آنالیز رگرسیون ایزوترمهای جذب رنگ‌های پایه نیشكر

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

مقالات ترجمه شده آماده گروه  نساجی

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات رایگان

مطالعه 20 الی 100% رایگان مقالات ترجمه شده

1- قابلیت مطالعه رایگان 20 الی 100 درصدی مقالات 2- قابلیت سفارش فایل های این ترجمه با قیمتی مناسب مشتمل بر 3 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 نیشكر

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

چكیده

جذب سطحی سه رنگ اصلی، كه بنام بنفش پایه 10، بنفش پایه 1 و بنفش پایه 4 خوانده می‌شوند، از محلول‌های آبی بر روی گرد و غبار نیشكر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دهنده پتانسیل گرد و غبار نیشكر، یك ماده زاید، جهت مطرح شدن بعنوان یك ماده جاذب كم 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 كای‌-دو (آزمون مجذور كای) برای مشخص نمودن روش غیر خطی بكار گرفته شد. نتایج مشخص كننده آن است كه تست كای‌- دو فراهم آورنده تشخیص بهتری برای سه مجموعه از داده‌های تجربی می‌باشد.

كلمات كلیدی: نیشكر، جذب، جذب زیستی، هم دما، رنگ پایه، آزمون كای‌- دو، روش تعیین جایگزین.

آنالیز رگرسیون ایزوترمهای جذب رنگ‌های پایه نیشكر

1- مقدمه

تكنیك‌های جذب مشخص كننده پساب‌های فرآوری شده دارای كیفیت بالا و فرآیندهای جذب مورد بررسی، بعنوان روشی جهت حذف آلاینده‌ها از آب‌های هرز یا فاضلاب می‌باشند. بواسطه آنكه این روش‌ها بعنوان روش كنترل آلودگی و بصورت ارزانتر مطرح می‌باشند، كه از زغال مردابی یا خزه «كپسول‌ها» برای كاهش موثر غلظت‌های فلزات سنگین از فاضلاب استفاده می‌كنند، استفاده گسترده‌ای را در صنعت یافته‌اند (گرین و همكاران،‌1994). تشریح ریاضی دقیق ایزوترم تعادل برای طراحی كارایی سیستم‌های جذب الزامی می‌باشد. در سال 1906، فرندلیچ یك سیستم ایزوترم جذب تجربی را معرفی نمود كه قابلیت استفاده از آن در سیستم‌های غیر ایده‌آل وجود داشت. سیستم ایزوترم فرندلیچ بعنوان اولین ارتباط شناخته شده می‌باشد كه نسبت به تشكیل معادله جذب اقدام می‌نماید. در سال 1916، لنگمیور نیز نسبت به مشخص نمودن ارتباط بین مقدار گاز جذب شده بداخل یك ماده جاذب و فشار گاز اقدام نمود.

چنین معادلاتی هم اكنون بعنوان اقلام ایزوترم جذب لنگمیور شناخته می‌شوند، كه از نظر تئوریكی بعنوان معادلات هم دمای جذب در موارد ایده‌آل مطرح هستند. جوزن و همكاران (1978) نسبت به تغییر مقوله هم دمای سه پارامتری پیشنهاد شده بوسیله ردلیچ و پیترسون (1959) اقدام نموده و خصیصه‌های مرتبط با معادله‌های لنگمیور و فرندلیچ را بدان افزودند.

سه مدل ایزوترم جذب، لنگمیور و فرندلیچ و ردلیچ، بطور گسترده‌ای بكار 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 كه برای اولین بار توصیه شده بود، مد نظر بود، بلكه این رویه بعنوان یك سیستم مرسوم در خلال سالیان اخیر نیز همچنان مطرح می‌باشد. ضریب تعیین، مجموع مجذور خطاها، یك تابع خطای هیبرید، خطای نسبی میانگین و مجموع خطاهای مطلق جهت ارزیابی داده‌های ایزوترم و روش‌های غیر خطی بكار گرفته شد. یكسری از ضایعات كشاورزی 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 نیشكر، سبوس گندم، چوب ذرت، سرخس، خرده‌های چوب و خرده‌های ذرت. مطالعات زیادی با استفاده از كربن فعال شده از ضایعات كشاورزی برای برداشت رنگ از محلول‌های آبی انجام پذیرفته شده است. این مطالعات شامل پوست درخت جك‌فروت (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 كشاورزی، گرد و غبار نیشكر بعنوان ماده جاذب می‌باشد. گرد و غبار نیشكر بطور اساسی بعنوان یك ماده كمپلكس بشمار می‌آید كه حاوی لیگنین و سلولز بعنوان مولفه‌های اصلی آن است. سلولز می‌تواند بعنوان ماده جاذب برای برداشت رنگ از محلول عمل نماید. یك رزین تبادل آنیون از تفاله نیشكر بدست آمد كه بعنوان یك محصول جانبی لیگنوسلولز فرآیند نیشكر مطرح می‌باشد، كه بصورت موثر و ارزان باعث رنگ زدایی آب‌های هرز رنگرزی در یك حالت منطبق با محیط زیست می‌گردد. تفاله نیشكر جهت حذف رنگ‌های اسیدی نظیر رنگ قرمز اسیدی 114 و رنگ آبی اسیدی 25، سبز مرمری مالاكیت، آبی متیلین، بنفش بلوری و B رادامین (rhodamine)، رنگ مستقیم و رنگ‌های واكنشی یا رنگینه راكتیو مورد مطالعه قرار گرفت.

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

آنالیز رگرسیون ایزوترمهای جذب رنگ‌های پایه نیشكر

2- روشها

گرد و غبار تفاله نیشكر خام بعنوان ضایعات جامد از بازار خریداری شد. این محصول شسته شده و سپس در دمای 60 درجه سانتیگراد برای مدت 96 ساعت خشك گردید و پس از آن پالایش شده و برای به دست آوردن اندازه ذرات در محدوده 351 الی 589 میكرومتر قبل از استفاده غربال شد. محلول‌های بنفش پایه 10 (BV10)، بنفش پایه 1 (BV1) و سبز پایه 4 (BG4) در آب دی‌یونیزه یا یون زدایی شده آماده گردیدند. كلیه محلول‌ها در این مطالعه بكار گرفته شدند با آب دی‌یونیزه به مقدار مورد نیاز رقیق گردیدند.

50 میلی‌لیتر از محلول‌ رنگ با مقدار PH طبیعی همراه با غلظت متناسب (30-70 mg/dm³ برای BV10، 150-250 mg/dm³ برای BV1 و 60-130 mg/dm³ برای BG4 ) و 0.25 گرم از نمونه كاملاً وزن شده گرد و غبار نیشكر در یك فلاسك مخروطی 125 میلی‌لیتر قرار داده شد. بعد از این مورد، عمل هم زدن و مخلوط كردن با استفاده از یكسری از این فلاسك‌های مخروطی با سرعت ثابت 100 دور در دقیقه در یك حمام آب 25 درجه سانتی‌گراد برای مدت 24 ساعت انجام پذیرفت. پس از آن گرد و غبار نیشكر با استفاده از نیروی گریز از مركز جدا شده و محلول مربوطه برای مشخص نمودن غلظت رنگ باقی مانده با استفاده از طیف نور سنج در  nm 556 برای BV10، 583nm برای BV1 و nm617 برای BG4 مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفت.

آنالیز رگرسیون ایزوترمهای جذب رنگ‌های پایه نیشكر

3- ایزوترمهای تعادل

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

1-3 . ایزوترم لنگمیور

ایزوترم تجربی لنگمیور (لنگمیور، 1916) غالباً برای تشریح جذب فرم حل شده یك محلول مایع بشرح ذیل مورد استفاده قرار می‌گیرد:

2-3. ایزوترم فرندلیچ

ایزوترم فرندلیچ (فرندلیچ، 1906) جزء اولین ارتباط شناخته شده می‌باشد كه تشریح كننده معادله جذب است. این ایزوترم تجربی نسبتاً رضایت بخش را می‌توان برای جذب غیر ایده‌آل كه شامل جذب ناهمگن می‌شود بكار برد و آن را بصورت معادله ذیل بیان می‌كنیم:

3-3. ایزوترم ردلیچ – پیترسون

ایزوترم ردلیچ – پیترسون (ردلیچ – پیترسون، 1959) 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 نیشكر

4- آنالیز خطا

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

آنالیز رگرسیون ایزوترمهای جذب رنگ‌های پایه نیشكر

5- نتایج و مباحث

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

1-5. ایزوترم لنگمیور

بطور معمول، داده‌های جذب بر حسب نوع خطی ایزوترم لنگمیور (معادل 2) مورد آنالیز قرار می‌گیرند. نمودارهای جذب خاص،  در مقابل تراكم تعادل، C_e برای BV10 ، BV1 و BG4 درشكل 1 نشان داده شدند و ثابت‌های ایزوترم خطی q_m و K_a و ضریب تعیین،  جدول 1 مشخص گردیده‌اند. این ایزوترمها بصورت خطی در كل محدوده متراكم تحت مطالعه با مقادیر كاملا بالای  وجود دارند. مقادیر  معرف آن است كه ایزوترم لنگمیور ارائه دهنده یك مدل مناسب سیستم جذب می‌باشد.

2-5. ایزوترم فرندلیچ

طرح‌های ایزوترم خطی فرندلیچ برای جذب سه رنگ اصلی در گرد و غبار نیشكر در شكل3 مشخص گردیده است. بررسی این طرح مشخص می‌كند كه ایزوترم خطی فرندلیچ نیز بعنوان یك مدل مناسب برای جذب رنگ‌های اصلی مطرح می‌باشد. جدول 1 نشان دهنده ثابت‌های ایزوترم جذب خطی فرند لیچ می‌باشند، K_f و 1/n و ضرایب تعیین . بر حسب مقادیر حالت خطی ایزوترم فرندلیچ به ظاهر یك مدل منطقی برای جذب در كلیه این سه سیستم بشمار می‌آید، با توجه بدانكه ایزوترم‌های BV1 و BG4 ظاهراً دارای تناسب بهتری با داده‌های تجربی در مقایسه با ایزوترم BV10 می‌باشند.

3-5. ایزوترم ردلیچ- پیترسون

طرح‌های ایزوترم ردلیچ- پیترسون برای جذب سه رنگ اصلی بر روی گرد و غبار نیشكر در شكل 4 ارائه شده است. دوباره، بررسی این طرح نشان می‌دهد كه ایزوترم ردلیچ- پیترسون بطور دقیق تشریح كننده رفتارهای جذب BV10، BV1 و BG4 بر روی گرد و غبار نیشكر در محدوده تراكم تحت مطالعه می‌باشد. ثابت‌های ردلیچ- پیترسون، A، B، g و  در جدول 1 مشخص شده‌اند. از آنجایی كه این روش برای مشخص نمودن پارامترهای ایزوترمی بكار می‌آید كه باعث به حداكثر رسانی ضریب خطی تعیین شده‌اند، این امر كاملاً واضح خواهد بود كه در كلیه موارد ایزوترم‌های ردلیچ- پیترسون نشان دهنده مقادیر بالای  می‌باشند، حداقل بطور ظاهری این مورد بوجود آورنده یك تناسب قابل توجه بهتر درمقایسه با ایزومترهای دو پارامتری می‌باشد.

4-5. آنالیز غیر خطی

آمارهای كای- دو، ، و ضریب تعیین،‌ به دست آمده و در جدول 3 نشان داده شده‌اند. در آنالیز غیر خطی،  ایزوترمهای لنگمیور كه ثابت‌های آن از دو فرم خطی متفاوت ایزوترمهای لنگمیور به دست آمد‌ه‌اند تقریبا برابر بودند. ایزوترمهای ردلیچ- پیترسون و فرندلیچ مقادیر  كمتری را در مقایسه با لنگمیور به نمایش گذاشتند، كه دارای تناسب بهتری در مقایسه با ایزوترم لنگمیور می‌باشد. شكل 5 نشان دهنده طرح ایزوترم و داده‌های تجربی ایزوترمهای لنگمیور می‌باشد كه ثابتهای آن از معادله‌های 2و3 بترتیب، ایزوترم فرندلیچ و ردلیچ- پیترسون بدست آمده است.

5-5. حالت خطی در مقابل غیر خطی

تحت شرایط اساسی سیستم جذب BG4، این امر تخمین زده شده است كه این سیستم بیشتر به سمت فرم فرندلیچ تمایل یافته است كه این موضوع را می‌توان از داده‌هایی به دست آورد كه بر اساس آن مقادیر g به میزان  شده‌اند. با این وجود، رگرسیون خطی و آنالیز كای‌- 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 نیشكر

6- نتیجه‌گیری

نتایج این مبحث نشان داده است كه پتانسیل گرد و غبار نیشكر، كه بعنوان یك ماده زائد مد نظر می‌باشد، بعنوان یك ماده جاذب كم هزینه برای برداشت رنگ‌های اصلی مورد شناسایی قرار گرفته است. ظرفیت‌های جذب اشباع تك لایه‌ای لنگمیور برای سه رنگ اصلی 50.04، 20.06 و 13.09 mg/g گرد و غبار نیشكر برای رنگ بنفش پایه 1، سبز پایه 4، و بنفش پایه 10، به ترتیب مد نظر می‌باشند. بهترین تناسب ایزوترم در این خصوص ایزوترم ردلیچ- پیترسون مشخص گردید. روش كای- دو غیر خطی فراهم كننده موارد مشخص بهتری برای سه مجموعه از داده‌های تجربی بوده است.

آنالیز رگرسیون ایزوترمهای جذب رنگ‌های پایه نیشكر