از پارگی کوتیکول به بیرون راه پیدا می­کنند (Fahn, 1988).

2- 1- مطالعات فیتو شیمیایی

ترکیبات شیمیایی موجود در اسانس آویشن به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته و شناسایی شده­اند. دو گروه اصلی ترکیبات شیمیایی موجود در این جنس ترپنوئید­ها و فلاونوئید­ها هستند. این ترکیبات نقش اصلی را در اثر­های دارویی این گیاهان ایفا می­کنند. اسانس­ها در گیاهان خانواده نعنا در کرک­های غده­دار و یا در غده­های ترشحی چسبیده به سطح برگ آن­ها ذخیره می­گردند (جم­زاد، 1388).

عنوان

فهرست مطالب
فصل اول.. 1
کلیات… 1
1-1-مقدمه. 2
1-2-تعریف مسأله. 3
1-2-1-پساب اسیدی معدنی… 4
1-2-2- منشاء پساب های اسیدی معدن.. 4
1-2-3- واکنش های اکسیداسیون و تولید اسید.. 6
1-2-4- عوامل موثر بر نرخ اکسید شدن پیریت… 8
1-2-5- اثرات زیست محیطی پساب های اسیدی معدن.. 8
1-3-مروری بر پیشینه مطالعات انجام شده. 11
1-4- ضرورت انجام تحقیق… 18
1-5-اهداف تحقیق… 19
1-6-سازماندهی پایان نامه. 19
فصل دوم. 21
سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی… 21
2-1-مقدمه. 22
2-2-منطق فازی… 23
2-2-1-تئوری فازی از دیدگاه ریاضی… 23
2-2-2-سیستم استنتاجی فازی… 23
2-2-3-سیستم استنتاجی فازی خالص….. 25
2-2-4-سیستم استنتاج فازی ممدانی… 25
2-2-5-سیستم استنتاج فازی تاکاگی-سوگونو و کانگ…. 26
2-3-شبکه های عصبی مصنوعی… 28
2-3-1-آموزششبکه عصبی مصنوعی… 30
2-4-سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی… 30
2-4-1 -ساختار ریاضی انفیس….. 31
2-5-سیستم استنتاجی عصبی-فازی تطبیقی چند خروجی… 35
2-5-1-عملیات آموزش سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی چند خروجی… 37
2-5-2-پارتیشن بندی شبکه. 39
2-5-3- خوشه بندی کاهشی… 39
2-5-3- فازی میانگین – c. 40
2-6-جمع بندی… 41
فصل سوم. 42
معرفی و خصوصیات کلی معدن مس سرچشمه. 42
3-1- مشخصات عمومی معدن مس سرچشمه. 43
3-1-1- موقعیت جغرافیایی و شرایط اقلیمی كانسار پورفیری مس سرچشمه. 43
3-2- تاریخچه معدن مس سرچشمه. 44
3-4- كانی سازی در معدن مس سرچشمه. 45
3-5-مطالعات انجام شده بر روی سد باطله معدن مس سرچشمه. 45
3-5-1- احداث سد باطله. 46
3-5-2-هیدرولوژی منطقه. 47
3-6-باطله های معدن مس سرچشمه. 48
3-6-1-مقدمه. 48
3-6-2-سایت معدنی سرچشمه. 50
3-6-3- نمونه برداری و روش های صحرایی… 51
3-7-جمع بندی… 54
فصل چهارم. 55
مدلسازی و آنالیز نتایج.. 55
4-1-مقدمه. 56
4-2- پیش بینی فلزات سنگین در پساب اسیدی معدن با استفاده از مدل سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی چند متغیره. 64
4-2-1-معیارهای ارزیابی عملکرد مدل.. 66
4-3-نتایج حاصل از سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی چندخروجی… 66
4-4-رگرسیون خطی… 78
4-4-1-رگرسیون خطی چندگانه. 79
4-5-نتایج حاصل از رگرسیون خطی چندگانه. 80
فصل پنجم.. 87
5-1-نتیجه گیری کلی… 88
5-2-پیشنهادات… 91
منابع.. 92

صفحه

عنوان

فهرست اشکال


شکل ‏1‑1 -اکسید شدن پیریت و تولید اسید در یک معدن زغال سنگ………………………………………………………..6
شکل ‏1‑2-میکروگراف الکترونی از باکتری تیوباسیلوس فرواکسیدان…………………………………………………………….7
شکل ‏1‑3-آلودگی آب های سطحی درغرب ویرجینیا…………………………………………………………………………………….9
شکل ‏1‑4-مرگ ماهیان بر اثر تخلیۀ پساب اسیدی معدن حاصل از معادن رومانی در رودخانۀ دانوب……….9
شکل ‏1‑5-آلودگی آب های سطحی توسط پساب اسیدی حاصل از معادن زغال سنگ در غرب پنسیلوانیا.10
شکل ‏2‑1-ساختار یک سیستم فازی……………………………………………………………………………………………………………23
شکل ‏2‑2-ساختار سه سیستم استنتاجی فازی……………………………………………………………………………………………24
شکل ‏2‑3-سیستم فازی ممدانی…………………………………………………………………………………………………………………..25
شکل ‏2‑4-سیستم فازی TSK………………………………………………………………………………………………………………………26
شکل ‏2‑5-ساختار یك نرون مصنوعی…………………………………………………………………………………………………………..27
شکل ‏2‑6-ساختار نمونه انفیس در مدل فازی سوگنو………………………………………………………………………………….30
شکل ‏2‑7-ساختار دیگری از انفیس………………………………………………………………………………………………………………33
شکل ‏2‑8-سیستم استنتاجی عصبی-فازی تطبیقی چند خروجی مدل سوگنو مرتبه با یک ورودی و سه خروجی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………36
شکل ‏3‑1-موقعیت جغرافیایی کانسار مس سرچشمه…………………………………………………………………………………..43
شکل ‏3‑2-سد باطله در معدن مس پورفیری سرچشمه……………………………………………………………………………….45
شکل ‏3‑3-محل معدن مس سرچشمه و رودخانه شور…………………………………………………………………………………50
شکل ‏3‑4-محل نمونه برداری رودخانه شور…………………………………………………………………………………………………..51
شکل ‏3‑5-محل های نمونه برداری و موقعیت معدن مس سرچشمه……………………………………………………………53
شکل ‏4‑1-رسوب سولفات مس و آهن مس سرچشمه…………………………………………………………………………………57
شکل ‏4‑2-رسوب کانی های ثانویه سولفات مس و آهن………………………………………………………………………………..57
شکل ‏4‑3-کلوئیدی شدن پساب و انحلال سولفیدها……………………………………………………………………………………58
شکل ‏4‑4-کلوئیدی شدن پساب و انحلال سولفات در پساب فرعی…………………………………………………………….58
شکل ‏4‑5-پساب خروجیاز معدن، کدر و حاوی ذرات معلق آهن………………………………………………………………60
شکل ‏4‑6-رسوبات بی شکل پوشاننده پساب و رسوبات آهن در حواشی آن…………………………………………………60
شکل ‏4‑7-روند تغییرات غلظت(ppm)آلاینده های فلزی از بالادست به پایین دست روخانه شور……………….62
شکل ‏4‑8 -توابع عضویت به دست آمده توسط مدل MANFIS-GP………………………………………………………..68
شکل ‏4‑9-توابع عضویت به دست آمده توسط مدل MANFIS-SCM………………………………………………………69
شکل ‏4‑10-توابع عضویت به دست آمده توسط مدل MANFIS-FCM……………………………………………………70
شکل ‏4‑11-همبستگی بین مقادیر اندازه گیری شده و پیش بینی شده مس توسط مدل MANFIS-SCM الف) مجموعه داده های آموزشی، ب) مجموعه داده آزمون……………………………………………………………………………72
شکل ‏4‑12-همبستگی بین مقادیر اندازه گیری شده و پیش بینی شده آهن توسط مدل MANFIS-SCM الف) مجموعه داده های آموزشی، ب) مجموعه داده آزمون……………………………………………………………………………73
شکل ‏4‑13-همبستگی بین مقادیر اندازه گیری شده و پیش بینی شده منگنز توسط مدل MANFIS-SCM الف) مجموعه داده های آموزشی، ب) مجموعه داده آزمون………………………………………………………………..75
شکل ‏4‑14-همبستگی بین مقادیر اندازه گیری شده و پیش بینی شده روی توسط مدل MANFIS-SCM الف) مجموعه داده های آموزشی، ب) مجموعه داده آزمون……………………………………………………………………………75
شکل ‏4‑15-مقایسه بین اندازه گیری و پیش بینی شده Cu با استفاده از مدل MANFIS-SCM برای مجموعه داده های آزمون………………………………………………………………………………………………………………………………..76
شکل ‏4‑16-مقایسه بین اندازه گیری و پیش بینی شده Fe با استفاده از مدل MANFIS-SCM برای مجموعه داده های آزمون………………………………………………………………………………………………………………………………..76
شکل ‏4‑17-مقایسه بین اندازه گیری و پیش بینی شده Mn با استفاده از مدل MANFIS-SCM برای مجموعه داده های آزمون………………………………………………………………………………………………………………………………77
شکل ‏4‑18-مقایسه بین اندازه گیری و پیش بینی شده Zn با استفاده از مدل MANFIS-SCM برای مجموعه داده های آزمون……………………………………………………………………………………………………………………………..77
شکل 4‑19 -همبستگی بین غلظت فلزات سنگین اندازه گیری شده و پیشبینی شده با استفاده از MLR برای داده های آزمون و آموزش……………………………………………………………………………………………………………………85

صفحه

عنوان

فهرست جداول


جدول ‏3‑1-ماکزیمم و مینیمم پارامترهای فیزیکی و شیمیایی غلظت فلزات سنگین رودخانه شور 53
جدول ‏3‑2-محل و موقعیت جغرافیایی ایستگاه های نمونه برداری آب… 53
جدول ‏4‑1-ماکزیمم و مینیمم پارامترهای فیزیکی و شیمیایی غلظت فلزات سنگین رودخانه شور و استاندارد آب(همه نمونه ها بر حسبppm) 61
جدول ‏4‑2-ماتریس همبستگی بین غلظت فلزات سنگین و متغییرهای مستقل.. 65
جدول ‏4‑3-خصوصیات مدل های MANFIS. 67
جدول ‏4‑4-مقایسه بین نتایج حاصل از سه مدل برای مجموعه داده های آزمون.. 71
جدول ‏4‑5-مشخصات آماری از مدل رگرسیون چندگانه. 81

جدول4-6-مقایسه نتایج بدست آمده از روش MANFIS-SCMو MLR……………………………………………………86

فهرست علائم و نشانه ها


اختصار معادل فارسی معادل انگلیسی

فصل اول………………………………………………………………………………………………….. 2
1-1 ضرورت انجام پژوهش…………………………………………………………………………………………..2
1-2 روش انجام پژوهش………………………………………………………………………………………………3
1-3 ساختار پایان نامه……………………………………………………………………………………………………3
فصل دوم ……………………………………………………………………………………………………….5
2-1 سابقه علمی………………………………………………………………………………………..5
2-2 روش های اصلاح شبکه مبدل های حرارتی………………………………………………………………….8
2-2-1 اصلاح شبکه بوسیله باز بینی مستقیم ساختمان آن……………………………………………9
2-2-2 اصلاح شبکه بصورت یک طرح جدید………………………………………………………….9
2-2-3 اصلاح شبکه با استفاده از فن آوری پینچ………………………………………………………..9
2-2-4 اصلاح شبکه با استفاده از مدل برنامه نویسی ریاضی……………………………………….9
2-3 فن آوری پینچ………………………………………………………………………………………………………10
2-3-1 نمودار آبشاری…………………………………………………………………………………………10
2-3-2 منحنی ترکیبی………………………………………………………………………………………….11
2-3-3 منحنی ترکیبی جامع (G.C.C)………………………………………………………………….. 12
2-3-نمودار پیازی………………………………………………………………………………………………13
2-3-5 ΔTmin بهینه……………………………………………………………………………………………13
2-4 اصول پینج…………………………………………………………………………………………………………..14
2-5 مسائل آستانه (Threshhold)…………………………………………………………………………………..16
2-6 انتخاب واحد پشتیبانی………………………………………………………………………………………….17
2-7 کوره­ها……………………………………………………………………………………………………………….18
2-8 هدف­گذاری………………………………………………………………………………………………………..20
2-8-1 تعداد مبدل­های حرارتی……………………………………………………………………………20
2-8-2 هدف­گذاری سطح……………………………………………………………………………………23
2-8-3 هدف گذاری تعداد پوسته ها……………………………………………………………………..25
2-8-4 هدف­گذاری هزینه اصلی(Capital Cost)……………………………………………………..27
2-8-5 هدف­گذاری هزینه کلی…………………………………………………………………………… 29
2-8-6 هدف­گذاری بر اساس رابطه هزینه انرژی…………………………………………………..30
2-9 روش های هدف­گذاری…………………………………………………………………………………………33
2-9-1 هدف­گذاری به روش α ثابت…………………………………………………………………….33
2-9-2 هدف­گذاری به روش α افزایشی………………………………………………………………..34
2-10 جمع­بندی…………………………………………………………………………………………………………35
فصل سوم ………………………………………………………………………………………………………………………..37
3-1 مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………37
3-2 حلقه………………………………………………………………………………………………………………….38
3-3 مسیر………………………………………………………………………………………………………………….39
3-4 درجه آزادی………………………………………………………………………………………………………..39
3-5 تقسیم جریان……………………………………………………………………………………………………….41
3-6 نظریه مثبت، منفی………………………………………………………………………………………………..41
3-7 هدف­گذاری انرژی………………………………………………………………………………………………42
3-8 روش تخصیص بار حرارتی جریان خارجی……………………………………………………………44
3-8-1 روش مبتنی بر منحنی تركیبی جامع……………………………………………………………..44
3-8-2 قاعده ارزان­ترین جریان خارجی………………………………………………………………….46
3-9 هدف­گذاری سطح………………………………………………………………………………………………..47
3-10 پارامتر بهینه سازی……………………………………………………………………………………………….48
3-11 نکات و ترفندهای بهینه سازی………………………………………………………………………………49
3-12 بهینه سازی و بررسی حالت عملیاتی شبکه…………………………………………………………….50

3-13 عملكرد بهینه و نگهداری از شبكه مبدل­های حرارتی……………………………………………….51
3-13-1 ضریب انتقال حرارت کلی تمییز………………………………………………………………51
3-13-2 ایجاد رسوب در مبدل حرارتی………………………………………………………………..52
3-14 چه مقدار / اگر………………………………………………………………………………………………….52
3-14-1 رخداد………………………………………………………………………………………………….53
3-14-2 وظایف…………………………………………………………………………………………………53
3-15 طراحی شبکه…………………………………………………………………………………………………….55
3-16 اصلاح و بازبینی شبكه………………………………………………………………………………………..57
3-16-1 تشخیص گلوگاه­ها در شبكه مبدل­های حرارتی……………………………………………57
3-17 جمع­بندی………………………………………………………………………………………………………….59
فصل چهارم ……………………………………………………………………………………………………………………..60
4-1 مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………60
4-2 روش­های ساخت در پالایشگاه………………………………………………………………………………61
4-2-1 جریان کلی مواد در پالایشگاه…………………………………………………………………….63
4-3 ترکیب نفت خام………………………………………………………………………………………………….65
4-4 تقطیر………………………………………………………………………………………………………………….66
04-4-1 کلیاتی در مورد تقطیر……………………………………………………………………………..66
4-4-2 عملیات تقطیر………………………………………………………………………………………….68
4-4-3 شرح تقطیر جزء به جزء…………………………………………………………………………….71
4-5 تقطیر نفت خام……………………………………………………………………………………………………71
4-5-1 ستون تقطیر اتمسفری……………………………………………………………………………….71
4-5-2 ستون تقطیر خلاء………………………………………………………………………………….73
4-6 فرآورده های تقطیر………………………………………………………………………………………………..74
4-6-1 مهم­ترین فرآورده های واحد تقطیر نفت خام………………………………………………….74
4-7 شبیه سازی واحد تقطیر ……………………………………………………………………………………….76
4-7-1 نرم افزار Aspen Engineering……………………………………………………………………..76
4-7-2 معادلات ترمودینامیکی………………………………………………………………………………78
4-7-3 شبیه سازی واحد تقطیر آبادان ……………………………………………………………………78
4-7-4 توزیع ترکیبات مختلف گوگردی در بنزین…………………………………………………..79
4-7-5 محیط شبیه سازی …………………………………………………………………………………….80
4-7-6 نحوه اجرای برج تقطیر……………………………………………………………………………..83
4-7-7 توضیح فرایند تقطیر در خلا………………………………………………………………………85
4-7-8 جمع­بندی……………………………………………………………………………………………….85
فصل پنجم ……………………………………………………………………………………………………………………….86
5-1 مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………87
5-2 شبیه­سازی واحد…………………………………………………………………………………………………..87
5-3 استخراج داده ها از شبیه سازی و هدف گذاری…………………………………………………………….87
5 -3-1 شبیه سازی منابع سرد و گرم خارجی در محیط Aspen HX-NET…………………89
5-4 ترسیم شبکه مبدل های حرارتی……………………………………………………………………………….89
5-5 هدف گذاری………………………………………………………………………………………………………92
5-5-1 تعیین ΔT_MINبهینه………………………………………………………………………………..92
5-5-2 برآوردهزینه سرمایهگذاری……………………………………………………………………..92
5-5-3 فرضیات هدف گذاری…………………………………………………………………………….93
5-6 بررسی نتایج هدف گذاری شده……………………………………………………………………………..94
5-7 اصلاح و بازبینی شبکه…………………………………………………………………………………………96
5-8 راهکار اقتصادی برای شبکه مبدل های حرارتی واحد 80………………………………………….100
5-9 نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………….101
5-10 پیشنهاد ها………………………………………………………………………………………………………..103
مراجع…………………………………………………………………………………………………………………….104
پیوست­ها………………………………………………………………………………………………………………..107
1 فصل اول
1-1 ضرورت انجام پژوهش
با افزایش قیمت حامل های انرژی و بحران انرژی از آغاز دهه ی هفتاد میلادی، همچنین مصرف بالای انرژی در بخش صنعت، صرفه جویی انرژی در صنایع به خصوص صنایع فرآیندی و شیمیایی امری ضروری است. همچنین با توجه به مصرف بالای بنزین و بحث خودکفایی در تولید بنزین توسط پالایشگاه های کشور، پیشرفت و بهینه سازی واحدهای بنزین سازی پالایشگاه های نفت مورد توجه قرار گرفته است. این امر منجر به ابداع روش های مختلفی برای صرفه جویی در مصرف انرژی و همچنین استفاده مجدد از انرژی های تلف شده در یک فرایند گردید. افزایش روز افزون قیمت سوخت, كاهش منابع سوخت فسیلی و لزوم حفظ و نگهداری محیط زیست عواملی هستند كه كه اهمیت بازیافت بهینه انرژی حرارتی و جلوگیری از اتلاف انرژی را در صنایع مختلف, نشان می دهد. امروزه مصرف بهینه انرژی به عنوان یكی از شاخص ها عمده در ارزیابی توسعه یافتگی جوامع, مطرح گردیده است. شدت بالای مصرف انرژی در فرآیندهای شیمیایی، باعث افزایش هزینه های تولید و بهره برداری و نیز كاهش بازده استحصال مواد در محصولات صنعتی می گردد. همچنین با توجه به اهمیت طراحی شبکه ی مبدل های حرارتی به عنوان یکی از بخش های مهم طراحی فرآیندها، شبکه ی مبدل های حرارتی این واحد با دیدگاه انتگراسیون حرارتی بررسی گردیده است. این بررسی با دو رویکرد در قالب اصلاح شبکه ی موجود و طراحی مجدد شبکه انجام گرفته است. در طراحی مجدد شبکه، هدف کمینه کردن سطح انتقال حرارت و یا هزینه ی سالیانه کلی آن واحد می باشد. درحالی که هدف از بازبینی و اصلاح شبکه موجود کمینه کردن دوره بازگشت سرمایه بعد از اعمال تغییرات انجام شده در شبکه می باشد. دو روش رایج در طراحی و اصلاح شبکه ی مبدل های حرارتی روش طراحی پینچ و روش برنامه نویسی ریاضی می باشند .حالت عملیاتی شبکه نیز جهت بررسی کارآیی طرح، هنگام تغییر در شرایط عملیاتی، مورد بررسی قرار می گیرد. کاهش ضریب کلی انتقال حرارت در اثر ایجاد رسوب تغییر در دمای ورودی یا دبی جرمی جریان های فرآیندی از جمله پارامترهای عملیاتی هستند که اثر آنها را در شبکه بررسی میگردد. در این پایان نامه از ترکیب دو روش بهینه سازی ریاضی و روش پینچ، که براساس تحلیل ترمودینامیکی و طراحی کاربردی می باشند، به منظور طراحی مجدد و اصلاح شبکه استفاده شده است.فناوری پینچ همگام با توسعه ی اولیه اش در دانشگاه ها، در فرآیندهای صنعتی نیز به کار گرفته شده است و امروزه از آن به عنوان یک فناوری کامل در مراکز دانشگاهی و صنعتی یاد می شود. تحلیل کارآمد جهت بررسی عملکرد سیستم های انرژی و واحدهای فرآیندی است. با تکیه بر نتایج انجام گرفته بر اساس این تحلیل، نقاط بحرانی فرآیند شناسایی و جهت بهینه سازی انرژی واحد با اصلاح این نقاط بحرانی، حداکثر نتایج مطلوب حاصل خواهد شد.
تحلیل پینچ علاوه بر تعیین مبدل های حرارتی خطاکار، راهکار و شبکه مبدل های حرارتی مناسب را پیشنهاد می دهد. در این بین بهینه سازی انرژی در واحد 80 مورد بررسی قرار گرفته است.
1-2 روش انجام پژوهش:
در پایا ن نامه ابتدا واحد 80 برج تقطیر پالایشگاه آبادان توسط نرم افزار Aspen hysys refinery شبیه سازی می شود و نتایج شبیه سازی با مقادیر واقعی مقایسه می شود. در مرحله بعد نسخه شبیه سازی شده را به نرم افزار Aspen hysys Analyzer V7.2 ( همان نرم افزار HX-NET می باشد) لینک کرده و در محیط این نرم افزار شبکه مبدل های حرارتی ترسیم می شود. با ارزیابی شبکه فوق به کمک فناوری پینچ، امکان اصلاح شبکه بررسی شده و پیشنهاد ها لازم ارائه می شود. روش مورد استفاده در نرم افزار Aspen hysys Analyzer V7.2 تلفیقی از دو روش ریاضی و روش پینچ است. دو روش طراحی پینچ و روش برنامه نویسی ریاضی از پرکاربردترین روش ها جهت اصلاح شبکه موجود می باشند.
1-3 ساختار پایان نامه:
مطالعات و تحلیل های انجام شده در این پژوهش در قالب 5 فصل به شرح زیر ارائه شده است:
در فصل اول پس از مقدمه کوتاهی درباره اهمیت بهینه سازی انرژی واحد 80، روش انجام شده در این مطالعه برای کاهش مصرف انرژی و اصلاح شبکه مبدل های حرارتی این واحد بیان شده است.
در فصل دوم پیشینه روش تحلیل پینچ و تعاریف اولیه با اشاره به تاریخچه انجام مطالعات این تحلیل و به عنوان معیاری برای ارزیابی سیستم های انرژی و تعیین نقاط بحرانی فرآیند بیان شده است.
در فصل سوم روش تحلیل پینچ در انتگراسیون فرایند ها، هدف گذاری ها و اصول و معیارهای روش پینچ در اصلاح شبکه مبدل های حرارتی و بهینه سازی فرایند ها با استفاده از فناوری پینچ بیان شده است.
در فصل چهارم فرآیند تولید نفت خام برای آشنایی بیشتر توضیح داده شده است. در این فصل پس از بیان تاریخچه توسعه این واحد پالایشگاهی، انواع فرآیندهای و مشخصات خوراک و محصول این واحد بیان شده است .
در فصل پنجم نتایج تحلیل های پینچ و سایر مطالعات انجام شده در واحد 80 آبادان آورده شده است و در ادامه فصل، اصلاح شبکه مبدل های حرارتی واحد بیان شده است و در پایان فصل با انجام مطالعات اقتصادی، نتیجه گیری این پژوهش و پیشنهادهایی برای انجام کارها و مطالعات آتی بیان شده است.
2 فصل دوم
2-1 سابقه علمی
در سال 1970 که بحران انرژی آغاز شد مهندسان طراح و صاحبان صنایع بویژه شرکت های صنایع فرایند های شیمیایی به صرفه جویی در مصرف انرژی اندیشیدند که به ابداع روش های گوناگون برای صرفه جویی در مصرف انرژی در طی این سال ها منجر شد. همچنین به موازات آن دریافتند که باید از انرژی هایی که در یک فرایند تلف می شوند نیز دوباره استفاده کنند. (انرژی تلف شده انرژیی می باشد که در یک فرایند تولید می شود ولی دوباره به محیط دور ریخته می شود اگرچه هنوز می توان از ان دوباره استفاده نمود).
کیفیت لازم برای انرژی مقدار نیست بلکه ارزش آن می باشد. این استراتژی که چگونه این انرژی بازیافت شود به دمای آن و مسائل اقتصادی بستگی دارد.در این خصوص شیوه های مختلفی برای استفاده مجدد از این انرژی های هدر رفته در کارخانه ها ارائه گردیده است که به بازیافت حرارتی معروف شده اند.این فعالیت ها تا کنون به ابداع روش های متعددی در طراحی منجر شده است.
اولین روش تجربی با استفاده از قواعد تجربی و طی چند مرحله تکاملی آرایش مناسبی برای شبکه بدست می آید.به عنوان نمونه توصیه می شود که در صورت امکان گرمترین جریان گرم موجود در فرایند انرژی خود را با جریان سردی که دمای نهایی آن از دیگر جریان های سرد بیشتر باشد مبادله نماید.این روش علی رغم سادگی روش قابل اطمینانی محسوب نمی شود ودر یک واحد شیمیایی پیچیده ما را به بهترین طرح ممکن رهنمون نخواهد ساخت.
دومین روش، روش ریاضی، که قدیمیترین روش محسوب می شود ابتدا تمام آرایش های ممکن برای شبکه تبادل گرهای حرارتی تعریف شده و به وسیله ی محاسبات ریاضی پیچیده و زمان گیر بازده واحد در هر حالت ارزیابی می شود و به تدریج گزینه های نامناسب حذف می گردند تا به شبکه منتخب نهایی برسیم. در این روش تعداد گزینه ها و حالات مختلفی که برای هر مسئله می بایست در نظر گرفت بسیار زیاد خواهند بود و در مسئله ای نظیر شبکه تبادل گر های حرارتی یک پالایشگاه به ارقامی بیش از 10¹⁸لحاظ میرسد. بنابرین این مجموعه از ارزیابی ها به یک کامپیوتر بزرگ و صرف زمان زیادی نیاز دارد به همین لحاظ در یک واحد صنعتی با ابعاد و پیچیدگی های یک پالایشگاه استفاده از این روش با محدودیت مواجه خواهد شد [16].
در سال 1965، وا[1]، نظریه ادغام کلیه حالات مختلف شبکه مبدل ها را در یک شبکه کلی به نام ابر ساختار ارائه نمود. روش وی به عنوان ابزاری قوی برای طراحی شبکه مبدل های حرارتی و ترکیب کلی فرایند با استفاده از مبدل های برنامه ریزی ریاضی مورد استفاده قرار گرفت[1].
سومین روش، روش ترمودینامیکی (پینچ)، پیچیدگی غیر ضروری روش دوم را ندارد و در عین حال قابل اعتماد نیز محسوب می شود و تا کنون به موفقیت های بزرگی نائل آمده است. زیرا مهندسین طراح می توانند با استفاده از این روش قبل از طراحی نهایی حداقل گرمایش و سرمایش مورد نیاز فرایند کمترین سطح مورد نیاز برای تبادل حرارت و هزینه ها را محاسبه نموده و تلقی درستی از شبکه بهینه نهایی بدست آورد. در ضمن بدلیل سادگی و سهولت استفاده بر خلاف روش دوم کنترل طراحی در دست طراح می باشد و می تواند در مراحل مختلف تصمیم گیری و انتخاب نماید. این روش متکی بر تجربه و یا آزمون خطا نمی باشد و بوسیله ان طراحی شبکه آسان تر و صرف زمان کمتری انجام می گیرد.

ها28
3-1 مواد مورد استفاده……………………………………………………………………………………………………………………………….. 28
3-1-1 پارچه پنبه-پلی استر و پنبه خالص……………………………………………………………….. 28
3-1-2 کربنات سدیم………………………………………………………………………………………………………………………………… 29
3-1-3 آنزیمهای مورد استفاده در هیدرولیز آنزیمی…………………………………………………………………………………………. 29
3-1-4 مخمر استفاده شده در تخمیر…………………………………………………………………………………………………………….. 29
3-1-5 کیت گلوکز…………………………………………………………………………………………………………………………………… 29
3-1-6 سایر مواد مورد نیاز…………………………………………………………………………………………………………………………. 29
3-2 مخلوط میکروبی…………………………………………………………………………………………………………………………………. 29
3-3 تجهیزات به کار رفته…………………………………………………………………………………………………………………………….. 30
3-3-1 حمام روغن…………………………………………………………………………………………………………………………………… 30
3-3-2 حمام آب……………………………………………………………………………………………………………………………………… 30
3-3-3 اتوکلاو………………………………………………………………………………………………………………………………………… 30
3-3-4 کوره……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 30
3-3-5 آون…………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 30
3-3-6 راکتور…………………………………………………………………………………………………………………………………………. 30
3-3-7 شیکر انکوباتور………………………………………………………………………………………………………………………………. 30
3-3-8 سانتریفوژ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 31
3-3-9 اسپکتروفوتومتر………………………………………………………………………………………………………………………………. 31
3-3-10 دستگاه کروماتوگرافی گازی…………………………………………………………………………………………………………… 31
3-3-11……… دستگاه کروماتوگرافی مایع با بازده بالا 31
3-3-12……… سایر تجهیزات مورد نیاز……………………………………………………………………… 32
3-4 روش انجام آزمایش ها…………………………………………………………………………………………………………………………. 32
3-4-1 تعیین مقدار جامدات کل و جامدات فرار……………………………………………….. 32
3-4-2 آنالیز ترکیب ها……………………………………………………………………………………………………….. 33
3-4-3 ……… عملیات پیش فرآوری……………………………………………………………………………………… 33
3-4-4 آزمایش تولید بیوگاز در سیستم ناپیوسته…………………………………………….. 34
3-4-5 اندازه گیری و آنالیز بیوگاز تولید شده…………………………………………….. 35
3-4-6 هیدرولیز آنزیمی…………………………………………………………………………………………………….. 36
3-4-7 ……… تعیین میزان قند آزاد شده از هیدرولیز آنزیمی 36
3-4-8 تخمیر…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 37
3-4-9 ظرفیت جذب آب…………………………………………………………………………………………………………………………… 37
3-4-10 ……. بررسی ساختار ترکیب ها…………………………………………………………………………… 37

فصل چهارم: ارائه و تحلیل نتایجError! Bookmark not defined.
4-1 مشخصات مخلوط میکروبی…………………………………………………………………………………………………………………… 38
4-2 پیش فرآوری………………………………………………………………………………………………………………………………………… 39
4-2-1 ……… مقدار جامدات کل و جامدات فرار پنبه و پارچه 39
4-2-2 ……… بررسی تغییرات سطح پنبه در اثر پیش فرآوری با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی رویشی…………………………………………………………………………………………….. 40
4-2-3 نتایج حاصل از FTIR و بررسی بلورینگی و ساختار سلولز………………………………………………………………………. 42

نه

4-2-4 ……… نتایج میزان جذب آب نمونه ها………………………………………………………… 44
4-3 ترکیب درصد فاز جامد و مایع بدست آمده از پیش فرآوری…………………………………………………………………………. 46
4-3-1 موازنه جرم کلی فرآیند……………………………………………………………………………………….. 46
4-3-2 ……… ترکیبات محلول حاصل از پیش فرآوری……………………………………………… 46
4-3-3 ترکیبات جامد باقی مانده از پیش فرآوری……………………………………………….. 46
4-3-4 ……… بررسی ساختار پلی استر…………………………………………………………………………… 47
4-4 تولید بیوگاز……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 48
4-4-1 ……… مقادیر متان حاصل از هضم بی هوازی……………………………………………… 48
4-4-2 کیفیت بیوگاز تولیدی………………………………………………………………………………………….. 52
4-5 نتایج تولید اتانول…………………………………………………………………………………………………………………………………. 53
4-5-1 ……… نتایج حاصل از هیدرولیز آنزیمی…………………………………………………… 53
4-5-2 ……… نتایج حاصل از تخمیر……………………………………………………………………………… 55

فصل پنجم:نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات
5-1 مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 57
5-2 نتایج کلی حاصل از تحقیق……………………………………………………………………………………………………………………. 57
5-3 پیشنهاد ها…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 59
مراجع…………………………………………. 60

فهرست شکل ها


عنوان………………………………………….صفحه

شکل ‏1‑1-مراحل انجام این پروژه 4
شکل ‏2‑1-مراحل کلی تولید بیوگاز 9
شکل ‏2‑2-روند کلی مدیریت ضایعات نساجی 13
شکل ‏2‑3- نمودار طبقه بندی الیاف 14
شکل ‏2‑4- ساختمان شیمیایی پلی استرهای مورد استفاده در تهیه لیف 16
شکل ‏2‑5-مکانیزم هیدرولیز قلیایی پلی استر 17
شکل ‏2‑6- گیاه پنبه 18
شکل ‏2‑7- تصویر سطح مقطع طولی و عرضی الیاف پنبه 19
شکل ‏2‑8- ساختار لیف پنبه 19
شکل ‏2‑9- شمایی از پیوند هیدروژنی و اتصالات (1→4) بتا گلوکوسایدی 21
شکل ‏2‑10-ساختار سلولز 22
شکل ‏2‑11- واحد تکرارشونده تشکیل دهنده سلولز 22
شکل ‏3‑1- تصویر پارچه و پنبه مورد استفاده در پیش فرآوری قلیایی 28
شکل ‏3‑2- طراحی آزمایش به شکل فاکتوریل کامل برای پیش فرآوری قلیایی 34
شکل ‏3‑3-منحنی برازش خطی استاندارد متان و CO₂35
شکل ‏4‑1-تصویر SEM از نمونه پنبه خام با بزرگنمایی 500 و 1000 40
شکل ‏4‑2-تصویر SEM از نمونه پنبه پیش فرآوری شده 41
شکل ‏4‑3-تصویر SEM از نمونه الیاف پنبه موجود در پارچه پنبه-پلی استر 42
شکل ‏4‑4- تصویر SEM از نمونه الیاف پنبه باقیمانده از پارچه پنبه-پلی استر پیش فرآوری شده 41
شکل ‏4‑5- نمودار جذب بر حسب عدد طول موج حاصل از آنالیز FTIR نمونه های پنبه 42
شکل ‏4‑6- نمودار جذب حاصل از آنالیز FTIR نمونه های پلی استر 47
شکل ‏4‑7-نمودار میله ای تجمعی میزان تولید متان از نمونه پارچه 49
شکل ‏4‑8-نمودار میله ای تجمعی میزان تولید متان از نمونه پنبه 50
شکل ‏4‑9-نمودار میله ای تجمعی تولید متان نمونه های پارچه، پنبه و نمونه ویسکوز 50
شکل ‏4‑10-نمودار میزان تجمعی متان تولیدی از نمونه پارچه 51
شکل ‏4‑11-نمودار میزان تجمعی متان تولیدی از نمونه پنبه 51
شکل ‏4‑12- بازده هیدرولیز آنزیمی نمونه های پیش فرآوری شده پارچه 63
شکل ‏4‑13- بازده هیدرولیز آنزیمی نمونه های پنبه 63
شکل ‏4‑14- بازده اتانول حاصل از تخمیر نمونه های پارچه و پنبه 56

یازده

فهرست جداول

عنوان………………………………………….صفحه

جدول ‏2‑1- جدول گروه بندی حلال های سلولز[52] 23
جدول ‎4‑1-غلظت و درصد جامدات کل و فرار مخلوط میکروبی.. 39
جدول ‎4‑2-درصد جامدات کل و جامدات فرار مربوط به پنبه و پارچه پیش فرآوری شده و خام. 39
جدول ‎4‑3- میزان جذب بدست آمده از نمودار FTIR مربوط به گروه های عاملی مختلف…. 43
جدول ‎4‑4 شاخص بلورینگی نمونه های پیش فرآوری شده و پیش فرآوری نشده -. 44
جدول ‎4‑5- ظرفیت جذب آب مربوط به پنبه پیش فرآوری شده و خام. 45
جدول ‎4‑6- ظرفیت جذب آب مربوط به پارچه پیش فرآوری شده و خام. 45
جدول ‎4‑7- نتایج حاصل از آنالیز FTIR نمونه های پلی استر. 47
جدول ‎4‑8- نسبت های جذبی نمونه ِ های پلی استر. 48
جدول ‎4‑9- کیفیت بیوگاز تولیدی از پارچه، پنبه و نمونه ویسکوز. 52
جدول ‎4‑10- غلظت اتانول تولیدی پس از 24 ساعت تخمیر پارچه و پنبه پیش فرآوری شده و نشده. 55

دوازده

1 فصل اول

فصل اول: مقدمه

1-1 اهمیت پروژه

بشر از هزاران سال پیش از میلاد مسیح با اهداف گوناگونی از الیاف نساجی استفاده می کند. گرچه تاریخچه مستندی از تکامل صنعت نساجی در دست نیست اما در ابتدا الیاف نساجی برای حمل مواد غذایی و در تهیه حصیر به عنوان سرپناه به کار می رفتند. در مراحل بعدی تکامل، الیاف نساجی به عنوان البسه مورد استفاده قرار گرفتند و امروزه در زمینه های گوناگونی چون پوشاک، وسایل خانه و صنایع کاربرد دارند[1].
به دلیل افزایش جمعیت و ارتقاء سطح استانداردهای زندگی مصرف الیاف[1] در چند دهه اخیر به شدت افزایش یافته است. به طوری که در سال 2012 حجم تولیدات نساجی با 9/1 % افزایش به 5/88 میلیون تن رسید.گرچه ممکن است این الیاف پس از پایان طول عمر به نحوی دوباره در غالب محصولی دیگر مورد استفاده قرار گیرند، اما در نهایت دیر یا زود به عنوان زباله دور ریخته می شوند و الیاف جدید جایگزین الیاف فرسوده و کهنه می شوند]2و3[.
تولید بیشتر به معنی مواد پسماند بیشتر، و همچنین اثرات زیست محیطی مخرب تر است. امروزه مواد پسماند نساجی[2] عمدتا توسط: استفاده مجدد(کالاهای نساجی دست دوم)[3]، استفاده مجدد در تولیدات(به عنوان ماده پرکنندهو استفاده در سایر بخش های صنعت نساجی)[4]، بازیافت[5](پلی استر)، تهیه کود کمپوست، دفن و یا سوزاندن [6]مدیریت می شوند. برخی از کارشناسان روش سوزاندن را برای تبدیل مواد پسماند به انرژی پیشنهاد می کنند، اما این روش با آزادسازی مواد سمی چون دیوکسین ها[7]، فلزات سنگین، اسید، گاز و ذرات گرد و غبار همراه است که همگی برای سلامت انسان و محیط زیست مضر هستند. همچنین سوزاندن مواد پسماند نیاز به تجهیزات پیشرفته دارد و حذف کامل مواد خطرناک نیز غیر ممکن است. دفن مواد پسماند به سبب ایجاد گازهای سمی آلوده کننده محیط زیست و هزینه بالایی که دربر دارد، آخرین و ناکارآمدترین راهکار جهت دفع مواد پسماند نساجی است[2]. بیش از 90% الیاف نساجی قابل بازیافت اند که یکی از راهکارهای دوستدار محیط زیست جهت دفع مواد پسماند نساجی است. اما فقدان روش مقرون به صرفه بازیافت در مقیاس وسیع و همچنین تنوع زیاد الیاف و رنگ های به کار رفته در پارچه از جمله محدودیت های این روش محسوب می شوند[3].
به دلیل نگرانی های اقتصادی و زیست محیطی در چند دهه اخیر تحقیقات بسیاری جهت یافتن منابع انرژی تجدید پذیر قابل جایگزینی با سوخت های فسیلی صورت گرفته است. بیوگاز یکی از سوخت های زیستی است که از طریق هضم بی هوازی[8] بسترهای آلی بدست می آید و می تواند در تولید حرارت و نیرو جایگزین مناسبی برای سوخت های فسیلی باشد یا حتی به عنوان سوخت وسایط نقلیه گازسوز مورد استفاده قرار گیرد. این سوخت بیولوژیک مزایای فراوانی از جمله قابلیت تجدیدپذیری، کاهش آزادسازی گازهای گلخانه ای[9] و تخفیف گرم شدن زمین در اثراین گازها، کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی، انعطاف پذیری در مصرف نهایی و استفاده از مواد پسماند به عنوان ماده اولیه به همراه دارد[4].
حدود 6/31 % از الیاف تولیدی نساجی را الیاف پنبه ای[10] تشکیل می دهند. الیاف جامدهای غنی از سلولز هستند که می توانند به عنوان خوراک در فرآیند هضم بی هوازی مورد استفاده قرار گیرند. با این وجود، تولید مناسب بیوگاز از مواد پسماند نساجی نیازمند توسعه فرآیند مناسب می باشد[5].
اگر مواد پسماند پنبه ای به طور مستقیم در فرآیند بیوگاز به عنوان خوراک استفاده شود به بازده تولید متان مطلوبی بدست نمی آید. بنابراین جهت افزایش بازده لازم است که فرآیند های مقدماتی پیش فرآوری[11] روی مواد پسماند صورت گیرد[6].
به کمک انجام عملیات پیش فرآوری مناسب بر روی مواد پسماند نساجی می توان به اهدافی چون تشکیل ساختاری سلولزی با بلورینگی کمتر، کاهش ناخالصی های موجود در کالا و همچنین افزایش سطح در دسترس سوبسترا دست یافت[7].

1-2 هدف

در این تحقیق پیش فرآوری کربنات سدیم جهت بهبود تولید بیوگاز از پارچه پنبه-پلی استر به عنوان هدف اصلی مورد نظر قرارگرفت و شرایط بهینه تولید بیوگاز حاصل گردید. نمونه پنبه ای جهت مقایسه تحت شرایط دمایی و غلظتی مشابه پارچه پنبه-پلی استر پیش فراوری شد. بررسی میزان بهبود تولید اتانول و افزایش سطح در دسترس آنزیمی نمونه های پنبه و پارچه در اثر اعمال پیش فرآوری از اهداف فرعی پروژه بود. بررسی میزان جداسازی جزء پنبه از پلی استر در عملیات پیش فرآوری در دمای 150درجه سانتی گراد و غلظت 5/0 مولار نیز از اهداف فرعی پروژه بود. نوآوری این پروژه اثر محلول قلیایی بر کاهش بلورینگی و ناخالصی جزء پنبه ای و همچنین هیدرولیز همزمان بیش از 97 درصد بخش پلی استری در دمای 150 درجه است. مراحل انجام کار در شکل ‏1‑1 ملاحظه می شود.

پنبه

پارچه

پیش فرآوری

تولید بیوگاز

هیدرولیز آنزیمی

تولید اتانول