علوم و مهندسی جداسازی
سال:1389 | دوره:2 | شماره:1 |تعداد مقالات:10

در این مقاله به بررسی شبیه سازی عددی فرآیند جداسازی مایعات در تماس دهنده های غشایی الیاف توخالی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی پرداخته شده است. شبیه سازی های انجام شده بر مبنای حل معادلات بقا برای جزء منتقل شونده در تماس دهنده غشایی می باشد. شبیه سازی برای فرآیند جداسازی کافیین از آب توسط دی اکسیدکربن زیر بحرانی در یک مدول غشایی 3 الیافی انجام گرفت. نتایج شبیه سازی با داده های آزمایشگاهی بدست آمده از مراجع مقایسه شدند تا دقت شبیه سازی بررسی شود. مقادیر محاسبه شده برای درصد جداسازی کافیین، مقدار انحراف متوسط 13 درصد را با مقادیر آزمایشگاهی نشان داد. اثرات خواص فیزیکی غشا بر روی میزان جداسازی مورد بررسی قرار گرفت تا شرایط مناسب برای جداسازی تعیین گردد. نتایج شبیه سازی نشان داد که پارامترهای فیزیکی غشا مانند نسبت تخلخل به پیچش و قطر داخلی الیاف، اثرات قابل توجهی را بر روی درصد جداسازی کافیین دارند.

در این تحقیق جداسازی ترکیب قطبی- غیرقطبی متانول و MTBE در جداسازی متانول از  MTBEدر فرایند تولید MTBE توسط جاذب غیر قطبی گرافیت ورقه ورقه بررسی شده است. در آزمایش های جداسازی متانول از MTBE، چهار عامل اصلی شناسایی گردید که دو عامل مربوط به مرحله ساخت جاذب (شامل نسبت اسیدها و دمای بالا عملیات حرارتی) و دو عامل دیگر مربوط به مرحله جذب (شامل نسبت MTBE به متانول در محلول و نسبت جاذب به محلول) بود. برای کاهش تعداد آزمایش ها و بررسی سهم هر یک از این عوامل از روش طراحی آزمایش تاگوچی استفاده شد. با استفاده از کاربرد آرایه متعامد L16 شرایط بهینه برای حذف MTBE از متانول پیش بینی گردید. بر اساس نتایج حاصله این جاذب قادر به جداسازی انتخابی  MTBEاز متانول است و در شرایط بهینه 80 درصد از  MTBE موجود در محلول، جداسازی می شود.

هدف از این تحقیق، بررسی بیولیچینگ کنسانتره کالکوپیریتی مس سرچشمه با استفاده از کشت مخلوط باکتریهای ترموفیل معتدل اکسید کننده آهن و سولفور است. آزمایشات با استفاده از یک طرح آزمایشی فاکتوریل کامل با لحاظ نمودن تاثیر پارامترهای دما،pH  اولیه محیط، نوع محیط کشت  و یون نقره بر بازیابی های مس و آهن و همچنین تعداد باکتریها طراحی شدند. در این راستا از دو انکوباتور شیکردار در دور همزدن 150 rpm استفاده و آزمایشات با دانسیته پالپ 10 درصد (وزنی به حجمی) برای مدت 30 روز انجام شدند. با استفاده از روش آنالیز واریانس با نرم افزار Design Expert، مدلهایی بین پارامترهای مورد بررسی و متغیرهای پاسخ توصیف گردید و برای پیش بینی شرایط بهینه به کار گرفته شد. نتایج نشان داد که بیشترین میزان بازیابی مس تحت شرایط بهینه (دمای 50°C،pH  اولیه 1.8، محیط کشت Norris و حضور کاتالیزور نقره به میزان 30 mg/L حاصل می شود.

یک مدل ریاضی دو بعدی با دو رویکرد برای تراوش گاز از یک غشای پلیمری صفحه ای تخت جداساز گاز ارایه شده است. در این مدل انتقال در جهت محوری و شعاعی درون غشا مدنظر قرار گرفته است. نتایج مدل برای انتقال گاز دی اکسیدکربن، با داده های آزمایشگاهی غشای آلیاژی تهیه شده از آلیاژکاری کوپلیمر اکریلونیتریل بوتادین استایرن و پلیمر پلی وینیل استات مقایسه شده است. تراوایی گاز در ترکیب درصدهای مختلف پلیمر و اثر فشار بر تراوایی بررسی شد. پیش بینی های مدل از همخوانی خوبی با داده های آزمایشگاهی برخوردار بودند.

همپوشانی دمایی یکی از مواردی است که در جداسازی مواد نفتی همواره مورد توجه می باشد. در این پژوهش به منظور رفع مشکل همپوشانی دمایی منحنی تقطیر محصولات واحدهایی که خوراک آنها مایعات نفتی است و برای جداسازی آنها از برج تقطیر استفاده می شود مکانیسمی ارایه شده است. در این مکانیسم ابتدا واحد مورد مطالعه شبیه سازی و سپس با تعریف یک تابع هدف، بهینه سازی شده و شرایط عملیاتی بهینه بدون مشکل همپوشانی دمایی منحنی تقطیر تعیین می شود. مراحل تعیین تابع بهینه سازی در این مقاله تشریح و شمای کلی این تابع ارایه گردیده است. عملیات بهینه سازی با مکانیسم ارایه شده بر روی یک واحد پالایشگاهی که با این مشکل مواجه می باشد، اجرا شده است و نتایج نشانگر کاهش چشمگیر همپوشانی دمایی بین محصولات جداسازی شده توسط برج تقطیر این واحد و قرار گرفتن آنها در محدوده های مطلوب تعیین شده است. به علاوه با توجه به محاسبات اقتصادی صورت گرفته با اعمال شرایط عملیاتی بهینه رقم قابل توجه 2958486 دلار در سال به سود دهی این واحد افزوده می شود.

در این تحقیق روش های مختلفی جهت فرآوری سرباره کوره های آلومینیوم سازی مورد استفاده قرار گرفته است و با توجه به نتایج، مناسب ترین روش جهت تبدیل سرباره به محصولی مناسب برای کاربرد در صنایع دیرگداز ارایه شده است. نتایج نشان می دهد که مناسب ترین روش جهت فرآوری شامل مراحل: آسیاب، سنگجوری و الک کردن، اسید شویی و کلسیناسیون در دمای بالاتر از 1250 C° می باشد. روش فرآوری مناسب باعث حذف و یا کاهش قابل ملاحظه فازهایی با نقطه ذوب پایین همانند آلومینیوم از ترکیب سرباره می شود و آن را به ماده ای دیرگداز با قابلیت کارکرد تا دمای 1250 C° تبدیل می کند. موثر بودن این روش توسط آنالیزهای فازی اثبات گردید. در روش فرآوری بکار رفته، علاوه بر حفاظت از محیط زیست سرباره آلومینیوم به یک ماده دیرگداز برای ساخت دیرگدازهای ریختنی عایق تبدیل می شود. همچنین اکسید آلومینیوم نیز بعنوان یک محصول فرعی در روش بکار رفته تهیه می شود.

در این تحقیق جذب متیلن بلو از محلول آبی بر روی نانولوله های کربنی مورد مطالعه قرار گرفته است. داده های آزمایشگاهی در سه دمای 290، 300 و K 310 با مدلهای تعادلی و در دمای K 300 با مدل های سینتیکی مطابقت داده شد و مشاهده گردید که داده های تعادلی  جذب منطبق بر ایزوترم لانگمویر بوده و سینتیک جذب با معادله سینتیکی شبه درجه دوم مک کی و هو سازگار است. پارامترهای دیگری نظیر زمان تماس، pH محلول، غلظت اولیه متیلن بلو و مقدار جاذب به عنوان فاکتورهای موثر بر جذب بررسی شدند. نود دسته از داده های آزمایشگاهی برای توسعه یک شبکه  عصبی بکار گرفته شد. ورودی های شبکه شامل پارامترهای غلظت اولیه محلول، میزان جاذب، pH اولیه محلول، زمان تماس و دما بودند و خروجی شبکه غلظت نهایی متیلن بلو در فاز محلول بوده است. شبکه با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه شده و نتایج آن با داده های آزمایشگاهی مقایسه شد که مطابقت بسیار خوبی مشاهده گردید.

در این مقاله روشی مناسب، دقیق و سریع برای جداسازی اتوماتیک رزین های پلاستیکی از جریان زباله های پلاستیکی ارایه می شود. در سیستم جداسازی، نمونه های پلاستیکی بر روی نوارنقاله جداسازی تغذیه می شوند و هنگام عبور نمونه ها از نزدیکی انتهای نوارنقاله، طیف بازتابشی مادون قرمز نزدیک (NIR) آن ها توسط یک دستگاه طیف سنج سریع گرفته می شود. واحد کنترل، از نمودار طیف، مشتق مرتبه دوم می گیرد و با انجام یک سری آنالیزها بر روی آن، جنس نمونه را تشخیص می دهد. سرانجام رزین هدف با جریان هوای فشرده به مکان مناسب پرتاب می شود. بر این اساس، امکان جداسازی رزین های PET، HDPE، PVC،PP  و PS به صورت اتوماتیک با  نرم افزار LabVIEW فراهم می گردد. دقت این روش بر روی رزین های مختلف نشان داده شده، و تاثیر پارامترهای مختلفی نظیر آلودگی سطحی، ضخامت نمونه، وجود برچسب و درپوش بر روی دقت سیستم شناسایی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج آزمایشات، دقت بالای این روش جدید را تایید کرده اند.

در تهیه بیوکمپوزیت ها از الیاف لیگنوسلولزی و ترموپلاستیک ها الیاف را تحت تیمار شیمیایی قرار داده تا خصوصیات آنها بهبود یابد. در این تحقیق الیاف خرما جهت کاهش لیگنین تحت چهار تیمار شیمیایی قرار گرفته و سپس درصد لیگنین خاکستر، ضریب اصطکاک، قطر و استحکام کششی الیاف خام و تیمار شده مورد اندازگیری و مقایسه قرار گرفت. از مدل وایبول برای بررسی توزیع استحکام کششی الیاف خرما و مقایسه آن با الیاف مصنوعی استفاده گردید. نتایج نشان دادند که تیمارهای شیمیایی باعث کاهش لیگنین الیاف بین 20 تا 50 درصد، کاهش خاکستر بین 37 تا 75 درصد و کاهش قطر بین 37 تا 62 درصد گردید. همچنین استحکام کششی الیاف در تیمار های مختلف از 15 تا 60 درصد افزایش داشته است. نتایج توزیع وایبول نشان دادند که توزیع استحکام کششی الیاف خالص سازی شده نسبت به الیاف اولیه  همگن تر و یکنواخت تر بود.