دانلود پایان نامه درمورد دی اکسید کربن، جمع آوری اطلاعات

به صورت مناسبی از منابع آبی حفاظت شود. استفاده از آب به عنوان حلال به دلیل وفور و ارزانی آن درمقایسه با دیگر حلال ها است. ایجاد پساب و نیاز به خشک کردن کالا در هر مرحله عملیات تر از مشکلات کار با آب است. میزان انرژی مورد نیاز برای جدا کردن آب از کالا مقدار زیادی است و از نقاط ضعف این مسیر است. رنگزا های عمل نکرده در پساب نیز آلودگی آب ها را به دنبال خواهد داشت. برای حذف عیوب یاد شده که گاز های خاصی می توانند به جای آب جایگزین محیط حلال گردند. فشار و حرارت بالا برای حل کردن رنگ ها نیاز است. از میان تمامی گاز هایی که می توانند به سیالات فوق بحرانی تبدیل شوند، CO2 دارای کارایی چندگانه و برجسته است. به دلیل نرخ بالای انتشار وسیکوزیته پایین که دارند امکان نفوذ رنگ به داخل لیف را فراهم می نمایند . علاوه بر این با کاهش فشار در انتهای فرآیند، امکان بازیابی رنگ و CO2 وجود دارد.

2- 3-3- 1 فرآیند رنگرزی با CO2
این فرآیند شامل سه جزء است، کالای نساجی، ماده رنگزا و سیال فوق بحرانی .
1- انحلال رنگ در CO2
2- انتقال لیف
3- جذب روی سطح لیف
4- نفوذ رنگ به داخل لیف “Kim.A.2008”.
نمونه کالایی که می بایست رنگرزی شود به دور یک لوله سوراخ دار استیل پیچیده شده و داخل اتو کلاو به دور همزن قرار می گیرد. پودر رنگ درانتهای مخزن قرارگرفته و سپس مخزن بسته شده از گاز CO2 پر شده و حرارت می یابد. وقتی درجه حرارت به درجه کاری19 رسید، CO2 به فشار مورد نظر رسیده و تحت چرخش ثابت قرار می گیرد. فشار به مدت 60 دقیقه (مدت زمان رنگرزی ) حفظ می گردد و سپس برداشته می شود. CO2 و رنگزا های اضافی جدا شده و بازیابی می شوند. پس از این فرآیند رنگرزی، نمونه خشک برداشته شده و در صورت لزوم با استون برای رفع رنگزاهای اضافه و چسبیده به سطح شستشو داده می شوند.

2- 3- 3- 2 تاثیر درجه حرارت و فشار
تأثیر درجه حرارت روی رنگرزی اساسا ناشی از افزایش نفوذ رنگ در پلیمر بوده و زمان رنگرزی را افزایش می دهد. فشار تنظیم حلالیت ماده رنگزا را به عهده دارد. ضریب نفوذ رنگ حل شده در محیط CO2 فوق بحرانی بالاتر از آب است، که سبب کاهش زمان رنگرزی می گردد. در درجه حرارت پایین، حلالیت ماده رنگزا در CO2 بالا بوده و با فشار پایین و حرارت بالا مقدار رنگ کم است ولی نفوذ آن به داخل لیف آسانتر می گردد.
از آنجایی که رنگرزی واقعا از فاز گازی انجام می پذیرد، که در اثر آن ماده رنگزا به طور یکسانی پخش شده و درجه بالایی از یکنواختی به دست می آید. برای برخی پارچه ها می بایست از جدا شدن زیاد روغن های ریسندگی جلوگیری گردد تا زیر دست پارچه نامناسب نگردد. هدف از جداسازی با CO2 سرد در انتهای فرآیند رنگرزی رفع رنگ های سطحی و همچنین هم زمانی کاهش درجه حرارت فرآیند جهت رسیدن درجه حرارت به زیر درجه حرارت دمای تبدیل شیشه ای است تا از خروج رنگ های فیکسه شده جلوگیری شود”حدادیان تفت،1387″.
طبق تحقیقی که خانم ملیحه نازی با عنوان ” رنگرزی منسوجات در محیط دی اکسید کربن فوق بحرانی” انجام داده اند نتایج حاکی از آن است که الیاف مصنوعی همچون پلی استر به خوبی با این روش رنگرزی می شوند اما رنگرزی الیاف طبیعی همچون پشم و ابریشم و الیاف سلولزی با توجه به قدرت رنگی و ثبات شستشویی مشکلات زیادی به همراه دارد. بنابراین این روش برای رنگرزی الیاف مصنوعی مناسب است ” نازی ،1383، ص 65 “.
در تحقیق دیگری که آندرسون20 با عنوان ” رنگرزی پارچه با دی اکسید کربن فوق بحرانی” انجام داده، به نتیجه مشابهی دست یافته است. نتایج نشان می دهند که این سیستم برای رنگرزی الیاف مصنوعی همچون پلی استر و نایلون مقرون به صرفه می باشد. با این حال هنوز هم موانعی برای استفاده در مقیاس بزرگ وجود دارد و نیاز به سرمایه گذاری ها و تلاش بیشتر برای رسیدن به موفقیت دارد. همچنین استفاده از دی اکسید کربن فوق بحرانی CO2 برای الیاف طبیعی به دلیل عدم توانایی آن برای شکست پیوندهای هیدروژنی در بسیاری از الیاف طبیعی مانند پشم، ابریشم و پنبه چندان قابلیت ندارد. به علاوه این سیستم برای رنگرزی الیاف طبیعی با رنگهای مصنوعی مانند رنگهای مستقیم، راکتیو و اسیدی به دلیل اینکه در این سیستم قابل حل نمی باشند مناسب نمی باشد” Anderson.K.2008″.

مطلب مرتبط :   کتاب مقدس، صدق و کذب

2- 3- 4 رنگرزی الکترو شیمیایی
رنگ های خمی و گوگردی در آب غیر محلول هستند. بدین خاطر برای کاربرد آنها نیاز به تبدیل آنها به فرم قابل حل با استفاده از عامل کاهنده و قلیایی است. عوامل مختلف برای رنگ های خمی و گوگردی با تاکید بر تکنیک های متداول کاهش الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار می گیرد.
مواد کاهنده مرسوم که عمل کاهندگی ماده رنگزا را انجام می دهند ، محصولات اکسیده شده غیر قابل بازیابی را تولید می کنند که در حمام باقی می ماند. حمام رنگ استفاده شده را نمی توان دوباره مورد استفاده قرار داد چرا که قدرت کاهندگی این مواد شیمیایی را نمی توان دوباره به دست آورد. دفع حمام مربوطه و آب حاصل از شستشو مسائل فراوان زیست محیطی را به دنبال دارد. بنابراین بیشترین توجه زیست محیطی می بایست در این مورد لحاظ گردد. رنگرزی الکترو شیمیایی هنوز مراحل آزمایشگاهی خود را می گذراند اما می تواند فرآیند رنگرزی آینده خمی، ایندیگو و گوگردی باشد واین براساس گزارشات شرک BASF ، کمپانی پیشرو در زمینه تولید مواد رنگزا، اعلان می گردد. در این فرآیند الکترون های حاصل از جریان الکتریکی جایگزین مواد کاهنده و بالطبع پساب آلوده حاصل خواهد شد. اولین تلاش که هر چند مستقیما د
ر زمینه رنگرزی الکتروشیمیایی انجام شد. ابتدا توسط E.H.Daruwala بود. او سعی نمود مقدار دی تیونیت سدیم مورد نیاز برای کاهندگی رنگ ها را با استفاده از ولتاژ مستقیم کاهش دهد و توجیه این چنین بود که سدیم دی تیونیت در کاتد به فرمی تبدیل می شود که قدرت کاهندگی بالاتری دارد. با کاهندگی مناسب کاتد تحت شرایط مناسب پتانسیل کاتد، غلظتpH امکان تولید یک نوع کاهنده قوی تر از نوع سدیم دی تیونیت با پتانسیل اکسایش- کاهش به نسبت خود سدیم دی تیونیت وجود دارد. بر اساس این رفتار تجزیه هیدرو سولفید برای یون رادیکال آزاد SO2 انجام می پذیرد. هرچند این محصولات را می توان در ولتاژ بدست آمده کاتد دوباره تولید نمود و سبب عدم بازیابی مجدد حمام مایع می گردد. در تکنیک رنگرزی الکتروشیمیایی این مفهوم یک گام جلوتر بررسی شده و امکان بازیابی حمام را ممکن می سازد. دو روش رنگرزی الکترو شیمیایی وجود دارد : مسقیم و غیر مستقیم .
درتکنیک رنگرزی الکتروشیمیایی مستقیم، رنگزای آلی به طور مستقیم احیا شده و این عمل با تماس بین رنگ و الکترود رخ می دهد. هرچند درعمل، ماده رنگزا به طور جزئی با مواد مرسوم احیاکننده احیا شده و سپس عملیات احیای کامل توسط فرآیند الکتروشیمیایی انجام می پذیرد که ثبات رنگ احیا شده بهبود می یابند .به منظور شروع فرآیند ، مقدار اولیه رنگ لوکو با فرآیند های مرسوم حاصل می شود برای نمونه با افزودن مقدار کمی از عامل احیا کننده. به محضی که فرآیند شروع می شود، و به صورت خود به خودی فرآیند ادامه می یابد. این فرآیند در مورد رنگ های گوگردی موفق بوده است. هرچند غلظت مورد نیاز رنگ برای حصول یک شید مشخص بیش از فرآیند احیای مرسوم می باشد. در چنین سیستمی، ذرات رنگزا می بایست با الکترود تماس یابد تا احیا انجام شود. هرچند اکسیژن هوای موجود در محلول رنگ که فورا ماده رنگزا را دوباره اکسید می کند. قدرت دافعه زیاد نخواهد داشت. همچنین از آنجایکه خود ماده رنگزا باید در سطح کاتد احیا گردد. ناحیه کاتدی باید بزرگ باشد که این از محدودیت های این روش است.
Thomas Bechtold روش رنگرزی الکتروشیمیایی غیر مستقیم را در سال 1993 ثبت نموده است. در این روش، رنگ مستقیما در الکترود احیاء نمی شود. ترجیحا یک عامل احیا کننده اضافه می شود که رنگ را به روش مرسوم احیا می نماید که پس از احیاء رنگ اکسیده می شود. عامل احیا کننده اکسید شده متعاقبا در سطح کاتد احیا می گردد مجددا برای احیای رنگ قابل دسترس می باشد. این چرخه به طور متناوب در طی فرآیند رنگرزی تکرار می گردد. در الکتروشیمیایی، عاملی که در چرخه احیاء و اکسید قرار می گیرد، سیستم اکسایش- کاهش برگشت پذیر نامیده شده و یک واسطه21 است. بنابراین، دراین سیستم ، رنگ با تماس مستقیم ماده رنگزا با کاتد انجام نمی پذیرد، مثل احیاء الکتروشیمیایی مستقیم، اما این کار از طریق واسطه صورت می گیرد که بطور ممتد در طی تماس با کاتد احیا می گردد. این سیستم به عنوان رنگرزی الکترو شیمیایی شناخته می شود. این روش بازگشت پذیر اکسایش- کاهش ایجاد کننده یک توسعه و پیشرفت احیای قابل بازیافت در مایع رنگ است، افزودن عامل احیا کننده مرسوم ضروری نبوده و انباشتگی محصولات تجزیه شده مواد احیاء کننده دراین روش روی نمی دهد. رنگرزی الکتروشیمیایی ساده به نظر می رسد چرا که پس از چرخه رنگرزی، رنگ رمق کشی نشده توسط اکسیداسیون هوا ته نشین شده و می تواند با فیلتراسیون رفع گردد. بعد از رفع رنگ، رنگهای حاوی ماده واسطه، لیگاند22 یا قلیایی می توانند برای عملیات رنگرزی بعدی مجددا به چرخه وارد شوند. این ویژگی مهمترین عامل کاهش دهنده هزینه و بهبود فرآیند زیست محیطی است “حدادیان تفت،1387”.
ضمن تحقیقی که توسط ایوب حاج سعید 23و همکارانش در بررسی رنگرزی نیل به کمک تکنیک الکتروشیمیایی برای بهینه سازی پارامترهای تجربی و ایجاد شرایط مناسب تر برای استفاده های صنعتی انجام داده اند، نیل را تحت شرایط الکتروشیمیایی در فام های روشن، متوسط و تیره رنگرزی کردند. ارزیابی ثبات ها و فام های رنگی از نمونه های بدست آمده نشان میدهد که اجرای عملیات الکتروشیمیایی در رنگرزی نیل بهتر و گاهی مشابه شرایط متداول بوده است”Ayoub.h.s. et,al.2008″.
2- 4 روش های مختلف استخراج از گیاهان رنگزا
در هر استخراجی قبل از عملیات باید روند کار را به گونه ای مناسب محصول یا مواد مورد استفاده در فرایند استخراج باشد، طراحی نموده و تجهیزات لوازم و مواد مصرفی که برای عملیات ضرورت دارد پیش بینی و تهیه نمود. مهمترین قسمت طراحی عملیات، انتخاب شیوه عملیات می باشد. پس از آن اجرای مراحل طراحی که در بعضی نمونه استخراجهای آزمایشگاهی عامل زمان بسیار حساس بوده و باید آن را مد نظر قرار داد. موفقیت استخراج و تکنیک به کار رفته در آن اغلب بستگی به آماده سازی مواد جامد دارد. در بعضی موارد ذرات کوچک مواد محلول کاملا به وسیله ماتریکسی از مواد نامحلول احاطه شده اند بنابراین حلال باید به داخل یک ماتریکس نفوذ کرده و محلول حاصل به خارج انتشار پیدا کند مواد گیاه دارای ساختمان سلولی هستند و مواد طبیعی مورد استخراج (رنگدانه) معمولا در داخل این سلول ها یافت می شوند، در صورتی که دیواره های سلولی دست نخورده باشند عمل استخراج در بر دارنده عبور اسمزی مواد حل شده از میان دیواره ها خواهد بود. این حالت باعث می شود که سرعت فرایند استخراج کاهش پیدا کند. در اغلب موارد خرد کردن مواد اولیه تا حدی که محتوای تک تک سلول ها آزاد شوند غیر ممکن است “امیری، 1386، ص 114 –
115”.
انتخاب روش استخراج بستگی به نوع بافت گیاهی دارد. نحوه عصاره گیری از گیاهان، به عنوان اولین مرحله کلیدی برای استخراج ترکیبات گیاه بسیار مهم است. اندام های گیاهی و سیستم های حلالی انتخاب شده می تواند روی کمیت و نوع ترکیبات جدا شده تأثیر بگذارد “Mussatto.S.I.et,al.2011 and Fernandez Ponce.M.T et al.2012”. هر گیاه بنا به محتوی خود روش و ملزومات خاص خود را می طلبد و نکته قابل توجه این است که حتی از دو نمونه از یک گیاه که در دو منطقه متفاوت روییده اند نمی توان ماده واحدی را استخراج نمود چه رسد به روش استخراج که صد در صد متفاوت خواهد بود.
جهت استخراج ترکیبات شیمیایی گیاهان پس از مشخص شدن نام علمی، گونه و خانواده گیاه باید اقدام به جمع آوری اطلاعات در مورد آن نمود و در مورد ترکیبات آن اقدام به بیوگرافی کرد و پس از شناختن مواد تشکیل دهنده آن و یا حتی مواد تشکیل دهنده

دیدگاهتان را بنویسید