1-8 استراتژی های تکنولوژیکی به منظور کاهش فوران ……………………………………………………………………………………………11

1-9 استراتژیکی پیشگیری …………………………………………………………………………………………………………………………………….12

1-9-1 تغییر در پارامتر های فرآیند ………………………………………………………………………………………………………………………..12

1-9-2 تغییر در فرمولاسیون …………………………………………………………………………………………………………………………………13

1-9-3 حذف یا جایگزینی اجزا ……………………………………………………………………………………………………………………………13

1-9-4 افزودن ترکیبات ………………………………………………………………………………………………………………………………………..13

1-10 استراتژی های پس از فراوری……………………………………………………………………………………………………………………….13

1-10-1 استراتژی های حذف ………………………………………………………………………………………………………………………………14

1-10-2 پختن در ظروف در باز ……………………………………………………………………………………………………………………………14

1-10-3 حذف فیزیکی ………………………………………………………………………………………………………………………………………..14

1-10-4اشعه یونیزه کننده …………………………………………………………………………………………………………………………………….15

1-11 گزینه های کنترل…………………………………………………………………………………………………………………………………………15

1-12 قانون گذاری………………………………………………………………………………………………………………………………………………16

1-13 مروری بر تحقیقات گذشته …………………………………………………………………………………………………………………………16

فصل دوم :ریز استخراج فاز جامد با استفاده از جاذب پلیمری قالب مولکولی ………………………………………………. .19

مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 20

2-1 استخراج ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 20

2-1-1 خصوصیات حلال ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 21

2-2 استخراج با حلال …………………………………………………………………………………………………………………………………….. 22

2-3 استخراج با فاز جامد(SPE) …………………………………………………………………………………………………………………….. 22

2-4 ریز استخراج با فاز جامد(SPME) …………………………………………………………………………………………………………… 23

2-4-1 مزایای میکرو استخراج با فاز جامد ……………………………………………………………………………………………………….. 24

2-4-2 پارامترهای بهینه سازی کردن میکرو استخراج با فاز جامد ………………………………………………………………………… 25

2-4-3 عوامل موثر بر مقدار ماده ی جذب شده ………………………………………………………………………………………………… 26

2-4-4 انواع روش های نمونه برداری ………………………………………………………………………………………………………………. 26

2-4-5 انتخاب روش استخراج ………………………………………………………………………………………………………………………… 27

2-4-6 معایب میکرو استخراج با فاز جامد …………………………………………………………………………………………………………. 27

2-4-7 انواع فایبرها ……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 27

2-4-8 انواع روش های هم زدن در میکرو استخراج با فاز جامد ………………………………………………………………………….. 29

2-4-9 عوامل موثر بر میکرو استخراج با فاز جامد ……………………………………………………………………………………………. 30

2-4-10 کاربردهای میکرو استخراج با فاز جامد ………………………………………………………………………………………………. 30

2-5 سرنگ SPME ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 31

2-6 مروری بر تحقیقات گذشته SPME ………………………………………………………………………………………………………… 32

2-7 انواع فازهای جامد ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 34

2-7-1 کربن(گرافیت) ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 35

2-7-2 سیلیکاژل …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 35

2-7-3 جاذب پلیمری ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 36

2-8 آشنایی با پلیمر و پایمریزاسیون ………………………………………………………………………………………………………………. 36

2-8-1 پلیمر چیست؟ …………………………………………………………………………………………………………………………………… 36

2-8-2 انواع پلیمر ساختاری ……………………………………………………………………………………………………………………………. 36

2-8-3 بسپارها از نظر اثر پذیری در برابر حرارت به دو دسته تقسیم می شوند ……………………………………………………….. 36

2-8-4 انواع پلیمرها بر اساس منبع تهیه ……………………………………………………………………………………………………………. 37

2-8-5 انواع روش های پلیمریزاسیون ………………………………………………………………………………………………………………. 37

2-8-5-1 پلیمریزاسیون افزایشی ……………………………………………………………………………………………………………………….. 37

2-8-5-2 پلیمریزاسیون تراکمی ………………………………………………………………………………………………………………………. 37

2-9 پلیمرهای قالب مولکولی ………………………………………………………………………………………………………………………….. 37

2-9-1 مزایای پلیمرهای قالب مولکولی ………………………………………………………………………………………………………………. 39

2-9-2 عوامل سازنده یک پلیمر قالب مولکولی …………………………………………………………………………………………………. 39

2-9-2-1 مونومر عاملی …………………………………………………………………………………………………………………………………. 41

2-9-2-2 مولکول هدف(قالب) ……………………………………………………………………………………………………………………….. 43

2-9-2-3 عامل اتصال عرضی ………………………………………………………………………………………………………………………… 43

2-9-2-4 حلال ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 44

2-9-2-5 آغازگر ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 45

2-9-3 انواع پلیمرهای قالب مولکولی ……………………………………………………………………………………………………………… 46

2-10 پلیمر قالب مولکولی کووالانسی ………………………………………………………………………………………………………………. 46

2-10-1 مزایای پلیمرهای قالب مولکولی کووالانسی ………………………………………………………………………………………….. 47

2-10-2 معایب پلیمرهای قالب مولکولی کووالانسی …………………………………………………………………………………………. 47

2-11 پلیمرهای قالب مولکولی نیمه کووالانسی ………………………………………………………………………………………………… 47

2-12 پلیمرهای قالب مولکولی غیر کووالانسی ………………………………………………………………………………………………… 48

2-12-1 مراحل سنتز پلیمر قالب مولکولی ……………………………………………………………………………………………………… 48

2-12-2 دلایلی که از روش غیر کووالانسی بیشتر استفاده می شود ……………………………………………………………………… 48

2-13 روش های تهیه پلیمر قالب مولکولی ……………………………………………………………………………………………………….. 48

2-13-1 پلیمریزاسیون توده ای ………………………………………………………………………………………………………………………… 49

2-13-2 روش پلیمریزاسیون رسوبی ……………………………………………………………………………………………………………….. 49

2-13-3 پلیمریزاسیون با تورم چند مرحله ای ……………………………………………………………………………………………………. 49

2-13-4 پلیمریزاسیون سوسپانسیون …………………………………………………………………………………………………………………. 50

2-13-5 روش پیوند زنی ………………………………………………………………………………………………………………………………… 50

2-14 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی ………………………………………………………………………………………………………………. 50

2-14-1 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی برای ریز استخراج با فاز جامد (SPME) ……………………………………………… 50

2-15-1 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در حسگرها ………………………………………………………………………………………… 51

2-15-2 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در غشاء ……………………………………………………………………………………………… 51

2-15-3 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در کاتالیزگرها ……………………………………………………………………………………… 52

2-15-4 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در کروماتوگرافی …………………………………………………………………………………. 52

فصل سوم : مطالعات تجربی ………………………………………………………………………………………………………………53

3-1 مواد مصرفی …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 54

3-2 دستگاه وری …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 54

3-2-1 التراسونیک ……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 54

3-2-2 pH متر ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 54

3-2-3 بن ماری …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 54

3-2-4 کروماتوگرافی گازی GC …………………………………………………………………………………………………………………….. 54

3-2-5 آون ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 55

3-2-6 همزن مغناطیسی(هیتر) ……………………………………………………………………………………………………………………….. 55

3-2-7 سرنگ SPME …………………………………………………………………………………………………………………………………. 55

3-2-8 دستگاه (IR) ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 56

3-3 تهیه پلیمر قالب مولکولی …………………………………………………………………………………………………………………………. 56

3-3-1 انتخاب عوامل …………………………………………………………………………………………………………………………………….. 56

3-3-1-1 آنالیت یا نمونه ………………………………………………………………………………………………………………………………. 56

3-3-1-2 مونومر عاملی مناسب ……………………………………………………………………………………………………………………… 56

3-3-1-3 عامل اتصال دهنده عرضی ………………………………………………………………………………………………………………. 57

3-3-1-4 حلال مناسب ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 58

3-3-1-5 آغازگر ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 58

3-3-2 روش سنتز پلیمر قالب مولکولی ……………………………………………………………………………………………………………. 59

3-4 بهینه سازی شرایط جذب فوران در روش ریز استخراج با پلیمر قالب مولکولی ………………………………………………… 60

3-4-1 تعیین ماکزیمم طول موج جذب ……………………………………………………………………………………………………………. 60

3-4-2 بررسی اثر نمک …………………………………………………………………………………………………………………………………. 60

3-4-3 بررسی اثر زمان ………………………………………………………………………………………………………………………………… 61

3-4-4 تاثیر pH محلول بر جذب پلیمر ……………………………………………………………………………………………………….. 62

3-4-5 تاثیر دما بر جذب پلیمر ……………………………………………………………………………………………………………………… 63

3-4-6 شناسایی فوران توسط دستگاه GC ……………………………………………………………………………………………………….. 63

3-4-6-1 برنامه دمایی دستگاه GC برای فوران ها …………………………………………………………………………………………… 63

فصل چهارم : بحث و نتیجه گیری …………………………………………………………………………………………………………65

4-1 سنتز پلیمر قالب مولکولی و پلیمر شاهد ……………………………………………………………………………………………………. 66

4-1-1 پلیمریزاسیون پلیمر قالب مولکولی ……………………………………………………………………………………………………….. 66

4-1-2 مکانیسم سنتز پلیمر قالب مولکولی ………………………………………………………………………………………………………….68

4-1-3 طیف های FT-IR از پلیمر MIP و NIP ……………………………………………………………………………………………….68

4-2 بهینه سازی شرایط جذب فوران توسط پلیمر قالب مولکولی …………………………………………………………………………. 70

4-2-1 اثر نمک بر جذب فوران ………………………………………………………………………………………………………………………. 70

4-2-2 اثر زمان بر جذب فوران ………………………………………………………………………………………………………………………. 71

4-2-3 اثر دما بر جذب فوران …………………………………………………………………………………………………………………………. 72

4-2-4 اثر pH محلول بر جذب پلیمر ………………………………………………………………………………………………………………. 73

4-2-5 شناسایی فوران توسط دستگاه GC ………………………………………………………………………………………………………… 74

خلاصه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 75

پیوست………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 76

پیوست 1؛ طیف FT-IR از NIP، در محدوده 400-4000 cm^-1به روش قرص KBr ……………………………………….. 76

پیوست 2؛ طیف FT-IR از MIP، در محدوده 400-4000 cm^-1به روش قرص KBr ……………………………………….. 77

پیوست 3؛ طیف GC برای محلول 10 PPM فوران ………………………………………………………………………………………….. 78

پیوست 4؛ طیف GC برای محلول 40 PPM فوران ………………………………………………………………………………………….. 79

پیوست 5؛ طیف GC برای محلول 100 PPM فوران …………………………………………………………………………………………. 80

پیوست 6؛تصویر TEM از NIP،…………………………………………………………………………………………………………………………81

پیوست7؛تصویرTEMازMIP،………………………………………………………………………………………………………………..82

منابع ……………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………… 83

چکیده انگلیسی………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 88

فهرست اشکال

عنوان صفحه

(1_1)مکانیسم تشکیل فوران……………………………………………………………………………………………………………………………… 11

• مراحل استخراج فاز جامد ………………………………………………………………………………………………………………… 23

• نمودار پیشرفت میکرو استخراج با فاز جامد از سال 2000 …………………………………………………………………. 24

• انواع روش های نمونه برداری در میکرو استخراج با فاز جامد A)نمونه برداری به صورت مستقیم B)از فضای فوقانی …………………………………………………………………………………………………………………………………………. 27

• نمایش پوشش های پلیمری بر اساس قطبیت …………………………………………………………………………………….. 29

• سرنگ SPME ……………………………………………………………………………………………………………………………. 31

• تصویر کلی از پلیمریزاسیون فالب مولکولی ……………………………………………………………………………………….. 41

• مونومرهای رایج برای تهیه پلیمرهای قالب مولکولی …………………………………………………………………………… 42

• ساختار شیمیایی اتصال دهنده های عرضی استفاده شده در سنتز پلیمرهای قالب مولکولی ……………………….. 44

• آغازگرهای رایج مورد استفاده در سنتز پلیمرهای قالب مولکولی ……………………………………………………………. 46

• طرح شماتیک سنتز پلیمر قالب مولکولی کووالانسی …………………………………………………………………………… 47

• پلیمرهای قالب مولکولی در غشاء ……………………………………………………………………………………………………… 51

• ساختار مولکول نمونه ……………………………………………………………………………………………………………………. 57

• ساختار مونومر عاملی متاکریلیک اسید ……………………………………………………………………………………………….. 57

• ساختار اتصال دهنده عرضی اتیلن گلیکول دی متاکریلات ……………………………………………………………………. 58

• ساختار حلال مورد استفاده در این سنتز …………………………………………………………………………………………… 59

• ساختار آغازگر مورد استفاده در این سنتز ………………………………………………………………………………………….. 59

• مرحله آغاز پلیمریزاسیون افزایشی رادیکال آزاد MAA با استفاده از آغازگر AIBN ………………………………. 67

• مرحله انتشار پلیمریزاسیون افزایشی رادیکال آزاد MAA ……………………………………………………………………… 67

• مکانیسم پایان پلیمریزاسیون افزایشی رادیکال آزاد MAA به روش ترکیبی ……………………………………………. 68

• مکانیسم پایان پلیمریزاسیون افزایشی رادیکال آزاد MAA به روش تسهیم نامتناسب ………………………………. 68

• طیف FT-IR ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 69

فهرست جداول

عنوان صفحه

مروری بر تحقیقات گذشته در زمینه اندازه گیری فوران……………………………………………………………………………………………..16

پوشش های فایبری همراه با ضخامت و کاربرد …………………………………………………………………………………………………………… 29

• انواع فازهای پیوندی …………………………………………………………………………………………………………………………………… 36

(3-1) بررسی اثر نمک بر جذب پلیمر قالب مولکولی …………………………………………………………………………………………….. 61

(3-2) بررسی اثر زمان بر جذب پلیمر قالب مولکولی …………………………………………………………………………………………….. 62

(3-3) بررسی اثر pH روی جذب ………………………………………………………………………………………………………………………….. 63

(3-4) بررسی اثر دما روی جذب ……………………………………………………………………………………………………………………………. 63

(3-5) برنامه دمایی دستگاه GC …………………………………………………………………………………………………………………………….. 63

(3-6) داده های دستگاه GC برای فوران ……………………………………………………………………………………………………………….. 64

(4-1) درصد استخراج فوران بر اساس نمک …………………………………………………………………………………………………………… 71

(4-2) درصد استخراج فوران بر اساس زمان …………………………………………………………………………………………………………….. 72

(4-3) میزان استخراج پلیمر در گستره دما ………………………………………………………………………………………………………………. 72

• میزان استخراج پلیمر در pH=4-8 ……………………………………………………………………………………………………………… 73

• داده های دستگاه GC برای فوران ……………………………………………………………………………………………………………….. 74

فهرست منحنی ها

عنوان صفحه

(4-1) درصد استخراج فوران بر اساس نمک ………………………………………………………………………………………………… 71

2-5. جذب سورفکتانت­های یونی.. 54

2-6. ساختار کف… 55

2-7. مروری بر تاریخچه پیشرفت فرآیند و کارهای انجام شده پیشین.. 58

فصل3 : شرح طراحی سامانه جداسازی جزء به جزء با کف و مراحل آزمایشگاهی.. 64

3-1. طراحی سامانه. 65

3-2. مواد اولیه مورد نیاز. 67

3-3. تجهیزات آزمایشگاهی و دستگاه­های آنالیز. 70

3-4. روش انجام آزمایش… 71

3-4-1. پیش تصفیه اسید فسفریک تر. 71

3-4-2. روش انجام آزمایش جداسازی جزء به جزء با کف… 72

3-4-3. پارامترهای مهم در ارزیابی فرآیند. 74

فصل4 : بررسی نتایج آزمایشگاهی.. 76

4-1. مقدمه. 77

4-2. نتایج حاصل از خالص سازی اولیه اسید فسفریک… 77

4-3. نتایج حاصل از آزمایشات جداسازی جزء به جزء با کف… 78

4-3-1. تأثیر غلظت سورفکتانت روی کشش سطحی محلول. 79

4-3-2. تأثیر سرعت هوای ورودی روی عمکرد سیستم. 80

4-3-3. تأثیر غلظت سورفکتانت روی عملکرد سیستم. 88

4-3-4. تأثیر زمان بر روی پارامترهای عملکردی سیستم. 90

4-3-5. انتخاب پذیری سورفکتانت­ها نسبت به هر فلز. 92

4-3-6. تأثیر نوع سورفکتانت بر روی فرآیند. 94

4-3-7. نتایج آزمایشهای دو مرحله­ای برای سورفکتانتهای SDS و SFD.. 96

4-3-8. تأثیر غلظت سورفکتانت و سرعت هوای ورودی بر روی اندازه حباب­ها 97

فصل5 : نتیجه گیری و پیشنهادها 103

5-1. نتیجه گیری نهایی.. 104

5-2. مقایسه با کارهای انجام شده پیشین.. 106

5-3. پیشنهادها 108

فصل6 : منابع و مراجع. 109

شکل1-1. ساختار شیمیایی اسید فسفریک… 2

شکل1-2. کاربردهای اسید فسفریک [1] 7

شکل2-1. طبقه بندی روش­های جداسازی به وسیله جذب روی حباب [57] 38

شکل2-2. شکل شماتیک نحوه عملکرد فرآیند جزء به جزء کردن کف… 40

شکل2-3. شماتیک یک حباب بالارونده در ستون کف [61] 40

شکل2-4. تأثیر پارامترهای مختلف در زمان تولید و پایداری کف [56] 42

شکل2-5. نمایی از ساده ترین واحد فرآیند جداسازی جزء به جزء با کف [59] 43

شکل2-6. جداسازی جزء یه جزء با کف در حالت ساده، الف) نیمه پیوسته، ب) پیوسته [55] 44

شکل2-7. حالت­های مختلف جریان پیوسته، الف) حالت عریان سازی، ب) حالت غنی سازی، پ) حالت ترکیبی [55] 44

شکل2-8. نمایی از حضور سورفکتانت­ها در توده مایع و سطح مشترک گاز- مایع [60]. 49

شکل2-9. نمودار فرضی کشش سطحی بر حسب غلظت سورفکتانت در محلول [55] 50

شکل2-10. نمایی از دولایه الکتریکی در اطراف حباب گاز در یک محلول آبی حاوی سورفکتانت یونی [60] 54

شکل2-11. ساختار سه بعدی کف [69] 56

شکل2-12. تصویر Cyro-SEM از Plateau borders [71] 56

شکل2-13. الف) ساختار کف خشک به دست آمده از آزمایش، ب) ساختار کف خشک حاصل از شبیه سازی کامپیوتری، پ) ساختار کف خیس به دست آمده از آزمایشات، ت) ساختار کف خیس به دست آمده از شبیه سازی کامپیوتری [70]. 57

شکل2-14. بالا کشیده شدن مایع از درون کف با گذشت زمان [60] 58

شکل3-1. شکل شماتیک سامانه کاربردی در فرآیند جداسازی جزء به جزء با کف… 66

شکل3-2. تصویر سامانه کاربردی در فرآیند جداسازی جزء به جزء با کف، 1) کمپرسور هوا، 2) روتامتر، 3) اسپارگر، 4) محل­های نمونه برداری یا ورود خوراک، 5) ستون کف، 6) ظرف جمع آوری کف… 67

شکل3-3. ساختار SDS. 68

شکل3-4. ساختار شیمیایی KEN10، n=10. 69

شکل3-5. ساختار شیمیایی SFD.. 70

شکل3-6. شماتیک فرآیند استخراج به عنوان مرحله پیش تصفیه اسید فسفریک… 72

شکل3-7. تصویر سامانه در حین انجام فرآیند. 73

شکل4-1. نمودار کشش سطحی محلول خوراک بر حسب غلظت سورفکتانت KEN10. 79

شکل4-2. نمودار کشش سطحی محلول خوراک بر حسب غلظت سورفکتانت SDS. 79

شکل4-3. نمودار کشش سطحی محلول خوراک بر حسب غلظت سورفکتانت SFD.. 80

شکل4-4. تأثیر سرعت هوا روی مقدار جزء مایع در کف برای سورفکتانت KEN10. 81

شکل4-5. تأثیر سرعت هوا روی درصد حذف فلزات برای سورفکتانت KEN10. 81

شکل4-6. تأثیر سرعت هوا روی نسبت غنی سازی برای سورفکتانت KEN10. 82

از دست رفته برای سورفکتانت KEN10. 82

شکل4-8. تأثیر سرعت هوا روی مقدار جزء مایع در کف برای سورفکتانت SDS. 83

شکل4-9. تأثیر سرعت هوا روی درصد حذف فلزات برای سورفکتانت SDS. 83

شکل4-10. تأثیر سرعت هوا روی نسبت غنی سازی برای سورفکتانت SDS. 84

از دست رفته برای سورفکتانت SDS. 84

شکل4-12. تأثیر سرعت هوا روی مقدار جزء مایع در کف برای سورفکتانت SFD.. 85

شکل4-13. تأثیر سرعت هوا روی درصد حذف فلزات برای سورفکتانت SFD.. 85

شکل4-14. تأثیر سرعت هوا روی نسبت غنی سازی برای سورفکتانت SFD.. 86

از دست رفته برای سورفکتانت SFD.. 86

شکل4-16. تأثیر غلظت سورفکتانت KEN10 بر روی درصد حذف فلزات، درصد اسید فسفریک از دست رفته و نسبت غنی سازی.. 88

شکل4-17. تأثیر غلظت سورفکتانت SDS بر روی درصد حذف فلزات، درصد اسید فسفریک از دست رفته و نسبت غنی سازی.. 89

شکل4-18. تأثیر غلظت سورفکتانت SFD بر روی درصد حذف فلزات، درصد اسید فسفریک از دست رفته و نسبت غنی سازی.. 89

شکل4-19. تأثیر زمان بر روی حذف فلزات برای سورفکتانت KEN10. 91

شکل4-20. تأثیر زمان بر روی حذف فلزات برای سورفکتانت SDS. 91

شکل4-21. تأثیر زمان بر روی حذف فلزات برای سورفکتانت SFD.. 92

شکل4-22. تغییرات درصد حذف فلزات با تغییر غلظت سورفکتانت KEN10. 93

شکل4-23. تغییرات درصد حذف فلزات با تغییر غلظت سورفکتانت SDS. 93

شکل4-24. تغییرات درصد حذف فلزات با تغییر غلظت سورفکتانت SDS. 94

شکل4-25. مقایسه عملکرد سه سورفکتانت در سرعت هوای ورودی و غلظت بهینه هر کدام. 95

شکل4-26. تصویر سامانه در حین انجام فرآیند. 98

شکل4-27. تصویر بزرگ­نمایی شده کف حاصل در سامانه. 99

شکل4-28. تغییرات سطح ویژه کف با تغییر غلظت سورفکتانت KEN10. 101

شکل4-29. تغییرات سطح ویژه کف با تغییر غلظت سورفکتانت SDS. 101

شکل4-30. تغییرات سطح ویژه کف با تغییر غلظت سورفکتانت SFD.. 102

جدول1-1. خصوصیات فیزیکی اسیدفسفریک [3] 2

جدول1-2. خصوصیات فیزیکی خلوص­های مختلف اسیدفسفریک [7] 4

جدول1-3. آنالیز اسید فسفریک تهیه شده به روش تر برخی از سنگ های معدن در قسمت های مختلف جهان [2]. 13

جدول1-4. تأثیر حضور ناخالصی­ها بر روی فرآیند [12] 15

جدول3-1. خواص فیزیکی اسید فسفریک تر. 68

جدول3-2. خواص فیزیکی SDS. 69

جدول3-3. خواص فیزیکی KEN10. 69

جدول3-4. خواص فیزیکی SFD.. 70

جدول4-1. مشخصات اسیدفسفریک پس از فرآیندهای جذب سطحی و استخراج.. 78

جدول4-2. نتایج آزمایشات دو مرحله­ای برای سورفکتانت­های SDS و SFD.. 96

جدول4-3. مقادیر میانگین شعاع معادل و سطح ویژه برای سورفکتانت KEN10. 99

جدول4-4. مقادیر میانگین شعاع معادل و سطح ویژه برای سورفکتانت SDS. 100

جدول4-5. مقادیر میانگین شعاع معادل و سطح ویژه برای سورفکتانت SFD.. 100

جدول5-1. مقایسه نتایج کارهای انجام شده پیشین با این پروژه 107

چکیده

اسید فسفریك دومین اسید معدنی پر مصرف در دنیا است و به عنوان ماده اولیه در تولید شوینده­ها، محصولات غذایی و دارویی به کار می­رود. بدین لحاظ خالص­سازی اسید فسفریک یکی از نیازهای ضروری صنایع مصرف کننده از آن به شمار می­رود. 95% اسید مصرفی در صنایعی که نیاز به اسید فسفریک خالص دارند به روش حرارتی و تنها 5% آن به روش تر تولید می­شود. اسید تهیه شده به روش حرارتی دارای خلوص بالا بوده ولی هزینه تولید آن بسیار بالا است. با توجه به افزایش سالانه 3/2 تا 5/2% نیاز به اسید فسفریک خالص، کاهش هزینه تولید آن یکی از نیازهای روز صنعت به شمار می­رود. برای خالص سازی اسید فسفریک تولید شده به روش تر، معمولاً روش استخراج برای حذف عمده ناخالصی­ها انجام شده و برای بالا بردن بیشتر خلوص آن از روش­هایی مانند اولترافیلتراسیون، جذب سطحی، کریستالیزاسیون و تبادل یون استفاده می­شود. این روش­ها با معایبی از قبیل سختی انجام فرآیند، هزینه بالای تأمین و نگهداری تجهیزات، هزینه بالای رزین­ و نیاز به احیای آن روبه رو هستند. همچنین فرآیندهای تبادل یون و جذب سطحی در غلظت­های پایین بازده مناسب­تر هستند.

در این پروژه به منظور حذف ناخالصی­های فلزی از اسید فسفریک تر از روش جداسازی جزء به جزء با کف استفاده شده است که روشی جدید برای انجام این فرآیند محسوب می­شود.

1-5- متداولترین جاذب های مورد استفاده در حذف آرسنیک. 17

1-5-1- کیتوسان و نانوکامپوزیت های آن…………. 17

1-5-2- آلومینای فعال……………………….. 19

1-5-3- نانوذرات آهن صفر ظرفیتی………………. 20

1-6- ایزوترم های جذب سطحی……………………… 20

1-6-1- ایزوترم جذب لانگمویر………………….. 21

1-6-2- ایزوترم فروندلیچ…………………….. 23

1-7- سنتیک جذب……………………………….. 24

1-7-1- مدل سنتیکی شبه مرتبه اول……………… 25

1-7-2- مدل سنتیکی شبه مرتبه دوم……………… 25

1-7-3- مدل نفوذ درون ذره­ای………………….. 26

1-8- برخی از مواد دارای خاصیت آنتی باکتریال……… 27

1-8-1- کیتوسان…………………………….. 27

1-8-2- یون های مس و کمپلکس کیتوسان- مس……….. 28

1-8-3- نانوذرات نقره……………………….. 29

1-9- مروری بر کارهای انجام شده…………………. 30

1-10- اهداف پروژه حاضر………………………… 34

فصل دوم

مواد و روش ها

2-1- مواد شیمیایی مورد استفاده…………………. 39

2-2- جاذب های مورد استفاده برای حذف آرسنیک(III)……. 42

2-3- تهیه جاذب ها…………………………….. 42

2-3-1- روش تهیه کامپوزیت کیتوسان/نانوآلومینا…. 42

2-3-2- روش سنتز نانو جاذب کیتوسان/آلومینا اصلاح شده با مس(II)42

2-4- دستگاه های مورد استفاده…………………… 43

2-5- بررسی خصوصیات جاذب ها…………………….. 43

2-6- روش تهیه محلول استاندارد آرسنیت……………. 44

2-7- آزمایشات جذب دسته ای (بچ)…………………. 45

2-7-1- بررسی مقدار بهینه نانوآلومینا در کامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃جهت حذفAs(III)…………………………………. 45

2-7-2- بررسی نسبت بهینه مس به کیتوسان در نانوجاذب Cu-chitosan/nano-Al₂O₃جهت حذفAs(III) …………………………….. 46

2-7-3- بررسی تاثیر غلظت اولیه آرسنیک بر فرآیند جذب سطحی (مطالعات ایزوترم جذب)…………………………. 46

2-7-4- بررسی تاثیر زمان تماس بر فرآیند جذب سطحیAs(III)(مطالعات سنتیک جذب)…………………………………… 47

2-8- بازجذب و استفاده مجدد از جاذب ها…………… 47

2-9- روش آنالیز………………………………. 48

2-10- بررسی اثر تداخل یون های رایج……………… 48

2-11- بررسی خاصیت ضد میکروبی جاذب ها……………. 48

فصل سوم

نتایج و بحث

3-1- بررسی ساختار و ویژگیهای جاذبهای کیتوسان، کیتوسان/نانوآلومینا و مس-کیتوسان/نانوآلومینا……..53

3-1-1- ویژگی های مورفولوژی جاذب ها…………….. 53

3-1-2- مطالعاتEDX جاذب ها…………………… 56

3-1-3- مطالعاتAFM جاذب ها…………………… 57

3-1-4- مطالعاتXRD جاذب ها…………………… 58

3-1-5- مطالعات FTIR جاذب ها ………………….. 61

3-2- ساختار فرضی نانوکامپوزیت کیتوسان/آلومینا……. 66

3-3- بررسی پارامترهای موثر بر جذب As(III) به روش ناپیوسته در دمای محیط و pH خنثی….. 69

3-3-1- بررسی مقدار بهینه نانوذرات آلومینا در Chitosan/nano-Al₂O₃جهت حذف As(III)…… 69

3-3-2- بررسی نسبت بهینه مس به کیتوسان در نانوجاذب اصلاح شده جهت حذف As(III)……… 70

3-3-3- بررسی تاثیر غلظت اولیه As(III)بر فرآیند جذب سطحی 71

3-3-4- بررسی تاثیر زمان تماس بر فرآیند جذب سطحی As(III)73

3-4- ایزوترم های جذب سطحی……………………… 77

3-4-1- بررسی ایزوترم های جذب As(III)توسط جاذب کیتوسان.. 77

3-4-1-1- بررسی ایزوترم لانگمویر………………… 77

3-4-1-2- بررسی ایزوترم فروندلیج……………….. 78

3-4-2- بررسی ایزوترم های جذب As(III)توسط نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃81

3-4-2-1- بررسی ایزوترم لانگمویر………………… 81

3-4-2-2- بررسی ایزوترم فروندلیج……………….. 82

3-4-3- بررسی ایزوترم های جذب As(III)توسط نانوجاذب Cu-chitosan/nano-Al₂O₃……… 84

3-4-2-1- بررسی ایزوترم لانگمویر………………… 84

3-4-2-2- بررسی ایزوترم فروندلیج……………….. 85

3-5- سنتیک­های جذب سطحی………………………… 87

3-5-1- مدل سنتیکی شبه مرتبه اول……………….. 88

3-5-2- مدل سنتیکی شبه مرتبه دوم……………….. 91

3-5-3- مدل نفوذ درون ذره­ای……………………. 95

3-6- اثر pH اولیه…………………………….. 98

6-7- اثر تداخل یون های رایج…………………… 100

3-8- قابلیت استفاده مجدد از جاذب………………. 101

3-9- حذف آرسنیک از آب های طبیعی………………. 101

3-6- فعالیت ضدمیکروبی………………………… 102

4- نتیجه گیری……………………………….. 104

5- پیشنهادات………………………………… 106

6- منابع……………………………………. 107

فهرست اشکال

شکل 1-1- مراحل جذب در سطوح درونی…………………. 13

شکل 1-2- نمودار خطی ایزوترم جذب لانگمویر…………. 22

شکل 1-3- مقایسه نمودارهای ایزوترم جذب فروندلیچ بر اساس مقادیر n 24

شکل 3-1- تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از نمونه جاذب های (a کیتوسان (b نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃و (c نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al₂O₃…. 54

شکل 3-2- میکروگراف های SEM از (a کیتوسان خالص (b نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃ (c نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al₂O₃پس از جذب………. 55

شکل3-3- آنالیز EDX مربوط به نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al₂O₃. 56

شکل 3-4- تصاویر AFM از سطح نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al₂O₃57

شکل 3-5- پراش اشعه X نمونه نانوذرات آلومینا…….. 58

شکل 3-6- پراش اشعه X نمونه کیتوسان…………….. 59

شکل 3-7- پراشاشعه ایکسنمونه نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃. 60

شکل 3-8- پراش اشعه ایکس نمونه نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al₂O₃60

شکل 3-9- فازهای کریستالی (a Chitosan/nano-Al₂O₃و (b Cu-chitosan/nano-Al₂O₃ با توجه به الگوهای XRD آنها… 61

شکل3-10- طیف FT-IR مربوط به کیتوسان………………. 62

شکل3-11- طیف FT-IR مربوط به نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃. 63

شکل3-12- طیف FT-IR مربوط به نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al₂O₃64

شکل3-13- طیفFT-IR مربوط به نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al₂O₃پس از جذب 65

شکل 3-14- طیف FTIR (a کیتوسان خالص (b Chitosan/nano-Al₂O₃ (c و (d نانوجاذب Cu-chitosan/nano-Al₂O₃قبل وپس از جذب. 66

شکل 3-15- ساختار فرضی نانو کامپوزیت کیتوسان/آلومینا. 67

شکل 3-16- ساختار کمپلکس کیتوسان-مس (a) مدل پل (b) مدل آویز 68

شکل 3-17- تاثیر غلظت اولیه As(III)بر ظرفیت جذب سطحی جاذب های مورد استفاده………. 72

شکل 3-18- داده های سنتیک برای جذب As(III)بر روی جاذب های مورد استفاده………. 75

شکل 3-19- فرم خطی ایزوترم لانگمویر برای جاذب کیتوسان خالص 78

شکل 3-20- فرم خطی ایزوترم فروندلیچ برای جاذب کیتوسان خالص 79

شکل 3-21- فرم خطی ایزوترم لانگمویر برای نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃…….. 81

شکل 3-22- فرم خطی ایزوترم فروندلیچ برای نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃.. 83

شکل 3-23- فرم خطی ایزوترم لانگمویر برای نانوجاذب Cu-chitosan/nano-Al₂O₃85

شکل 3-24- فرم خطی ایزوترم فروندلیچ برای نانوجاذب Cu-chitosan/nano-Al₂O₃86

شکل 3-25- مدل سنتیک شبه نوع اول برای جذب As(III)روی جاذب کیتوسان 88

شکل 3-26- مدل سنتیک شبه نوع اول برای جذب As(III)روی نانو جاذب Chitosan/nano-Al₂O₃………… 89

شکل 3-27- مدل سنتیک شبه نوع اول برای جذب As(III)روی Cu-chitosan/nano-Al₂O₃90

شکل 3-28- مدل سنتیک شبه مرتبه دوم برای جذب As(III)روی کیتوسان 91

شکل 3-29- مدل سنتیک شبه مرتبه دوم برای جذب As(III)روی Chitosan/nano-Al₂O₃92

شکل 3-30- مدل سنتیک شبه مرتبه دوم برای جذب As(III)روی Cu-chitosan/nano-Al₂O₃………. 93

شکل 3-31- مدل نفوذ درون ذره­ای برای جذب As(III)روی کیتوسان 95

شکل 3-32- مدل نفوذ درون ذره­ای برای جذب As(III)روی Chitosan/nano-Al₂O₃96

شکل 3-33- مدل نفوذ درون ذره­ای برای جذب As(III)روی Cu-chitosan/nano-Al₂O₃96

شکل 3-34- اثر pH اولیه روی جذب As(III) توسط کیتوسان خالص، Chitosan/nano Al₂O₃و Cu-chitosan/nano Al₂O₃……. 99

شکل3-35- تعیین pH_pzcبرای جاذب های کیتوسان ، Chitosan/nano Al₂O₃و Cu-chitosan/nano Al₂O₃……. 99

شکل 3-36- ظرفیت جذب As(III) در حضور آنیون های تداخل (500 mg/l). شرایط آزمایش: غلظت آرسنیک سه ظرفیتی 50 mg/l و مقدار جاذب 2 g/l 100

شکل 3-37- بازده جذب Cu-chitosan/nano-Al₂O₃نسبت به چرخه های بازسازی 101

شکل3-38- نمودار MIC جاذب ها در برابر گونه های مختلف میکروبی 104

فهرست جداول

جدول2-1- مشخصات مهم کیتوسان……………………. 39

جدول 2-2- مشخصات مهم نانو ذرات آلومینا………….. 40

جدول 2-3- مشخصات مهم سدیم آرسنیت……………….. 41

جدول3-1- درصد اتمی و وزنی عناصر مورد استفاده در نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al₂O₃…………………………………. 57

جدول 3-2- بررسی تاثیر نسبت آلومینا به کیتوسان بر خواص جذبی Chitosan/nano-Al₂O₃…………………………………. 69

جدول 3-3- بررسی نسبت مس به گلوکز آمین بر روی جذب جاذب Cu-chitosan/nano-Al₂O₃…………………………………………. 70

جدول3-4- بررسی تاثیر غلظت اولیه As(III)بر فرآیند جذب سطحی جاذب کیتوسان……………………………………………. 71

جدول3-5- بررسی تاثیر غلظت اولیه As(III)بر فرآیند جذب Chitosan/nano-Al₂O₃……………………………………………. 71

جدول3-6- بررسی تاثیر غلظت اولیه As(III)بر فرآیند جذب Cu-chitosan/nano-Al₂O₃…………………………………………. 72

جدول3-7- بررسی تاثیر زمان تماس بر فرآیند جذب As(III)توسط کیتوسان……………………………………………. 74

جدول3-8- بررسی تاثیر زمان تماس بر فرآیند جذب As(III)توسط Chitosan/nano-Al₂O₃…………………………………………. 74

جدول3-9- بررسی تاثیر زمان تماس بر فرآیند جذب آرسنیک توسط Cu-chitosan/nano-Al₂O₃…………………………………. 75

جدول3-10- بررسی ایزوترم لانگمویر جاذب کیتوسان خالص.. 77

جدول3-11- پارامترهای ایزوترم لانگمویر برای جذب As(III)روی کیتوسان خالص………………………………………… 78

جدول3-12- بررسی ایزوترم فروندلیچ جاذب کیتوسان خالص. 80

جدول3-13- پارامترهای ایزوترم فروندلیچ برای جذب As(III)روی کیتوسان خالص………………………………………… 80

جدول3-14- بررسی ایزوترم لانگمویر نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃81

جدول 3-15- پارامترهای ایزوترم لانگمویر برای جذب As(III)روی Chitosan/nano-Al₂O₃…………………………………………. 82

جدول3-16- بررسی ایزوترم فروندلیچ نانو جاذب Chitosan/nano-Al₂O₃82

جدول 3-17- پارامترهای ایزوترم فروندلیچ برای جذب As(III)روی Chitosan/nano-Al₂O₃…………………………………………. 83

جدول3-18- بررسی ایزوترم لانگمویر نانو جاذب Cu-chitosan/nano-Al₂O₃84

جدول 3-19- پارامترهای ایزوترم لانگمویر برای جذب As(III)روی Cu-chitosan/nano-Al₂O₃…………………………………. 85

جدول3-20- بررسی ایزوترم فروندیچ نانو جاذب Cu-chitosan/nano-Al₂O₃86

جدول 3-21- پارامترهای ایزوترم فروندلیچ برای جذبAs(III)روی Cu-chitosan/nano-Al₂O₃…………………………………. 86

جدول3-22- بررسی سنتیک شبه مرتبه اول برای جاذب کیتوسان 88

جدول3-23- بررسی سنتیک شبه مرتبه اول برای جاذب Chitosan/nano-Al₂O₃89

جدول3-24- بررسی سنتیک شبه مرتبه اول برای جاذب Cu-chitosan/nano-Al₂O₃90

جدول3-25- بررسی سنتیک شبه مرتبه دوم برای جاذب کیتوسان 91

جدول3-26- بررسی سنتیک شبه مرتبه دوم برای جاذب Chitosan/nano-Al₂O₃92

5- محاسبه تاریخ شمسی و نمایش برروی صفحهLCD.

ب)89C51(2):

1- اطلاعات رسیده از خط سریال از آی سی89C51(1)را در حافظهRAMذخیره می كند و همچنین این اطلاعات را از طریق سریال به كامپیوتر می فرستد تا این مقادیر در نرم افزار نمایش داده شود .

2– بعد از رسیدن هر باكس اطلاعات یكLEDرا روشن یا خاموش می كند تا ذخیره اطلاعات در دستگاه نمایش داده شود.

ج)HIN232

یك واسط است برای تبادل سریال بین میكرو و كامپیوتر .

این آی سی ولتاژ پنج و صفر میكرو را با استفاده از خازنهای مدار تبدیل به ولتاژهای پانزده و منفی پانزده می كند .

این آی سی برای تبادل سریال از استانداردRS232استفاده می كند .

پایه هایRS232

چون در كامپوترهایIBMبرای ارتباط سریال از سوكت نه پین استفاده می شود لذا پایه های آن را توضیح می دهیم :

پایه ها :

1- تشخیص حامل دادهDCD

2– داده رسیدهRXD

3- داده ارسال شدهTXD

4- پایانه داده آمادهDTR

5- سیگنال زمین

6- مجموعه داده آماده

7- تقاضای ارسال

8- آمادگی برای ارسال

9- تشخیص دهنده

ما برای ارتباط سریال با میكرو فقط از پایه های دو و سه و پنج استفاده می كنیم .

پورتهای COM در IBM PC و سازگار به آنها :

كامپوترهایIBM PCو سازگارهای مبتنی بر (8086 ، 286 ، 386 ، 486 و پنتیوم ) معمولاً دو پورتCOMدارند . هـر دو پورت كانكتورهای نوعRS – 232را دارا می باشند .

بسیاریازPCها یكDB – 25و یكDB – 9را بكار می برند .

پورت هایCOMباCOM 1وCOM 2نامگذاری شده اند . در سالهای اخیرCOM 1برای ماوس وCOM 2برا ی وسایلی چون مودم بكار رفته اند . برای انجام آزمایشات تبادل اطلاعات ، پورت سریال8051را بهCOM 2درPCبكار می برند .

د)1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6:

یك مدار یكسو كننده و تقویت كننده آپ امپی است كه ولتاژ ورودیACرا هم یكسو می كند و هم در یك گین ضرب می كند .

ه)تراشهADC 808با 8 كانال آنالوگ :

تراشه مفید دیگرADC 808ازNational Semaconductorاست.

این تراشه دارای 8 ورودی است كه اجازه می دهد تا 8 مبدل مختلف را با یك تراشه ردیابی كنیم . این تراشه دارای خروجی داده هشت بیتی است . هشت ورودی آنالوگ مولتی پلكس است ، برای این كار سه پایه آدرسC , B , Aبه كار می روددر این تراشهVREF(+)وVREF(-)، ولتاژ مرجع را تنظیم می كند . اگرVREF (-) = GNDوVREF(+) = 5باشد ، سایر پله ها برابر است با5/256=19.43mvبنابراین برای داشتن پله 10 میلی ولت به ولتاژ ریفرنس 56/2 نیاز داریم . ما از كانالهایA , B , Cبرای انتخاب كانالهای صفر تا هفت ورودی آنالوگ و ازALEبرای لچ كردن آدرس استفاده می كنیم .SCبرای شروع تبدیل است .EOCبرای پایان تبدیل می باشد ،OEفعال ساز خروجی است .

توصیف پایه هایLCD

LCDمورد بحث ما چهارده پایه است .

• VSS–زمین

2-VCC–منبع تغذیه

3-VEE–منبع تغذیه كنترل درخشندگی

4-RS–انتخابRS=0برای انتخاب دستور العمل ،RS=1برای انتخاب ثبات داده .

5-R/Wگذرگاه داده 8 بیت .

6-E–انتخاب

7-DB0گذرگاه داده 8 بیت .

8-DB1گذرگاه داده 8 بیت .

9-DB2گذرگاه داده 8 بیت .

10-DB3گذرگاه داده 8 بیت .

11-DB4گذرگاه داده 8 بیت .

12-DB5گذرگاه داده 8 بیت .

13-DB6گذرگاه داده 8 بیت .

14-DB7گذرگاه داده 8 بیت .

RS، انخابگر ثبات :

در داخلLCDدو ثبات وجود دارد و این پایه برای انتخاب آنها به این ترتیب بكار می رود كه اگر صفر باشد ثبات فرمان انتخاب می شود و اجازه می دهد فرمانهایی همچون پاك كردن ، نشاندن مكان نما و غیره صادر شود و اگر یك باشد ثبات داده انتخاب می شود و به كاربر اجازه ارسال داده رویLCDبرای نمایش می دهد .

R/Wخواندن / نوشتن :

این پایه به كاربر اجازه نوشتن اظلاعات و یا خواندن ازLCDرا فراهم می سازد اگر یك باشد برا ی خواندن و اگر صفر باشد برای نوشتن است .

E، فعال :

از این پایه برای لچ كردن اطلاعات ارائه شده به پایه های داده اش استفاده می كند . وقتی داده به پایه های داده اعمال شد یك پالس بالا–پایین به این پایه اعمال میگردد تا به این وسیلهLCDداده موجود در پایه های داده را لچ كند . این پالس بابد حداقل450 nsعرض داشته باشد .

D0 – D7:

هشت بیت خط داده برای ارسال اطلاعات بهLCDیا خواندن محتوای ثباتهای داخلیLCDبكار می رود . برای نمایش حروف و اعداد پورتهای اسكی برای حروفA – Zوa – zو اعداد صفر تا نه به پایه ها ارسال می شود و همزمانRS = 1میگردد همچنین كدهای دستورالعمل فرمانی وجود دارند كه برای پاك كردن نمایشگر یا باز گرداندن مكان نما به نقطه شروع یا چشمك زدن آن بكار میرود كه به شرح ذیل می باشد :

1- پاك كردن صفحه نمایش………………………………………………..1

2- باز گشت به مكان اول…………………………………………………..2

3- كاهش مكان نما………………………………………………………..4

4- افزایش مكان نما………………………………………………………..6

5- جابجایی نمایش به راست……………………………………………….5

6- جابجایی نمایش به چپ…………………………………………………7

7- نمایش خاموش مكان نما خاموش…………………………………………8

8- نمایش خاموش مكان نما روشن………………………………………….A

9- نمایش روشن مكان نما روشن……………………………………………C

10- نمایش روشن مكان نما روشن……………………………………….….E

11- نمایش روشن مكان نما چشمك بزند…………………………………….F

12- جابجایی محل مكان نما به چپ………………………………………. 10

13- جابجایی محل مكان نما به راست………………………………………14

14- كل صفحه نمایش به چپ جابجا شود…………………………………… 18

15- كل صفحه نمایش به راست جابجا شود…………………………………1C

16- مكان نما به آغاز خط دوم برود………………………………………..C0

17–سازماندهی دو خط و ماتریس 5*7……………………………………38

شرح كار دستگاه :

این دستگاه از دو قسمت نرم افزار تحت كامپیوتر با ویژالC++و یك سخت افزار كه یك بورد و ودارات الكترونیكی تشكیل شده است .

مشخصات دستگاه آنالایزرVCA005:

1- دارای یك صفحهLCDبرای نمایش ولتاژ و جریان سه فاز لحظه ای كارخانه و نمایش ساعت و تاریخ شمسی می باشد .

2- دارای كی بورد 4*3 ماتریسی برای بعضی از تنظیمات در دستگاه .

3- نگهداری مقدار ماكزیمم جریان سه فاز و ساعت آن در داخل حافظه دستگاه برای آنالیز اپراتور .

4- نمونه گیری از جریان سه فاز و نگهداری در حافظه دستگاه هر هشت ثانیه .

5- این دستگاه سازگاری با هر تابلوی برق دارد و فقط با تعویض ترانس داخال منوی دستگاه بر اساسC/T(ترانس جریان ) می توان این دستگاه را بر روی تابلوهای مختلف نصب كرد و آنالیز لازم را بر روی آن تابلو انجام داد .

6- این دستگاه نیازی به اپراتور برای تخلیه اطلاعات ندارد و خود سیستم بصورت اتوماتیك روشن خواهد شد و اطلاعات تخلیه می شود و كامپیوتر دوباره خاموش خواهد شد .

7- داخل نرم افزار كامپیوتری این امكان وجود دارد كه این دستگاه هر جای كارخانه نصب شده باشد از طریق سریال به كامپیوتر متصل می شود و داخل نرم افزار كامپیوتری این امكان وجود دارد كه می توان جریان سه فاز و ولتاژ سه فاز را بصورتOn Lineنمایش می دهد .

8- در داخل نرم افزار این امكان وجور دارد كه می توان سطح پر شدن حافظه دستگاه را مشاهده كرد .

مزایای دستگاه آنالایزرVCA005:

 

1- بعد از تخلیه اطلاعات هر 24 ساعت می توان نمودار مصرف برق را در نرم افزارExelرسم نمود و آنالیز لازم را برای برق مصرفی كارخانه مورد نظر انجام داد .

2- از روی نمودار حتی می توان از سالم یا خراب بودن دستگاههایی كه آمپر آنها مشخص است مطلع شد .

3- از روی نمودار میتوان اگر قطعی برق باشد ساعت قطع و وصل شدن برق را بدست آورد .

4- در داخل نرم افزار كامپیوتری این امكان وجود دارد كه می توان با دادن تاریخ مورد نظر پول برق مصرفی و كیلو وات مصرفی در آن تاریخ رابراساس دادن تعرفه مصرف برق آن كارخانه به نرم افزار بدست آورد .

سخت افزار دستگاه آنالایزرVCA005:

در داخل نرم افزار 2 عدد میكرو پروسور809C51وجود دارد كه هر یك به تنهایی كار خاصی را انجام می دهند .

ورودی جریان دستگاه ازC/Tتابلو می باشد كه در سر راهC/Tیك مقاومت 1/0 اهم ، 5 وات مجود دارد كه جریان عبوری ازC/Tرا تبدیل ولتاژ میكند .

C/T:

برای اندازه گیری جریان عبوری از تابلوی برق از این دستگاه استفاده می شود كه این دستگاه در دور شین ورودی كارخانه قرار می گیرد و بر اساس جریان ورودی از شین یك جریان متناسب با آن درC/Tبرقرار می شود .و رابطه آن امكان دارد به صورت زیر باشد كه بر اساس جریان كارخانه انتخاب می شود .

1000/5 , 1500/5 , 2000/5و…بطور مثال اگر2000آمپر كارخانه جریان مصرف كند در داخلC/T5آمپر تولید می شود ، حال ما خروجیC/Tرا به یك مقاومت 1/0 اهم و 5 ولت داده ایم كه این جریان را تبدیل به ولتاژی كند ، یعنی اگر 5 آمپر درC/Tتولید شود ولتاژ ایجاد شده دو سر مقاومت 5/0 ولت است :

مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………….. 11

2.2.کلیاتی پیرامون تولید ناب……………………………………………………………………………………………. 14

1.2.2. ناب بودن………………………………………………………………………………………………………………… 15

2.2.2.تعاریف تولید ناب……………………………………………………………………………………………………… 15

3.2.2. تاریخچه تولید ناب…………………………………………………………………………………………………… 18

4.2.2. نتایج بکارگیری تولید ناب………………………………………………………………………………………… 23

5.2.2. تولید ناب و صنایع ایران…………………………………………………………………………………………… 26

6.2.2. تولید ناب و صنایع کاشی و سرامیک …………………………………………………………………………. 27

7.2.2. مؤلفه های تولید ناب………………………………………………………………………………………………… 29

3.2. چابکی سازمانی…………………………………………………………………………………………………………… 38

1.3.2. مفهوم چابکی و تولید چابک………………………………………………………………………………………. 40

2.3.2.خصوصیات و ویژگی های سازمان چابک……………………………………………………………………….. 43

3.3.2. -قابلیت های کلیدی چابکی در سازمان……………………………………………………………………….. 46

4.3.2. مؤلفه های شکل گیری تولید چابک……………………………………………………………………………. 47

4.2. رقابت پذیری……………………………………………………………………………………………………………….. 51

1.4.2. مفهوم رقابت پذیری…………………………………………………………………………………………………… 52

2.4.2. مدل الماس پورتر………………………………………………………………………………………………………. 53

3.4.2. استراتژی رقابتی ……………………………………………………………………………………………………… 57

1.3.4.2. تمرکز بر هزینه……………………………………………………………………………………………. 59

1.1.3.4.2. استفاده حد اکثر از ظرفیت تولید ……………………………………………………………… 59

2.1.3.4.2. صرفه جویی در مقیاس………………………………………………………………………… 60

3.1.3.4.2. پیشرفت های تکنولوژیکی……………………………………………………………………. 60

4.1.3.4.2. تأثیرات یادگیری/ تجربه……………………………………………………………………… 61

2.3.4.2. استراتژی تمایز محصول………………………………………………………………………………….. 62

4.4.2. استراتژی بهترین شیوه هزینه کردن…………………………………………………………………………….. 63

5.4.2. استراتژی تمرکز………………………………………………………………………………………………………. 64

6.4.2. جمع بندی مؤلفه های تعیین کننده رقابت پذیری سازمانی………………………………………….. 65

5.2. نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………………………. 67

 

فصلسوم:روششناسیتحقیق

1.3. مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………. 69

2.3. معرفی متغیر های تعیین چابکی سازمانی……………………………………………………………….. 70

3.3. معرفی مؤلفه های های تعیین نابی…………………………………………………………………………… 72

4.3. معرفی مؤلفه های تعیین رقابت پذیری……………………………………………………………………. 74

5.3. سئوالات و فرضیات پژوهش……………………………………………………………………………………….. 76

6.3. روش تحقیق………………………………………………………………………………………………………………… 76

7.3. جامعه آماری……………………………………………………………………………………………………………….. 77

8.3. حجم منطقی گروه نمونه…………………………………………………………………………………………… 77

9.3. ابزار گردآوری داده ها…………………………………………………………………………………………………. 79

10.3. روش تجزیه و تحلیل……………………………………………………………………………………………….. 79

1.10.3. تحلیل عاملی ……………………………………………………………………………………………………….. 79

2.10.3. آزمون KMO و کرویت بارتلت ((Bartlett…………………………………………………………….. 82

3.10.3. جدول اشتراکات (Communalities)…………………………………………………………………… 83

4.10.3. جدول واریانس کل استخراج شده ((Total Variance Explained………………………. 83

5.10.3. ماتریس اجزاء (ابعاد) اولیه ……………………………………………………………………………………. 83

6.10.3.. چرخش دورانی و تفسیر………………………………………………………………………………………… 84

7.10.3. جدول ماتریس چرخش یافته(Rotated Component Matrix)…………………………. 84

11.3. مدل یابی معادلات ساختاری………………………………………………………………………………….. 85

12.3. نوع پژوهش…………………………………………………………………………………………………………….. 86

13.3. روایی و پایایی ابزار پژوهش…………………………………………………………………………………….. 87

14.3. نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………………… 93

 

فصلچهارم:تجزیهوتحلیلداده ها

1.4. مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………….. 95

2.4. دسته بندی مؤلفه های مربوط به حوزه چابکی……………………………………………………….. 95

1.2.4. آزمون KMO و کرویت بارتلت (Bartlett) ……………………………………………………………… 99

2.2.4. جدول اشتراکات(Communalities) ……………………………………………………………………… 100

3.2.4. جدول واریانس کل استخراج شده (Total Variance Explained) ………………………… 100

4.2.4. ماتریس اجزاء (ابعاد) اولیه ……………………………………………………………………………………….. 101

5.2.4. جدول ماتریس چرخش یافته (Rotated Component Matrix) ………………………….. 103

6.2.4. تحلیل عاملی تأییدی مؤلفه های مربوط به متغیر چابکی……………………………………………… 107

7.2.4. برونداد نتایج تحلیل عاملی تأییدی متغیرهای چابکی………………………………………………….. 109

8.2.4. تفسیر خروجی(برونداد) تحلیل عاملی تأییدی متغیرهای چابکی……………………………………. 109

3.4. دسته بندی مؤلفه های مربوط به حوزه نابی……………………………………………………………. 112

1.3.4. آزمون KMO و کرویت بارتلت (Bartlett) ……………………………………………………………… 115

2.3.4. جدول اشتراکات (Communalities) ……………………………………………………………………. 116

3.3.4. جدول واریانس کل استخراج شده (Total Variance Explained) ………………………… 116

4.3.4. ماتریس اجزاء (ابعاد) اولیه…………………………………………………………………………………………. 117

5.3.4. جدول ماتریس چرخش یافته(Rotated Component Matrix)…………………………….. 119

6.3.4. تحلیل عاملی تأییدی مربوط به دسته بندی متغیر های نابی………………………………………… 123

7.3.4. برونداد نتایج تحلیل عاملی تأییدی متغیر های نابی…………………………………………………….. 125

8.3.4. تفسیر خروجی(برونداد) تحلیل عاملی تأییدی متغیر های نابی……………………………………… 125

4.4. دسته بندی مؤلفه های مربوط به حوزه رقابت پذیری…………………………………………… 129

1.4.4. آزمون KMO و کرویت بارتلت (Bartlett) …………………………………………………………….. 132

2.4.4. جدول اشتراکات (Communalities) ……………………………………………………………………. 133

3.4.4. جدول واریانس کل استخراج شده (Total Variance Explained)………………………….. 133

4.4.4. ماتریس اجزاء (ابعاد) اولیه…………………………………………………………………………………………. 134

5.4.4. جدول ماتریس چرخش یافته (Rotated Component Matrix)……………………………. 136

6.4.4. تحلیل عاملی تأییدی متغیرهای رقابت پذیری……………………………………………………………. 140

7.4.4. برونداد نتایج تحلیل عاملی تأییدی متغیر های رقابت پذیری………………………………………. 142

8.4.4. تفسیر خروجی(برونداد) تحلیل عاملی تأییدی متغیر های رقابت پذیری……………………….. 142

5.4. دسته بندی متغیر های تحقیق…………………………………………………………………………………. 146

1.5.4. آزمون KMO و کرویت بارتلت (Bartlett)……………………………………………………………….. 149

2.5.4. جدول اشتراکات (Communalities) ……………………………………………………………………. 149

3.5.4. جدول واریانس کل استخراج شده (Total Variance Explained)………………………….. 150

4.5.4. جدول ماتریس چرخش یافته (Rotated Component Matrix)……………………………. 150

5.5.4. تحلیل عاملی تأییدی متغیرهای اصلی و فرعی تحقیق ……………………………………………….. 154

6.5.4. برونداد نتایج تحلیل عاملی تأییدی متغیر های تحقیق…………………………………………………. 156

7.5.4. تفسیر خروجی(برونداد) تحلیل عاملی تأییدی متغیر های تحقیق………………………………….. 156

6.4. تعیین نوع ارتباط بین نابی-چابکیسازمانی و رقابت پذیری سازمانی در صنعت کاشی.158

1.6.4. برونداد نتایج تحلیل عاملی تأییدی تمامی متغیر های تحقیق………………………………………. 162

2.6.4. تفسیر نتایج تحلیل عاملی تأییدی تمامی متغیر های تحقیق ………………………………………… 162

3.6.4. تشریح و بررسی ارتباط نابی و چابکی بر رقابت پذیری سازمانی…………………………………….. 165

6.4. جمع بندی………………………………………………………………………………………………………………….. 169

فصلپنجم:نتیجه گیری

1.5. مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………….. 174

2.5. محدودیتهای پژوهش………………………………………………………………………………………………….. 174

3.5. نتایج تحقیق……………………………………………………………………………………………………………….. 175

1.3.5. معرفی شاخص های مورد نیاز از حوزه ناب بودن در صنعت کاشی ………………………………. 176

2.3.5. معرفی شاخص های مورد نیاز از حوزه چابک بودن در صنعت کاشی …………………………….. 177

3.3.5. معرفیشاخص های سنجشرقابت پذیری در صنعت کاشی ………………………………………. 177

4.3.5. تعیین نوع ارتباط بین نابی- چابکی سازمانی و رقابت پذیری سازمانی در صنعت کاشی…… 178

5.3.5. تعیین شدت رابطه تأثیر مؤلفه های نابی و چابکی سازمانی بر رقابت پذیری ………………….. 179

4.5. پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………………………. 180

5.5. تحقیقات آینده……………………………………………………………………………………………………………. 182

6.5. جمع بندی…………………………………………………………………………………………………………………. 183

فهرست منابع و مآخذ…………………………………………………………………………………………………………. 208

فهرست جداول

جدول 1.2. برخی مزایا و منافع تولید ناب……………………………………………………………………… 25

جدول 2.2. حوزه ها و برنامه های بهبود نابی در 27 شرکت ناب…………………………………… 32

جدول 3.2. ابزارها و اصول نظام تولید ناب به نقل از مک لاچلین…………………………………. 33

جدول 4.2. طبقه بندی ابزارها و مؤلفه ها اصلی و فرعی تولید ناب……………………………. 35

جدول 5.2. تعاریف و مفاهیم تولید چابک و چابکی………………………………………………………… 42

جدول 6.2. معیارهای بیست گانه تولید چابك…………………………………………………………………. 49

جدول 1.3. متغیر های تعیین چابکی……………………………………………………………………………… 71

جدول2.3. متغیر های تعیین نابی…………………………………………………………………………………….. 73

جدول3.3. متغیر های تعیین رقابت پذیری……………………………………………………………………… 75

جدول 4.3. مقدار آلفای کرونباخ محاسبه شده برای متغیر های نابی……………………………. 90

جدول 5.3. مقدار آلفای کرونباخ محاسبه شده برای متغیر های چابکی……………………….. 91

جدول 6.3. مقدار آلفای کرونباخ محاسبه شده برای متغیر های رقابت پذیری…………….. 92

جدول 1.4. معرفی مؤلفه های چابکی………………………………………………………………………………. 97

جدول 2.4. جدول آزمون KMO و کرویت بارتلت متغیر های چابکی………………………….. 99

جدول 3.4. جدول ماتریس اجزاء (ابعاد) اولیه متغیر های چابکی………………………………….. 102

جدول 4.4. جدول ماتریس چرخش یافته متغیر های چابکی………………………………………… 104

جدول5.4. دسته بندی سؤالات چابکی…………………………………………………………………………….. 105

جدول 6.4. برونداد تحلیل عاملی تأییدی مربوط به متغیر های چابکی…………………………. 109

جدول 7.4. معرفی مؤلفه های نابی…………………………………………………………………………………… 113

جدول 8.4. جدول آزمون KMO و کرویت بارتلت متغیرهای نابی………………………………… 115

جدول 9.4. جدول ماتریس اجزاء (ابعاد) اولیه متغیرهای نابی……………………………………….. 118

جدول 10.4.جدول ماتریس چرخش یافته متغیرهای نابی…………………………………………….. 120

جدول11.4. دسته بندی مؤلفه های نابی…………………………………………………………………………. 121

جدول 12.4. برونداد تحلیل عاملی تأییدی مربوط به متغیر های نابی…………………………… 125

جدول 13.4. معرفی مؤلفه های رقابت پذیری…………………………………………………………………. 130

جدول 14.4. جدول آزمون KMO و کرویت بارتلت متغیرهای رقابت پذیری………………. 132

جدول 15.4. جدول ماتریس اجزاء (ابعاد) اولیه متغیرهای رقابت پذیری……………………… 135

جدول 16.4. جدول ماتریس چرخش یافته متغیرهای رقابت پذیری…………………………….. 137

جدول17.4. دسته بندی مؤلفه های رقابت پذیری………………………………………………………….. 138

جدول 18.4. برونداد تحلیل عاملی تأییدی مربوط به متغیر های رقابت پذیری……………. 142

جدول 19.4. معرفی متغیر های فرعی……………………………………………………………………………… 147

جدول 20.4. جدول آزمون KMO و کرویت بارتلت متغیرهای فرعی…………………………… 149

جدول 21.4. جدول ماتریس چرخش یافته متغیرهای فرعی…………………………………………. 151

جدول22.4. دسته بندی متغیر های فرعی…………………………………………………………………….. 152

جدول 23.4. برونداد تحلیل عاملی تأییدی مربوط به تمامی متغیر های تحقیق………….. 156

جدول 24.4. برونداد تحلیل عاملی تأییدی تمامی متغیر های تحقیق…………………………… 162

جدول 1.5. معرفی شاخص های مورد نیاز از حوزه ناب بودن در صنعت کاشی…………… 176

جدول 2.5. معرفی شاخص های مورد نیاز از حوزه چابک بودن در صنعت کاشی……….. 177

جدول 3.5. معرفی شاخص های سنجش رقابت پذیری در صنعت کاشی…………………….. 178

فهرست اشکال و نمودارها

شکل 1.2.مدل الماس پورتر……………………………………………………………………………………………….. 53

شکل 1.3. نمودار متغیر های تعیین چابکی…………………………………………………………………….. 71

شکل2.3. نمودار متغیر های تعیین نابی…………………………………………………………………………… 73

شکل3.3. نمودار متغیر های تعیین رقابت پذیری……………………………………………………………. 75

نمودار 1.4. نمودار متغیر ها و مؤلفه های تعیین چابکی……………………………………………….. 106

نمودار2.4. نمودار تحلیل عاملی تأییدی مؤلفه های مربوط به متغیر چابکی…………………. 108

نمودار 3.4. نمودار متغیر ها و مؤلفه های تعیین نابی……………………………………………………… 122

نمودار4.4. نمودار تحلیل عاملی تأییدی مربوط به دسته بندی متغیر های نابی…………… 124

نمودار 5.4. نمودار متغیر ها و مؤلفه های تعیین رقابت پذیری………………………………………. 139

نمودار 6.4. نمودار تحلیل عاملی تأییدی متغیر های رقابت پذیری………………………………… 141

نمودار 7.4. نمودار متغیر های تحقیق……………………………………………………………………………….. 153

نمودار 8.4. نمودار تحلیل عاملی تأییدی متغیرهای فرعی تحقیق…………………………………. 155

نمودار 9.4. نمودار تحلیل عاملی تأییدی تمامی متغیر های تحقیق……………………………….. 161

نمودار 10.4. نمودار T-value مربوط به تمامی متغیرهای تحقیق……………………………….. 164