شماره راهنما :
1671 دكتري
پديد آورنده :
علي بخشي، سميه
عنوان :
طراحي، ساخت و بررسي عملكرد غشا تخت اولترافيلتراسيون جهت جداسازي تركيبات پروتئيني
گرايش تحصيلي :
شيمي نساجي و علوم الياف
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
شانزده، 138ص.،: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مصطفي يوسفي، سعيد حسيني
توصيفگر ها :
اولترافيلتراسيون , جدايي فازي , طراحي و ساخت غشا , جداسازي پروتئين
استاد داور :
مرتضي صادقي، حسين فشندي، مهدي عبدالهي
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/10/03
رشته تحصيلي :
مهندسي نساجي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/10/20
چكيده فارسي :
1 چكيده با توجه به گسترش روزافزون فناوري غشايي در داروسازي و زيست فناوري كنترل ساختار و دستيابي به غشا با عملكرد باال به عنوان چالشي مهم در فرآيند ساخت غشا گشته است از آنجايي كه خصوصيات رئولوژيكي و ترموديناميكي محلولهاي پليمري به عنوان مشخصههاي مهم در فرآيند ساخت غشا با هدف كنترل و بررسي عميقتر ساختار بهشمار ميروند در اين پژوهش خصوصيات رئولوژيكي و ترموديناميكي محلولهاي پليمري PES در دو حالل NMP و DMF بررسي شد مشاهدات رئولوژيكي نشان داد كه رفتار محلولهاي پليمري در نبود آب كامال متفاوت از زماني است كه آب در تركيب حضور دارد و غلظت پليمر موجب تغيير در رفتار االستيك محلول ميشود افزودن آب به محلول حاوي DMF منجر به غالب شدن رفتار االستيك و ايجاد ساختار جامد در محلول پليمري شده و در نهايت تشكيل غشايي با ساختار متراكمتر را در پي دارد درحاليكه رفتار ويسكواالستيسيته محلول PES NMP تغيير چشمگيري نداشت بررسي ترموديناميكي محلولهاي پليمري و رفتار فازي آنها مشخصه ديگري بود كه همراه با نتايج رئولوژيكي محلولها پيشبيني دقيقتري از ساختار را ارائه نمود با بررسي غشاهاي بدست آمده در غلظتها و حاللهاي مختلف غشا PES با 16 wt حاصله از حالل NMP منجر به ايجاد غشايي با ساختار انگشتي شكل و تخلخل بيشتر با ميزان دفع پروتئيني معادل 29 ۵9 شد كه عملكرد مطلوبتري نسبت به غشاحاصله از حالل 92 4 DMF جهت جداسازي پروتئين نشان داد با توجه به ميزان بازده جداسازي غشاهاي PES NMP نسبت به PES DMF حالل NMP بهعنوان حالل مناسب براي بررسيهاي بيشتر ساختاري غشا در نظر گرفته شد به منظور كنترل و تغيي ر ساختار براي تهيه غشاهاي اولترافيلتراسيون باعملكرد بهتر در جداسازي پروتئين استفاده از مواد افزودني آلي و معدني اسيد سيتريك و نانوذرات ZnO تركيب درصد حمام انعقاد دماي حمام انعقاد نرخ برش و ضخامت تيغه ريختهگري به عنوان مشخصههاي موثر در ساخت غشا مورد مطالعه و بررسي قرار گرفتند و تاثير هريك از اين مشخصهها بر روي ساختار سطحي غشا تخلخل ميانگين اندازه حفرهها سطح مخصوص ضخامت و آبدوستي عملكرد شار آب خالص و ميزان دفع پروتئين و خواص مكانيكي ارزيابي شد از ميان مشخصههاي مختلف نرخ برش بيشترين تاثير را بر روي دفع پروتئين داشت و با اعمال نرخ برش 1 170 s و تخلخل 2 98 باالترين ميزان دفع پروتئين سرم آلبومين گاوي 4 99 بدست آمد كه قادر به ايجاد شار آب خالص بااليي 1۵1 61 2 نيز بود حضور نانواكسيدروي در غشا نيز توانست باالترين استحكام كششي و بيشترين آبدوستي را ايجاد كند همچنين ضخامت تيغه ريختهگري كمترين تاثير را بر روي شار آب خالص و دفع پروتئين غشا داشت براين اساس ميتوان دريافت كه بررسيهاي انجام شده بر روي محلولهاي پليمري و مشخصههاي طراحي و فرآيندي نقش بسيار مهمي در توليد غشاهايي با ساختار مطلوب و عملكرد مناسب شار و جداسازي پروتئين باال دارد كلمات كليدي اولترافيلتراسيون جدايي فازي طراحي و ساخت غشا جداسازي پروتئين
چكيده انگليسي :
139AbstractDue to increasing the usage of membrane technology in pharmacy and biotechnology controlling the morphology and achieving high performance membranes is considered asignificant issue in the membrane process Rheological and thermodynamic properties are twomain characteristics for tunning morphology Therefore in this research the rheological and thermodynamic properties of polyethersulfone PES solutions N methyl 2 pyrrolidone NMP and dimethylformamide DMF as twosolvents are investigated Rheological findings show that dope solution behaved differently inthe presence of water and also polymer concentration alter the elastic behavior Adding waterto a dope solution of PES DMF dominates elastic behavior which caused dense morphologywhereas there are no significant changes in viscoelasticity of PES NMP solution Thermodynamic assessment of polymeric solutions and their phase diagram are othercharacteristics applied for precise prediction of structure and morphology The findings of thisresearch display that polymer concentration of 16wt PES in NMP is the optimum dopeformulation for constructing ultrafiltration membranes with a finger like structure moreporosity and better rejection of protein 95 92 than that of PES DMF membrane 92 4 The results prove that NMP is a suitable alternative to DMF as a solvent for PES ultrafiltrationmembranes owing to higher rejection of bovine serum albumin BSA hence NMP is chosenfor further study of membrane morphology To control and alter the structure of ultrafiltrationmembrane and better performance effective parameters such as using organic and inorganicadditive citric acid and zinc oxide nanoparticle coagulation bath composition coagulationbath temperature shear rate and membrane thickness are investigated Then the effect of eachparameter on membrane structure porosity mean pore size specific surface thickness andhydrophilicity performance water Flux and protein rejection and mechanical properties areevaluated Among them the shear rate has the greatest effect on protein rejection Membranesderived with a shear rate of 172 s 1 have a porosity of about 89 2 the highest Bovine serum albumin BSA rejection 99 4 and water flux of 151 61 2 The highest mechanicalstrength and maximum hydrophilicity are induced by the presence of zinc oxide nanoparticlesas an additive Furthermore Membrane thickness has the lowest effect on water flux and proteinrejection The finding of this research displays that the design and processing parameters ofmembrane filtration have a significant role in the structure and an appropriate performance highwater flux and protein rejection KeywordsUltrafiltration phase separation design and fabrication of membrane protein separation
استاد راهنما :
مصطفي يوسفي، سعيد حسيني
استاد داور :
مرتضي صادقي، حسين فشندي، مهدي عبدالهي
