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.

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 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.

اختراع مذكور با عنوان فرآيند تخريب زيستي تركيبات آروماتيك در بيوراكتور هواراند بستر آكنده با لوله مشبك مركزي، متعلق به زمينه فني مهندسي شيمي-بيوتكنولوژي محيط زيست مي‌باشد. بيوراكتورهاي همزده به سبب تنش حاصل از نيروهاي برشي همزن موجب آسيب فيزيكي بر روي ميكروارگانيسم¬ها شده كه از كارايي اين محفظه¬ها در تجزيه زيستي آلاينده¬ها مي¬كاهد. در اين اختراع، طراحي و ساخت بيوراكتور هواراند با قرار‌ دادن يك لوله مشبك مركزي در داخل راكتور به انجام رسيده به طوري كه ماده متخلخل به عنوان پايه تثبيت ميكروارگانيسم در فضاي بين لوله مشبك و جدار راكتور قرار مي‌گيرد. هوادهي به سيستم از داخل لوله مشبك سبب توزيع سيال با جريان متقاطع (جريان عمودي و افقي) مي¬شود كه انتقال جرم مناسب اكسيژن از جريان گازي به فاز مايع را به همراه دارد. اين بيوراكتور در جهت تخريب زيستي نفتالن به عنوان يك ماده آلاينده هيدروكربني آروماتيك توسط ميكروارگانيسم رالستونيا يوتروفا تثبيت¬يافته بر سنگ آذرين مورد استفاده قرار‌ گرفته است.

اختراع مذكور با عنوان بيوراكتور بستر سيال چند‌‌مرحله‌اي با صفحات توزيع‌كننده مايع در درون ستون براي استريفيكاسيون آنزيمي روغن‌هاي گياهي، متعلق به زمينه فني مهندسي شيمي- زيست‌فناوري مي‌باشد. راكتورهاي متداول مخزني همزن‌دار داراي تنش برشي بالايي بوده كه داراي تأثير نامناسبي بر عملكرد يك آنزيم تثبيت‌شده مي‌باشند. در راكتورهاي بستر ثابت نيز با توجه به سايز پايين ذرات آنزيم تثبيت‌شده، افت فشار بالا و همچنين بهم‌فشردگي بيش از حد در ستون وجود خواهد داشت. بيوراكتور بستر سيال براي رفع مشكلات ذكر شده در اين راكتورها مطرح شده كه با توجه به معلق ‌بودن ذرات بيوكاتاليزور در طول بستر، افزايش سطح انتقال جرم ميان مواد واكنشگر و آنزيم را به همراه دارد. در اين اختراع، طراحي و ساخت بيوراكتور بستر سيال با قرار‌دادن صفحات توزيع‌كننده‌ جريان در فواصل يكساني از يكديگر در طول ستون به انجام رسيده است كه مقدار مشخصي از آنزيم تثبيت‌شده مابين آنها قرار مي‌گيرد. اين بيوراكتور در جهت توليد متيل استر اسيد‌هاي چرب از روغن كرچك و در حضور آنزيم ليپاز تجاري به عنوان بيوكاتاليزور واكنش مورد استفاده قرار‌ گرفته است.