عنوان اختراع : پارچه هيدروژلي براي جداسازي آب و مواد نفتي زمينه فني اختراع مربوط به نفت مي باشد. در اين طرح هيدروژل پلي (آكريل آميد-كو-آكريلونيتريل) با ويژگي ابر آب دوست – ابر روغن گريز بر روي پارچه كتان پوشش داده شده است . براي جداسازي آب از مواد نفتي روش‌هاي مختلفي وجود دارد كه به دليل هزينه اجرايي بالا، بازده پايين و تجهيزات بزرگ به صرفه نيستند. هدف اين طرح ساخت فيلتر براي جداسازي آب و مواد نفتي به منظور حذف لكه هاي نفتي در محيط هاي آبي و تصفيه پساب‌هاي روغني صنعتي با قابليت استفاده آسان و قابليت بازيافت مي باشد.

اختراع مذكور با عنوان بيوراكتور بستر آكنده با استفاده از رالستونيا يوتروفا تثبيت يافته بر لوفا جهت تيمار زيستي تركيبات فنوليك، متعلق به زمينه فني مهندسي شيمي-بيوتكنولوژي محيط زيست مي‌باشد. وجود تركيبات فنوليك در پساب فرآيندهاي صنعتي همچون واحدهاي استخراج روغن از ميوه زيتون به دليل بار آلايندگي بالا، پيامدهاي زيست محيطي را در پي دارد. انواعي چند از فرآيندهاي فيزيكي و شيميايي در تصفيه اين پساب ها، كاربرد داشته ولي از نظر بازدهي و يا هزينه هاي عملياتي با مشكلاتي روبرو هستند. در فرآيندهاي فيزيكي، انتقال مواد آلاينده از فاز آبي به فاز ديگري همراه بوده به طوري كه آلاينده، تجزيه و تخريب نمي شود. فرآيند تيمار زيستي پساب هاي آلوده با استفاده از روش هاي بيولوژيك، قابليت مطلوبي در حذف تركيبات آلاينده داشته و علاوه بر سازگاري با محيط زيست مي تواند با هزينه كمتري به انجام رسد. در اين اختراع، يك بيوراكتور بستر آكنده از سلول هاي تثبيت شده رالستونيا يوتروفا در جهت حذف تركيبات آلاينده از پساب يك واحد صنعتي استخراج روغن زيتون استفاده شده است. بستر اين راكتور از اسفنج گياهي لوفا پر شده كه تخلل و سطح ويژه زياد آن باعث ايجاد دانسيته بالاي سلولي و تشكيل بيوفيلم شده و در نتيجه بهبود كارايي توده زيستي و افزايش پايداري عملياتي را جهت تيمار زيستي پساب فراهم آورده است.

اختراع مذكور با عنوان "راكتور كاتاليستي با همزن نوع سبدي محتوي آنزيم ليپاز تثبيت شده براي توليد تركيب استري بر پايه اولئيك اسيد"، متعلق به زمينه فني مهندسي شيمي- بيوتكنولوژي مي‌باشد. انجام واكنش هاي آنزيمي در راكتورهاي مرسوم از نوع مخزني همزده به علت ساختار حساس بيوكاتاليزور نسبت به تنش هاي برشي حاصل از همزن، همواره مشكلاتي را در عملكرد يك آنزيم تثبيت شده درپي داشته است. علاوه براين جداسازي آنزيم از محصول پس از انجام هر واكنش نيز يك مسئله مورد توجه مي باشد. به منظور رفع مشكلات ذكر شده و امكان پذيري استفاده مجدد از سيستم آنزيمي در طي فرآيندهاي متوالي بدون نياز به جداسازي بيوكاتاليزور پس از انجام هر سيكل از واكنش، نوعي همزن سبدي طراحي و ساخته شده كه بيوكاتاليزور مورد نظر در داخل سبدهاي متصل به شفت اين همزن قرار مي گيرد. راكتور ذكر شده در جهت توليد آنزيمي يك تركيب استري بر پايه اولئيك اسيد مورد استفاده قرار گرفته كه بررسي خواص فيزيكوشيميايي تركيب فوق نشان دهنده امكان استفاده از آن براي افزايش خاصيت روان كنندگي در تركيب سوخت هاي ديزلي مي باشد.

در اين اختراع، گوگردزدايي زيستي دي¬بنزوتيوفن با استفاده از رالستونيا يوتروفا حاصل شده است. اين فرايند گوگردزدايي از طريق جايگزيني دي¬بنزوتيوفن (تركيب شيميايي حلقوي گوگرددار) به جاي منبع معدني گوگرددار به انجام رسيده و محصول اصلي اين واكنش هيدروكسي بي¬فنيل بوده كه فاقد اتم گوگرد مي¬باشد. حضور اين ماده در محيط واكنش حاكي از توليد آنزيم¬هاي مونواكسيژناز توسط اين باكتري گرم منفي مي-باشد. اثر پارامترهاي موثر در اين فرايند از جمله غلظت اوليه گلوكز و دي¬بنزوتيوفن بر روي ميزان محصول توليدي مورد بررسي قرار گرفته است. محصول واكنش از طريق روش كيفي Gibbs assay و كمي كروماتوگرافي مايع (HPLC) و نيز كروماتوگرافي گازي (GC) مورد اندازه¬گيري قرار گرفته است. اندازه¬گيري هيدروكسي بي¬فنيل با استفاده از GC از طريق روش استخراج مايع- مايع با كمك حلال آلي اتيل استات به انجام رسيده است.

با در نظر داشتن كاربردهاي گسترده و در نتيجه اهميتِ روزافسون سايكلودكسترين ها در زمينه هاي مختلف صنعتيِ امروز و با توجه به اين مسئله كه توليد شيمياييِ اين تركيبات پيچيده و پرهزينه است، در اين اختراع توليد آنزيمي β-CD توسط سيستم باكتريايي توليدكنندۀ آنزيم CGTase مورد توجه مي باشد. همچنين از گونۀ باسيلوس قليادوست Bacillus sp. DSM 2523 به اين منظور استفاده شد. بكارگيري گونه هاي مذكور به علت فعاليت در گسترۀ دمايي و pH وسيع تر از نظر صنعتي به صرفه تر است. تكنيك تثبيت سلول به روش به دام اندازي سلول ها در شبكۀ پليمري تري پلي فسفات ـ كيتوسان به دليل پايداري شيميايي و مكانيكي بيوكاتاليست هاي تهيه شده به كار گرفته شد. همين امر متضمن استفاده از دانه هاي بيوكاتاليست تهيه شده در ده سيكل متوالي آنزيم CGTase شد. به طور كلي امكان استفادۀ مكرر و طولاني مدت از سلول ها و در نتيجه عدم نياز به كشت مجدد سلول ها در هر سيكل توليد، از جمله مزيت هاي عمدۀ تثبيت سلول ها مي باشد كه در نهايت منجر به كاهش هزينه هاي عملياتي مي گردد. از بيوكاتاليست هاي تهيه شده به منظور توليد β-CD از نشاسته و بدون نياز به يك مرحلۀ مجزا براي خالص سازي آنزيم CGTase استفاده شد. به اين منظور دانه هاي كيتوسان حاوي سلول هاي Bacillus sp. DSM 2523 به يك راكتور بستر سيال حاوي محلول نشاسته در بافر Tris-HCl (7=pH) انتقال داده شدند. توليد مستقيم سايكلودكسترين از نشاسته توسط سلول هاي تثبيت يافته و در نتيجه كاهش تعداد مراحل فرآيند منجر به كاهش هزينه هاي عملياتي و جلوگيري از اتلاف وقت و هزينه مي گردد.

اختراع مذكور با عنوان \\"فرآيند براي تثبيت كردن آنزيم ليپاز بر روي سطح نانوذرات مغناطيسي عامل‌دار شده با گروه‌هاي آميني\\"، متعلق به زمينه فني نانوزيست‌فناوري مي‌باشد. در حالت اتصال سطحي آنزيم در فرآيند تثبيت، مواد نانوساختار مي توانند سطح موثر بيشتري را براي اتصال پروتئين فراهم نموده و در نتيجه باعث افزايش ميزان بارگذاري آنزيم در واحد جرم ذرات شوند ولي پراكندگي اين نانوذرات در محلول هاي واكنشي و بازيابي آنها براي استفاده مجدد از جمله چالشهاي استفاده از آنها به عنوان حامل در فرآيندهاي تثبيت است. از نانوذرات مغناطيسي با توجه به امكان‌پذيري جداسازي آنها از محيط توسط يك ميدان مغناطيسي خارجي در جهت رفع اين مشكل استفاده شد. اصلاح ساختار سطحي نانوذرات مگنتيت سنتز شده از طريق عاملدار كردن با گروههاي آميني و سپس فعالسازي آنها به انجام رسيد. فرآيند تثبيت آنزيم ليپاز از منبع ميكروبي كانديدا بر روي نانوذرات مغناطيسي به طريق كوولانسي انجام شد. مشخصه يابي نانوذرات و تعيين ويژگيهاي ليپاز تثبيت شده با بررسي طيف‌سنجي مادون ‌قرمز تبديل فوريه، تصويربرداري ميكروسكوپ الكترون عبوري، الگوي پراش پرتو ايكس و آزمون مغناطش‌سنجي نمونه ارتعاشي انجام گرفت. فعاليت سنتزي ليپاز تثبيت‌شده براي واكنش هاي استريفيكاسيون آنزيمي مورد بررسي قرار گرفت.

اختراع مذكور با عنوان “بيوراكتور بستر سيال مغناطيسي براي توليد آنزيمي يك روان كننده زيستي با استفاده از ليپاز تثبيت شده بر نانوذرات مگنتيت”، متعلق به زمينه فني مهندسي شيمي- نانوزيست فناوري مي‌باشد. در تهيه بيوكاتاليزورهاي مورد استفاده در واكنش هاي تبديل زيستي به منظور فراهم آوردن مساحت سطحي زياد براي اتصال مولكول هاي پروتئين، تثبيت آنزيم ها بر روي ذراتي با اندازه كوچك انجام مي گيرد. استفاده از اين بيوكاتاليزورها در راكتورهاي بستر پر شده با مشكلاتي همچون افت فشار بالا همراه است. همچنين تعليق ذرات بيوكاتاليزور با اندازه بسيار پايين مثل نانوذرات در راكتورهاي بستر سيال معمول نيز با مشكلاتي همراه است. به‌منظور ارائه راه حلي براي موارد ذكر شده، ساخت يك راكتور بستر سيال مغناطيسي براي واكنش بيوكاتاليزوري با حضور ليپاز تثبيت شده بر نانوذرات مغناطيسي به انجام رسيد. با توجه به تأثيرپذيري مغناطيسي نانوذرات مگنتيت و بكارگيري از يك ميدان مغناطيسي خارجي در اطراف ستون راكتور، امكان كنترل سياليت بستر فراهم شد به طوريكه رفتار بستر در اين نوع راكتور، متأثر از شدت ميدان مغناطيسي اعمال شده و همچنين سرعت جريان ورودي به راكتور بود. واكنش تبديل روغن كرچك به يك روان كننده زيستي در اين بيوراكتور بستر سيال مغناطيسي به انجام رسيد و تأثير پارامترهاي موثر بر توليد محصول مورد بررسي قرار گرفت.

‏در مرحله نخست گلبرگ تازه زعفران از مزارع مختلف استان خراسان رضوي و شهر نطنز در استان اصفهان جمع آوري شد و به سه روش خشك شد. اين سه رو ش عبارتند از : ‏ا خشك كردن با تابش مستقيم شعله ٢ ‏ خشك كردن با جابجايي اجباري هواي داغ 3 ‏خشك كردن با جابجايي اجباري هواي محيط ‏سپس برخي تركيبات مهم آن سنجيده شد تا مناسب بودن براي كشت بررسي شود. با توجه به بالا بودن مقدار ليگنين در ساختار سلولي گلبرگ احتمال مي رود قارچ هاي مصرف كننده اين تركيب تنزايم هايي را كه در چرخه تجزيه و مصرف ليگنين به آنها نياز دارند را به بيرون از بافت خود تراوش كنند. به همين دليل قارچ سفيدپوس فنركايت كرايسسپريم انتخاب شد تا در ورآوري بستر جامد بر روي گلبرگ كشت شود. اين قارچ با تراوش انزايم ليگنين پراكسيديز تركيبات ليگنينليتيكي را تجزيه مي كند همچنين قارچ ريسه اي اسپر جيلوس نايجر هم از آنجا كه در برخي منابع توانايي تراوش برون سلولي اين انزايم از آن گزارش شده مورد آزمون قرار گرفت . حالات و روش هاي مختلفي براي يافتن بهترين شرايط كشت بررسي شدند و بيشترين ميزان انزايم اندازه گيري شده در كشت برروي گلبرگ سترون شده با نور UV با ف.كرايسسپريم به 1583 واحد در روز چهارم رسيد و براي ا.نايجر اين مقدار در روز يازدهم برابر 39 واحد بين المللي در هر گرم گلبرگ خشك اغازين بود.

در اين اختراع، توليد بيولوبريكانت با استفاده از يك فرآيند آنزيمي از روغن گياهي حاصل شده است. اين واكنش آنزيمي از طريق ترانس‌استريفيكاسيون روغن خام استخراج‌شده از دانه‌هاي كرچك با متانول در حضور بيوكاتاليزور ليپاز تثبيت‌شده به انجام رسيده و محصول اصلي اين واكنش متيل‌ريسينولئات بوده كه داراي خاصيت روان‌كنندگي مطلوبي مي‌باشد. پارامترهاي مؤثر در اين فرآيند آنزيمي شامل زمان واكنش، ميزان درصد آنزيم ليپاز، نسبت مولي سوبستراها و دماي واكنش از طريق يك شبكه‌ عصبي مصنوعي بررسي و ميزان تأثير اين عوامل بر روي توليد محصول مورد ارزيابي و تحليل قرار گرفته است. محصول استري واكنش به عنوان بيولوبريكانت از لحاظ خواص فيزيكوشيميايي نيز بررسي شده است. بيولوبريكانت توليد‌شده، جايگزيني مناسب براي لوبريكانت‌هاي حاصل از فرآورده‌هاي نفتي بوده و همچنين مي‌تواند به عنوان يك ماده افزودني به سوخت‌هاي ديزل جهت افزايش خاصيت روان‌كنندگي آنها نيز استفاده شود.