جستجو در تالارهای گفتگو

نويسنده: مهندس مليكا حسن پور سورفاكتانتها ملكول هاي دوگانه دوستي هستند كه با قرار گرفتن در فاصله ميان دو فاز با دو قطب مختلف منجر به كاهش كشش سطحي و بين سطحي و تشكيل ميكرو امولسيونهاي ناشي از انحلال جزيي هيدروكربن در آب و يا آب در هيدروكربن مي شوند. از مهمترين سورفاكتانتهاي توليد شده مي توان به انواع تجاري آن و بيوسورفاكتانتها اشاره كرد. بنا به دلايلي از جمله تنوع زياد، آسيب كمتر به محيط زيست، خاصيت سمي بودن كمتر و قابليت بازگشت به اكوسيستم، امكان توليد از طريق تخمير، كاربرد به عنوان از بين برنده آلاينده صنعتي، تسهيل استخراج نفت، كاربرد در صنايع غذايي، عملكرد مناسب در شرايط مختلف PH ، دما و غلظت هاي نمكي، استفاده از بيوسورفاكتانتها بر سورفاكتانتها ترجيح داده مي شود. در حال حاضر بيشتر بيوسورفاكتانتها را از ميكرو ارگانيسم ها، به ويژه باكتريها و مخمرها استخراج مي كنند. روش ديگر توليد آنها، استفاده از آنزيم است. به كمك آنزيم مي توان با برقراري اتصال بين دو قطعه هيدروفوب و هيدروفيل اين ملكولها را ساخت. خصوصيات ويژه و مورد توجه اين تركيبات عبارتند از: كاهش كشش سطحي و بين سطحي، مرطوب كنندگي و دخالت در پديده نفوذ ملكولي، پراكنده سازي مواد توسط آنها، ويژگي آب دوستي و چربي دوستي، امولسيون سازي و دِامولسينيكاسيون، ژل كنندگي، توليد كف، فعاليت هاي لخته سازي، افزايش رشد ميكروبي، جدا سازي فلزات و فعاليت هاي ضد ميكروبي. بيوسورفاكتانتها در صنايع مختلفي مانند صنايع نفتي، آرايشي و بهداشتي، غذايي و كشاورزي كاربرد دارد و در موادي مانند توليد كاغذ، رنگ، پارچه و انتقال ژن در علم ژنتيك مورد استفاده قرار مي گيرد. موارد كاربردها بيوسورفاكتانتها در صنايع نفتي به شرح زير است. پاك سازي تانك هاي ذخيره نفت زماني كه مواد زايد و لجن هاي نفتي در تانكها رسوب مي كند، موجب بروز مشكلاتي در استخراج، انباشت و انتقال نفت خام مي شود. بنابراين تانكهاي نفتي مي بايست به طور مستمر و متناوب تميز شوند كه اين پروسه، پرخطر، زمان بر و پر هزينه است. براي حل اين مشكل مي توان از بيوسورفاكتانتها استفاده كرد. اين تركيبات، موجب كاهش ويسكوزيته لجن هاي نفتي و همچنين تشكيل ميكرو امولسيون و ماكرو امولسيونهاي آب در روغن يا روغن در آب، مي شوند و قابليت پمپاژ را افزايش مي دهند و در نتيجه بخش نفتي مواد زايد رسوب شده در تانك با شكستن امولسيون به راحتي جدا مي شود. بيوسورفاكتانتها مي توانند تا91 درصد حجم لجن هاي موجود در مخازن ذخيره كننده نفت را بازيافت كنند، در طي اين فرايند، هزينه مصرف شده در مقايسه با ميزان نفت مازاد استخراج شده بسيار ناچيز است و در نتيجه اين فرايند بسيار مقرون به صرفه است. در سطح نيمه صنعتي بيوسورفاكتانتهاي بدست آمده از رشد باكتريها بر روي گلوگز و هيدروكربنهاي نامحلول در آب، براي پاك سازي لجن و رسوبات از مخازن نفتي مختلفي در دنيا مورد استفاده قرار گرفته است. اين روش هم از نظر اقتصادي به صرفه بوده و هم خطرات محيطي كمتري نسبت به روش هاي گذشته دارد. افزايش بازيافت ميكروبي نفت يكي از موارد مهم استفاده از بيوسورفاكتانتها، استفاده ازاين مواد به عنوان عامل افزايش بازيافت ميكروبي نفت (MEOR) Microbial Enhanced Oil Recovery است. اين تركيبات با كاهش كشش بين سطحي نفت و سنگ بستر، باعث كاهش نيروي مويينگي مي شوند. همچنين نقش امولسيون كنندگي بيوسورفاكتانتها به جدا شدن نفت از سطح سنگها كمك مي كند. روش هاي MEOR براي اولين بار در دهه1950 توسط شركت Magnolia Petroleum بكار گرفته شد و توانست با استفاده از اين روش توليد محصولات خود را به ميزان250 درصد افزايش دهد. پس از آن آزمايش هاي متعددي در مناطق West Work Field Colorado به صورت موازي با استفاده از دو گونه باكتري كه يكي از آنها مولد بيوسورفاكتانت، كوسورفاكتانت و دي اكسيد كربن و ديگري توليد كننده پليمرهاي مسدود كننده نواحي نفوذ پذير بود، به انجام رسيد. با استفاده از اين آزمايش ها توليد نفت بعد از يك دوره9 ماهه به4 برابر ميزان قبلي افزايش يافت، اما مكانيسم دقيق اين افزايش توليد هنوز مورد بحث است. در اين ميان، دو عامل كاهش كشش بين سطحي و توليد گاز از جمله مواردي است كه تاكنون در مقالات علمي به عنوان عوامل افزايش توليد گزارش شده است. - انتقال نفت سنگين مخلوطي از سورفاكتانت هاي شيميايي و امولسيون سازهاي مختلف براي توليد امولسيون هاي70 درصد ( ) از نفت خام سنگين و ويسكوز ونزوئلا مورد استفاده قرار گرفت و اين نفت مسافتي حدود380 مايل را در لوله هاي انتقال طي كرد. در اين آزمايش، ويسكوزيته نفت خام به وسيله امولسيون سازي از 105 mps به كمتر از 70 mps كاهش يافت. - سوخت نفت سنگين گاهي مقدار كمي آب را در سوختهاي سنگين به صورت امولسيون درمي آورند تا خصوصيات سوخت بهبود يافته و بازده گرمايي آن بالا رود. اهميت اقتصادي سورفاكتانتها و بيوسورفاكتانتها در سال2000 ميلادي، توليد جهاني سورفاكتانتها در حدود19-17 ميليون تن بود كه در آن سال با رشدي حدود3 تا4 درصد در جهان و1/5 تا2 درصد در اروپا همراه بود. با توجه به اهميت روز افزون توليد بيوسورفاكتانتها كه نسبت به انواع سنتتيك داراي مزاياي بسياري هستند پيش بيني مي شود تا سال2010 ميلادي بيش از40 درصد تجارت جهاني سورفاكتانتها به بيوسورفاكتانتها اختصاص يابد. بر همين اساس محققان به منظور افزايش سود تجاري حاصل از توليد بيوسورفاكتانتها، در حال انجام تحقيقات مختلفي در زمينه كاهش هزينه توليد بيوسورفاكتانتها از جمله جداسازي ميكرو ارگانيسم هاي مناسب مولد بيوسورفاكتانتها، ژنوميك، مهندسي متابوليك و بيوشيمي، تخمير و پروسه هاي تخصيص مناسب، ايجاد پروسه هاي متعدد و گوناگون توليد هستند.