آنالیز رگرسیون ایزوترمهای جذب رنگ‌های پایه نیشکر

آنالیز رگرسیون ایزوترمهای جذب رنگ‌های پایه نیشکر – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه  نساجی

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات رایگان

مطالعه ۲۰ الی ۱۰۰% رایگان مقالات ترجمه شده

۱- قابلیت مطالعه رایگان ۲۰ الی ۱۰۰ درصدی مقالات ۲- قابلیت سفارش فایل های این ترجمه با قیمتی مناسب مشتمل بر ۳ فایل: pdf انگیسی و فارسی مقاله همراه با msword فارسی -- تذکر: برای استفاده گسترده تر کاربران گرامی از مقالات آماده ترجمه شده، قیمت خرید این مقالات بسیار کمتر از قیمت سفارش ترجمه می باشد.  

چگونگی سفارش

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه (شماره حساب) ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.com شامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر -- مقالات آماده سفارش داده شده عرفا در زمان اندک یا حداکثر ظرف مدت چند ساعت به ایمیل شما ارسال خواهند شد. در صورت نیاز فوری از طریق اس ام اس اطلاع دهید.

آنالیز رگرسیون ایزوترمهای جذب رنگ‌های پایه نیشکر

آنالیز رگرسیون برای ایزوترمهای جذب رنگ‌های پایه بر روی گرد و غبار نیشکر

چکیده

جذب سطحی سه رنگ اصلی، که بنام بنفش پایه ۱۰، بنفش پایه ۱ و بنفش پایه ۴ خوانده می‌شوند، از محلول‌های آبی بر روی گرد و غبار نیشکر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دهنده پتانسیل گرد و غبار نیشکر، یک ماده زاید، جهت مطرح شدن بعنوان یک ماده جاذب کم هزینه می‌باشند. موارد ایزوترم موازنه یا تعادل با استفاده از قاعده هم دمای لنگمیور، فرندلیچ و سه پارامتر ردلیچ- پیترسون مورد بررسی قرار گرفت. به منظور تعیین بهترین هم دمای متناسب برای هر سیستم، دو روش تحلیلی خطا جهت ارزیابی داده‌ها مورد استفاده قرار گرفت: روش تعیین ضریب خطی و تست آماری کای‌-دو (آزمون مجذور کای) برای مشخص نمودن روش غیر خطی بکار گرفته شد. نتایج مشخص کننده آن است که تست کای‌- دو فراهم آورنده تشخیص بهتری برای سه مجموعه از داده‌های تجربی می‌باشد.

کلمات کلیدی: نیشکر، جذب، جذب زیستی، هم دما، رنگ پایه، آزمون کای‌- دو، روش تعیین جایگزین.

آنالیز رگرسیون ایزوترمهای جذب رنگ‌های پایه نیشکر

۱- مقدمه

تکنیک‌های جذب مشخص کننده پساب‌های فرآوری شده دارای کیفیت بالا و فرآیندهای جذب مورد بررسی، بعنوان روشی جهت حذف آلاینده‌ها از آب‌های هرز یا فاضلاب می‌باشند. بواسطه آنکه این روش‌ها بعنوان روش کنترل آلودگی و بصورت ارزانتر مطرح می‌باشند، که از زغال مردابی یا خزه «کپسول‌ها» برای کاهش موثر غلظت‌های فلزات سنگین از فاضلاب استفاده می‌کنند، استفاده گسترده‌ای را در صنعت یافته‌اند (گرین و همکاران،‌۱۹۹۴). تشریح ریاضی دقیق ایزوترم تعادل برای طراحی کارایی سیستم‌های جذب الزامی می‌باشد. در سال ۱۹۰۶، فرندلیچ یک سیستم ایزوترم جذب تجربی را معرفی نمود که قابلیت استفاده از آن در سیستم‌های غیر ایده‌آل وجود داشت. سیستم ایزوترم فرندلیچ بعنوان اولین ارتباط شناخته شده می‌باشد که نسبت به تشکیل معادله جذب اقدام می‌نماید. در سال ۱۹۱۶، لنگمیور نیز نسبت به مشخص نمودن ارتباط بین مقدار گاز جذب شده بداخل یک ماده جاذب و فشار گاز اقدام نمود.

چنین معادلاتی هم اکنون بعنوان اقلام ایزوترم جذب لنگمیور شناخته می‌شوند، که از نظر تئوریکی بعنوان معادلات هم دمای جذب در موارد ایده‌آل مطرح هستند. جوزن و همکاران (۱۹۷۸) نسبت به تغییر مقوله هم دمای سه پارامتری پیشنهاد شده بوسیله ردلیچ و پیترسون (۱۹۵۹) اقدام نموده و خصیصه‌های مرتبط با معادله‌های لنگمیور و فرندلیچ را بدان افزودند.

سه مدل ایزوترم جذب، لنگمیور و فرندلیچ و ردلیچ، بطور گسترده‌ای بکار گرفته شده و رگرسیون خطی جهت تعیین بهترین مدل متناسب در خلال این سالیان استفاده شد. استفاده از رگرسیون خطی جهت تعیین بهترین مدل دارای تناسب نه تنها بعنوان تنها و آسانترین روش در آن زمان، بهنگامی که برای اولین بار توصیه شده بود، مد نظر بود، بلکه این رویه بعنوان یک سیستم مرسوم در خلال سالیان اخیر نیز همچنان مطرح می‌باشد. ضریب تعیین، مجموع مجذور خطاها، یک تابع خطای هیبرید، خطای نسبی میانگین و مجموع خطاهای مطلق جهت ارزیابی داده‌های ایزوترم و روش‌های غیر خطی بکار گرفته شد. یکسری از ضایعات کشاورزی و محصولات جانبی دارای مبدا سلولزی در این مقاله جهت قابلیت آنها برای حذف رنگ‌ها از محلول‌های آبی مورد مطالعه قرار گرفت. این محصولات عبارتند از: سبوس جو، تفاله نیشکر، سبوس گندم، چوب ذرت، سرخس، خرده‌های چوب و خرده‌های ذرت. مطالعات زیادی با استفاده از کربن فعال شده از ضایعات کشاورزی برای برداشت رنگ از محلول‌های آبی انجام پذیرفته شده است. این مطالعات شامل پوست درخت جک‌فروت (jackfruit)، سبوس گندمین صدفی، پوسته بادام زمینی و لیف نارگیل می‌باشد. علاوه براین، مواد جاذب مبتنی بر سلولز ارزان قیمت و موثر برای بوجود آوردن فعل و انفعالات مورد نظر پلی‌اتیلینمین پیوند- عرضی (CPEI) با گرد و غبار چوب نیز در این مطالعه گزارش شده است.

در این تحقیق، تلاش ما در جهت استفاده از محصولات جانبی کشاورزی، گرد و غبار نیشکر بعنوان ماده جاذب می‌باشد. گرد و غبار نیشکر بطور اساسی بعنوان یک ماده کمپلکس بشمار می‌آید که حاوی لیگنین و سلولز بعنوان مولفه‌های اصلی آن است. سلولز می‌تواند بعنوان ماده جاذب برای برداشت رنگ از محلول عمل نماید. یک رزین تبادل آنیون از تفاله نیشکر بدست آمد که بعنوان یک محصول جانبی لیگنوسلولز فرآیند نیشکر مطرح می‌باشد، که بصورت موثر و ارزان باعث رنگ زدایی آب‌های هرز رنگرزی در یک حالت منطبق با محیط زیست می‌گردد. تفاله نیشکر جهت حذف رنگ‌های اسیدی نظیر رنگ قرمز اسیدی ۱۱۴ و رنگ آبی اسیدی ۲۵، سبز مرمری مالاکیت، آبی متیلین، بنفش بلوری و B رادامین (rhodamine)، رنگ مستقیم و رنگ‌های واکنشی یا رنگینه راکتیو مورد مطالعه قرار گرفت.

در این مطالعه، آزمون کای- دو استفاده شده و پارامترهای ایزوترم با استفاده از روش حداقل مربعات تعیین گردید. دو معادله دو پارامتری، ایزوترمهای فرندلیچ و لنگمیور، و یک معادله سه پارامتری، ایزوترم ردلیچ- پتیرسون بواسطه توانایی آنها جهت مدلسازی داده‌های جذب تعادل کار گرفته شد. نتایج آنالیزهای همبستگی خطی- غیر خطی این سه ایزوترم با نتیجه جذب سه رنگ اصلی که عمدتاً بنفش پایه ده، بفش پایه یک و سبز پایه چهار در زمینه گرد و غبار نیشکر مد نظر می‌باشند، مورد مقایسه قرار گرفت.

آنالیز رگرسیون ایزوترمهای جذب رنگ‌های پایه نیشکر

۲- روشها

گرد و غبار تفاله نیشکر خام بعنوان ضایعات جامد از بازار خریداری شد. این محصول شسته شده و سپس در دمای ۶۰ درجه سانتیگراد برای مدت ۹۶ ساعت خشک گردید و پس از آن پالایش شده و برای به دست آوردن اندازه ذرات در محدوده ۳۵۱ الی ۵۸۹ میکرومتر قبل از استفاده غربال شد. محلول‌های بنفش پایه ۱۰ (BV10)، بنفش پایه ۱ (BV1) و سبز پایه ۴ (BG4) در آب دی‌یونیزه یا یون زدایی شده آماده گردیدند. کلیه محلول‌ها در این مطالعه بکار گرفته شدند با آب دی‌یونیزه به مقدار مورد نیاز رقیق گردیدند.

۵۰ میلی‌لیتر از محلول‌ رنگ با مقدار PH طبیعی همراه با غلظت متناسب (۳۰-۷۰ mg/dm^۳ برای BV10، ۱۵۰-۲۵۰ mg/dm^۳ برای BV1 و ۶۰-۱۳۰ mg/dm^۳ برای BG4 ) و ۰٫۲۵ گرم از نمونه کاملاً وزن شده گرد و غبار نیشکر در یک فلاسک مخروطی ۱۲۵ میلی‌لیتر قرار داده شد. بعد از این مورد، عمل هم زدن و مخلوط کردن با استفاده از یکسری از این فلاسک‌های مخروطی با سرعت ثابت ۱۰۰ دور در دقیقه در یک حمام آب ۲۵ درجه سانتی‌گراد برای مدت ۲۴ ساعت انجام پذیرفت. پس از آن گرد و غبار نیشکر با استفاده از نیروی گریز از مرکز جدا شده و محلول مربوطه برای مشخص نمودن غلظت رنگ باقی مانده با استفاده از طیف نور سنج در  nm ۵۵۶ برای BV10، ۵۸۳nm برای BV1 و nm۶۱۷ برای BG4 مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفت.

آنالیز رگرسیون ایزوترمهای جذب رنگ‌های پایه نیشکر

۳- ایزوترمهای تعادل

معادلات ایزوترم تعادل برای تشریح داده‌های جذب تجربی مورد استفاده قرار می‌گیرند. پارامترهای این معادله و فرضیه‌های ترمو دینامیکی مربوطه و  مرتبط با این مدل‌های تعادل غالباً فراهم آورنده برخی از نکته نظرات و بینش‌های مرتبط با مکانیزم‌های جذب و خصیصه‌های سطحی پیوستگی ماده جذب کننده می‌باشند. سه مورد از شایع‌ترین ایزوترم‌ها برای تشریح سیستم‌های جذب جامد- مایع ایزوترمهای لنگمیور، فرندلیچ و ردلیچ – پیترسون می‌باشند.

۱-۳ . ایزوترم لنگمیور

ایزوترم تجربی لنگمیور (لنگمیور، ۱۹۱۶) غالباً برای تشریح جذب فرم حل شده یک محلول مایع بشرح ذیل مورد استفاده قرار می‌گیرد:

۲-۳٫ ایزوترم فرندلیچ

ایزوترم فرندلیچ (فرندلیچ، ۱۹۰۶) جزء اولین ارتباط شناخته شده می‌باشد که تشریح کننده معادله جذب است. این ایزوترم تجربی نسبتاً رضایت بخش را می‌توان برای جذب غیر ایده‌آل که شامل جذب ناهمگن می‌شود بکار برد و آن را بصورت معادله ذیل بیان می‌کنیم:

۳-۳٫ ایزوترم ردلیچ – پیترسون

ایزوترم ردلیچ – پیترسون (ردلیچ – پیترسون، ۱۹۵۹) شامل سه پارامتر می‌باشد و در بر دارنده خصیصه‌های ایزوترمهای لنگمیور و فرندلیچ است. این ایزوترم را می‌توان به شرح ذیل تشریح نمود:

آنالیز رگرسیون ایزوترمهای جذب رنگ‌های پایه نیشکر

۴- آنالیز خطا

در مطالعات ایزوترم تک مولفه‌ای، رویه بهینه سازی نیازمند یک تابع خطا و تعریف آن به منظور ارزیابی تناسب ایزوترم با داده‌های تعادل تجربی می‌باشیم. در این مطالعه، ضریب‌های خطی تعیین و آزمون کای- دو غیر خطی مورد استفاده قرار گرفته شد.

آنالیز رگرسیون ایزوترمهای جذب رنگ‌های پایه نیشکر

۵- نتایج و مباحث

ساده‌ترین روش جهت تعیین ثابت‌های ایزوترم برای ایزوترمهای دو پارامتری تبدیل متغیرهای ایزوترم به گونه‌ای می‌باشد که این معادله به یک گونه خطی تبدیل شده و سپس رگرسیون خطی بکار گرفته شود.

۱-۵٫ ایزوترم لنگمیور

بطور معمول، داده‌های جذب بر حسب نوع خطی ایزوترم لنگمیور (معادل ۲) مورد آنالیز قرار می‌گیرند. نمودارهای جذب خاص،  در مقابل تراکم تعادل، C_e برای BV10 ، BV1 و BG4 درشکل ۱ نشان داده شدند و ثابت‌های ایزوترم خطی q_m و K_a و ضریب تعیین،  جدول ۱ مشخص گردیده‌اند. این ایزوترمها بصورت خطی در کل محدوده متراکم تحت مطالعه با مقادیر کاملا بالای  وجود دارند. مقادیر  معرف آن است که ایزوترم لنگمیور ارائه دهنده یک مدل مناسب سیستم جذب می‌باشد.

۲-۵٫ ایزوترم فرندلیچ

طرح‌های ایزوترم خطی فرندلیچ برای جذب سه رنگ اصلی در گرد و غبار نیشکر در شکل۳ مشخص گردیده است. بررسی این طرح مشخص می‌کند که ایزوترم خطی فرندلیچ نیز بعنوان یک مدل مناسب برای جذب رنگ‌های اصلی مطرح می‌باشد. جدول ۱ نشان دهنده ثابت‌های ایزوترم جذب خطی فرند لیچ می‌باشند، K_f و ۱/n و ضرایب تعیین . بر حسب مقادیر حالت خطی ایزوترم فرندلیچ به ظاهر یک مدل منطقی برای جذب در کلیه این سه سیستم بشمار می‌آید، با توجه بدانکه ایزوترم‌های BV1 و BG4 ظاهراً دارای تناسب بهتری با داده‌های تجربی در مقایسه با ایزوترم BV10 می‌باشند.

۳-۵٫ ایزوترم ردلیچ- پیترسون

طرح‌های ایزوترم ردلیچ- پیترسون برای جذب سه رنگ اصلی بر روی گرد و غبار نیشکر در شکل ۴ ارائه شده است. دوباره، بررسی این طرح نشان می‌دهد که ایزوترم ردلیچ- پیترسون بطور دقیق تشریح کننده رفتارهای جذب BV10، BV1 و BG4 بر روی گرد و غبار نیشکر در محدوده تراکم تحت مطالعه می‌باشد. ثابت‌های ردلیچ- پیترسون، A، B، g و  در جدول ۱ مشخص شده‌اند. از آنجایی که این روش برای مشخص نمودن پارامترهای ایزوترمی بکار می‌آید که باعث به حداکثر رسانی ضریب خطی تعیین شده‌اند، این امر کاملاً واضح خواهد بود که در کلیه موارد ایزوترم‌های ردلیچ- پیترسون نشان دهنده مقادیر بالای  می‌باشند، حداقل بطور ظاهری این مورد بوجود آورنده یک تناسب قابل توجه بهتر درمقایسه با ایزومترهای دو پارامتری می‌باشد.

۴-۵٫ آنالیز غیر خطی

آمارهای کای- دو، ، و ضریب تعیین،‌ به دست آمده و در جدول ۳ نشان داده شده‌اند. در آنالیز غیر خطی،  ایزوترمهای لنگمیور که ثابت‌های آن از دو فرم خطی متفاوت ایزوترمهای لنگمیور به دست آمد‌ه‌اند تقریبا برابر بودند. ایزوترمهای ردلیچ- پیترسون و فرندلیچ مقادیر  کمتری را در مقایسه با لنگمیور به نمایش گذاشتند، که دارای تناسب بهتری در مقایسه با ایزوترم لنگمیور می‌باشد. شکل ۵ نشان دهنده طرح ایزوترم و داده‌های تجربی ایزوترمهای لنگمیور می‌باشد که ثابتهای آن از معادله‌های ۲و۳ بترتیب، ایزوترم فرندلیچ و ردلیچ- پیترسون بدست آمده است.

۵-۵٫ حالت خطی در مقابل غیر خطی

تحت شرایط اساسی سیستم جذب BG4، این امر تخمین زده شده است که این سیستم بیشتر به سمت فرم فرندلیچ تمایل یافته است که این موضوع را می‌توان از داده‌هایی به دست آورد که بر اساس آن مقادیر g به میزان  شده‌اند. با این وجود، رگرسیون خطی و آنالیز کای‌- دو غیر خطی روش‌های مختلفی را بعنوان بهترین تناسب ایزوترم برای مجموعه داده‌های عرضه شده مشخص نمودند، از اینرو تفاوت قابل توجهی بین روش‌های تحلیلی  به چشم می‌خورد.

آنالیز رگرسیون ایزوترمهای جذب رنگ‌های پایه نیشکر

۶- نتیجه‌گیری

نتایج این مبحث نشان داده است که پتانسیل گرد و غبار نیشکر، که بعنوان یک ماده زائد مد نظر می‌باشد، بعنوان یک ماده جاذب کم هزینه برای برداشت رنگ‌های اصلی مورد شناسایی قرار گرفته است. ظرفیت‌های جذب اشباع تک لایه‌ای لنگمیور برای سه رنگ اصلی ۵۰٫۰۴، ۲۰٫۰۶ و ۱۳٫۰۹ mg/g گرد و غبار نیشکر برای رنگ بنفش پایه ۱، سبز پایه ۴، و بنفش پایه ۱۰، به ترتیب مد نظر می‌باشند. بهترین تناسب ایزوترم در این خصوص ایزوترم ردلیچ- پیترسون مشخص گردید. روش کای- دو غیر خطی فراهم کننده موارد مشخص بهتری برای سه مجموعه از داده‌های تجربی بوده است.

آنالیز رگرسیون ایزوترمهای جذب رنگ‌های پایه نیشکر