بهینه سازی فرایند جذب فورفورال در خاکستر استخوان با طراحی آزمایش به روش تاگوچی

مقدمه و اهمیت موضوع: روش تاگوچی یک روش تحلیل آزمایش است که بر مبنای آن می توان با تعداد معینی آزمایش و براساس ترکیبهای خاص و از پیش تعیین شده سطوح، میزان تاثیر عوامل و سطوح بهینه مطالعات تجربی و آزمایشگاهی را تعیین کرد. این مطالعه با هدف کلی بررسی استفاده از خاکستر استخوان به عنوان جاذب در حذف فورفورال که یک ترکیب شیمیایی بوده و در مقیاس وسیع در پالایشگاهها و صنایع پتروشیمی استفاده می شود با طراحی آزمایش به روش تاگوچی انجام شد. مواد و روش ها: در این مطالعه تجربی، خاکستر استخوان در شرایط آزمایشگاهی با استفاده از کوره الکتریکی و در دمایc8000 در 2 ساعت زمان ماند تهیه شد. خاکستر استخوان با استفاده از آسیاب برقی خرد شد و با الک استاندارد ASTM در محدوده مش 10 تا 16 دانه بندی گردید. پارامترهایpH ، زمان تماس، دوز جاذب و غلظت های مختلف فورفورال، برای حذف فورفورال توسط جاذب خاکستر استخوان با تعریف 4 عامل در 4 سطح به کمک طرح ماتریکس ترکیبیL_16 روش تاگوچی در شرایط آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. غلظت باقیمانده ماده آلی با استفاده از اسپکتروفتومتر در طول موج 278 نانومتر قرائت گردید. سپس داده ها توسط نرم افزار Minitab 16 مورد تحلیل قرار گرفت.نتایج و بحث: نتایج حاصل از آنالیز آماری تاگوچی نشان داد که میزان حذف فورفورال به پارامترهای مختلف بهره برداری بستگی داشته است. و شرایط بهینه در میزان دوز جاذب 0.75گرم بر لیتر، pH برابر9، غلظت 100 میلی گرم بر لیتر وزمان 20 دقیقه حاصل شد. براساس مجموع مربعات محاسبه شده در جدول آنالیز واریانس، درصد مشارکت هریک از پارامتر ها تعیین گردید. براین اساس، از بین عوامل مورد بررسی بیشترین میزان تاثیر مربوط به pH و کمترین تاثیر مربوط به زمان ماند بوده است . هم چنین در شرایط بهینه، نسبت S/N حدود 16/39 پیش بینی گردید.نتیجه گیری: به کمک روش طراحی آزمایشات تاگوچی می توان شرایط بهینه برای حذف فورفورال را تعیین نمود. این مدل به عنوانیک روش کارآمد، موثر و بدون نیاز به حجم بالای آزمایشات می‌باشد و در مطالعه حاضر یک روش مقرون به صرفه بود. نتایج این مطالعه نشان داد که خاکستر استخوان به عنوان یک جاذب ارزان و مناسب می تواند در تصفیه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

روش تاگوچی ، خاکستر استخوان ، حذف فورفورال