علوم و مهندسی جداسازی
سال:1397 | دوره:10 | شماره:2 |تعداد مقالات:9

در سالیان اخیر، انرژی اتلافی موجود در آب خنک کننده نیروگاه ها برای تولید آب از آب های شور مورد استفاده قرار گرفته است. در این تحقیق، اثر استفاده از آب خنک کننده نیروگاه واقع در ساحل خلیج فارس به عنوان خوراک یک واحد پیشتاز اسمز معکوس بر جداسازی نمک از آب دریا، کیفیت محصول نهایی و بازیابی آب بررسی شد. با افزایش دمای آب خوراک از 20 تا º C 45، اگرچه شار آب تولیدی تا حدود دو برابر افزایش یافت (5/7 تا L/m2h 14) ولی باعث کاهش پس زنی غشاء و جداسازی نمک به وسیله غشاء شد. در نتیجه، ضریب هدایت الکتریکی آب تولیدی تا حدود 700 تا µ S/cm 1200 افزایش یافت. این تغییر به دلیل افزایش تراوش پذیری غشاء نسبت به آب و نمک در دمای بالاتر آب می باشد. افزایش شار آب باعث صرفه جویی در مصرف ویژه انرژی برای تولید آب شد، اما مطلوبیت آب تولیدی برای آشامیدن را کاهش داد، اگرچه همچنان در بازه استانداردهای سازمان بهداشت جهانی قرار گرفت.

در تحقیق حاضر از مخلوط 53-47 درصد وزنی از گازهای فرئون-12 و فرئون-22 استفاده و به صورت تجربی تاثیر فاصله اسکوپ پسماند از دیواره روتور و دبی جریان خوراک بر روی میزان انباشتگی گاز درون روتور و دمای دیواره روتور بررسی شده است. برای این منظور، چهار فاصله اسکوپ پسماند از دیواره (mm 12/6، 5، 4، و 3) و پنج دبی جریان خوراک (g/h 10، 15، 25، ، 35 و 40) انتخاب و 20 آزمایش طراحی شد. نتایج نشان داد که، توزیع طولی دمای دیواره روتور از بالا به پایین کاهشی است و درپوش بالایی گرمتر است. با افزایش دبی جریان خوراک به علت افزایش یکنواخت تجمع گاز و تعداد برخوردها با نقاط مختلف روتور، دمای تک تک نقاط دیواره روتور به صورت یکنواخت افزایش یافت و اختلاف دمای بالا و پایین روتور ثابت ماند. باکاهش فاصله اسکوپ پسماند از دیواره و افزایش نیروی پسا وارد بر گاز بالای روتور، دما ناحیه بالایی روتور افزایش یافته و در نتیجه اختلاف دمای بالا و پایین روتور اندکی افزایش پیدا کرد. اختلاف دمای بالا و پایین روتور تنها تابع مشخصات فیزیکی سانتریفوژ از جمله موقعیت اسکوپ پسماند است. بالاترین دمای متوسط روتور k 316 در فاصله اسکوپ mm 3 و دبی g/h 40 و کمترین دمای متوسط روتور k 305 در فاصله اسکوپ mm12/6 و دبی g/h 10 اندازه­ گیری شد.

رنگبری با استفاده از خاک رنگبر یکی از فرآیندهای اساسی در تصفیه روغن های خوراکی می باشد. خاک رنگبر مستعمل حاصله محتوی 20 تا 40 درصد وزنی روغن می باشد، بنابراین آماده برای اکسیداسیون سریع و اشتعال می باشد. برای جلوگیری از مشکلات زیست محیطی، ضروری است فرآوری مناسبی روی خاک رنگبر مستعمل قبل از دفن آن در زمین صورت گیرد. هدف از این پژوهش بررسی درصد حذف روغن از خاک رنگبر با استفاده از فرآیند استخراج فوق بحرانی می باشد. آزمایش ها بر مبنای طرح مرکب مرکزی با چهار پارامتر طراحی گردید و نتایج با استفاده از روش سطح پاسخ تحلیل و بهینه سازی شدند. طبق نتایج مدل ریاضی پیشنهادی، بهترین شرایط عملیاتی در فشار 200 بار، دمای 44 درجه سانتی گراد، شدت جریان حلال 04/0 میلی لیتر بر ثانیه و زمان 90 دقیقه تعیین گردید. تحت شرایط بهینه به دست آمده، درصد استخراج 26/3 درصد بود که انطباق مناسبی با مقدار پیش بینی شده (49/3 درصد) توسط مدل مربوط داشت.

امروزه به منظور جداسازی آلودگی­ ها از سیالات استفاده از روش­ های غشایی مانند­ اولترافیلتراسیون الیاف توخالی بسیار مورد توجه قرار گرفته­ است. معادلات حاکم بر مسئله نشان دهنده نقش بسزای هندسه کارتریج بر فرآیند جداسازی است. تحقیق حاضر به منظور بررسی تاثیر هندسه کارتریج یک سیستم اولترافیلتراسیون الیاف توخالی بر عملکرد جداسازی، انجام شده­ است. مدل­ سازی عددی فرایند جداسازی به سه دسته تقسیم شده که شامل دایره، مربع و مثلث است. فضای شامل الیاف، به صورت محیط دو متخلخله در نظر گرفته شده­ است. نتایج نشان می­ دهد که در شرایط یکسان استفاده از هندسه مربعی و مثلثی نسبت به دایره، به ترتیب باعث کاهش در فشار انتقال غشایی، ضخامت کیک و در نتیجه مقاومت کیک و غشا می­ شود. همچنین هندسه مثلث تحت تغییر در دبی ورودی و چگالی بسته بندی، عملکرد بهتری نسبت به دو هندسه دیگر از خود نشان داده و زمان رسیدن به ضخامت کیک مشابه، در آن بیشتر است.

در این پژوهش جداسازی آب و هگزان در تراشه های میکروسیالی دوبعدی شیشه ای، که به روش حکاکی لیزر و اتصال حرارتی ساخته شدند، موردبررسی آزمایشگاهی قرار گرفت. تراشه های میکروسیالی شامل یک کانال اصلی و کانال های موئین جانبی بوده که می بایستی آب از کانال های موئین و هگزان از کانال اصلی از تراشه خارج می گردید. نتایج نشان داد که با کاهش عرض و افزایش تعداد کانال های موئین، و افزایش دبی آب، میزان جداسازی افزایش و با افزایش دبی هگزان و افزایش طول کانال های موئین، میزان جداسازی کاهش یافت. همچنین، برای افزایش دبی عملیاتی، تراشه های میکروسیالی سه بعدی، که شامل چهار میکروجداساز موئین موازی بودند، ساخته شد. با افزایش تعداد کانال های موئین از 25 به 35، میزان جداسازی افزایش قابل توجهی یافت ولی با افزایش تعداد به 40 تغییر قابل توجهی در میزان جداسازی مشاهده نشد. با تراشه های سه بعدی، بازده جداسازی 60 درصدی در دبی 1٫ 5 میلی لیتر بر دقیقه حاصل گردید که برای افزایش میزان جداسازی یک راهکار کاهش عرض کانال های موئین می باشد.

در این مقاله یک مدل ریاضی دو بعدی برای جداسازی هم زمان CO2 و H2S در یک تماس دهنده غشایی الیاف توخالی پلی پروپیلن در حضور مونو اتانول آمین ارایه شده است. مدلسازی در دو جهت شعاعی و محوری بر مبنای کاملا خشک برای جریان غیر همسوی گاز و مایع بررسی شده است. برای ارزیابی مدل، نتایج حاصل از مدلسازی با داده های تجربی حذف CO2 در حضور حلال های فیزیکی آب و شیمیایی MEA مقایسه شدند. نتایج نشان داد که درصد دفع CO2 و H2S با افزایش دبی جریان مایع، تعداد الیاف ها، طول غشاء، غلظت حلال افزایش می یابد ولی با افزایش دبی جریان گاز به علت کم شدن زمان تماس کاهش می یابد. همچنین مشخص شد که در غلظت های کم حلال، H2S به طور کامل حذف می شود. نهایتا، نتایج نشان داد که با افزایش خیس شدگی میزان دفع این گازها کاهش می یابد.

جذب و جداسازی دی اکسید کربن و هیدروژن سولفید از بیوگاز بوسیله ساختار آلی فلزی MIL-47 توسط روش مونت کارلو بررسی شد. نتایج حاصل از شبیه سازی با داده های آزمایشگاهی موجود هم خوانی خوب و قابل قبولی دارند. در ابتدا ایزوترم های جذب خالص، ترکیب دوتایی و سه تایی گازهای متان، دی اکسید کربن و هیدروژن سولفید نیز بررسی شد. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهند که کاهش دما و افزایش فشار، افزایش جذب را به همراه دارند و جذب خالص گاز هیدروژن سولفید در ساختار آلی فلزی MIL-47 نسبت به سایر گازها بیشتر است. گزینش پذیری گاز دی اکسید کربن و هیدروژن سولفید نسبت به گاز متان در ساختار MIL-47 به ترتیب 2/0 و 9/2 در دما و فشار محیط است. بنابراین ساختار MIL-47 برای جذب و جداسازی گاز دی اکسید کربن از بیوگاز مناسب نیست ولی قادر است گاز هیدروژن سولفید را بخوبی جدا کند.

سامانه دوفازی-آبی به عنوان روشی برای جداسازی سلول ها، اجزای سلولی، آمینواسیدها، پروتئین ها و آنزیم ها معرفی و مزایای آن برای جداسازی زیستی نیز مشخص شد. در این تحقیق از سامانه پلیاتیلن گلایکول 2000/منیزیم سولفات برای جداسازی آنزیم آلفاآمیلاز استفاده شد. در این مطالعه ابتدا با روش نقطه ابری در دمای 23 درجه سانتی گراد نمودار باینودال سامانه دوفازی-آبی مورد نظر رسم گشت و با رابطه مرچوک برازش شد. سپس توزیع پذیری آنزیم آلفاآمیلاز در خوراک های مختلف در ناحیه دوفازی بررسی و خطوط رابط رسم شد و مقادیر ضرایب توزیع پذیری و بازدهی محاسبه شد. نتایج نشان داد، نمودار باینودال به خوبی با رابطه مرچوک برازش شده است. پس از توزیع پذیری آنزیم در سامانه، مشخص شد که آنزیم بیشتر به فاز بالا تمایل دارد و میانگین ضریب توزیع پذیری 15/1 و میانگین بازدهی استخراج حدود 71% است. همچنین با افزایش مقدار پلیمر(نمک ثابت) و با افزایش مقدار نمک(پلیمر ثابت) ضریب توزیع پذیری افزایش یافت. سامانه دوفازی-آبی پلی اتیلن گلایکول 2000/منیزیم سولفات می تواند به عنوان روشی برای جداسازی آنزیم آلفاآمیلاز به کار گرفته شود. در این صورت می توان با تغییر غلظت اجزا به بازدهی حدود 80% درفاز بالا هم رسید.