اثر ميدان مغناطيسي بر نوع و مقدار مونومر‌ها در كوپليمر پلي‌هيدروكسي‌آلكانوات

Effect of Magnetic Field on the Type and Amount of Monomers in Polyhydroxyalkanoate Copolymer

با هدف غلبه بر مشكلات زيست‌محيطي ناشي از تجمع پلاستيك‌هاي مصنوعي و دفع لجن فعال مازاد در تصفيه خانه‌هاي فاضلاب شهري، پژوهش‌هاي متعددي در زمينه توليد پليمر‌هاي زيست‌تخريب‌پذيري چون پلي‌هيدروكسي‌آلكانوات‌ها (PHAs) انجام شده است. در اين پژوهش، اثر ميدان‌هاي مغناطيسي 5، 10، 15، 20، 25 و mT 50 بر نوع و درصد جرمي مونومر‌هاي كوپليمر PHA و مقدار توليد آن از لجن فعال در مقايسه با نمونه شاهد (بدون اعمال ميدان مغناطيسي) ارزيابي شد. مراحل آزمون شامل انتقال لجن فعال به راكتور ناپيوسته، افزودن سديم استات به‌عنوان منبع كربن، ايجاد ميدان مغناطيسي، هوادهي به‌مدت h 30، نمونه‌برداري و اندازه‌گيري زيست‌پليمر بود. نتايج پژوهش نشان داد، بيشترين مقدار PHA در ميدان mT 20 توليد شده كه معادل g/L 75/0 بود و كمترين مقدار توليد، g/L 55/0 در ميداني با شدت mT 50 مشاهده شد. افزون بر اين، ميدان مغناطيسي بر نوع و مقدار مونومر توليد شده در كوپليمر اثرگذار بوده است. حداكثر درصد جرمي والرات در ميدان مغناطيسي mT 50 مشاهده شد. در حالي كه اين ميدان مغناطيسي باعث كاهش %33/8 مقدار توليد زيست‌پليمر نسبت به نمونه شاهد شده است. همچنين، حداكثر درصد جرمي بوتيرات (%81) در ميدان مغناطيسي mT 5 حاصل شد. با توجه به نتايج اين پژوهش، درصد جرمي والرات در نمونه شاهد و نمونه‌هايي كه اعمال ميدان مغناطيسي بر آنها اثري منفي (كاهش توليد كوپليمر) داشته است، از درصد جرمي بوتيرات بيشتر بوده كه دليلي بر برتري كوپليمر در اين موارد از نظر خواص مكانيكي بر زيست‌پليمر توليد شده در ساير نمونه‌هاست.

Many studies have been conducted on production of biodegradable polymers such as polyhydroxyalkanoates (PHAs) in overcoming the environmental problems due to the accumulation of synthetic plastics as waste materials and excessive activated sludge produced in municipal waste water treatment plants. In this study; the effect of magnetic field intensity of 5, 10, 15, 20, 25 and 50 milliTesla (mT) was investigated on the type and amount of monomers produced in the copolymer and PHA production in activated sludge and the results were compared simultaneously with the results of PHA production without the magnetic field (0 mT). The experimental procedure included the transfer of the activated sludge into the batch reactor, addition of sodium acetate, magnetic field generation by magnets, aeration for 30 h, sampling at definite timing, measurement of PHA by gas chromatography. In summary, this research indicated that, the maximum PHA content was produced at 20 mT which was equal to 0.75 g/L, whereas the lowest PHA content was observed at 50 mT (0.55 g/L). In addition, the magnetic field was influenced by the type and amount of monomer produced in PHA. The highest amount of valerate was observed at 50 mT, while this magnetic field decreased the amount of PHA (8.33%) compared to the control sample. Also, the maximum amount of butyrate monomer in the copolymer was observed at 5 and 20 mT, which were equal to 81% and 74%. According to the results obtained, the mass percentage of valerate in the control sample and those exposed to magnetic field with negative effects was more than the mass percentage of butyrate; an indication of better copolymers on the basis of their mechanical properties.