مهندسی شیمی ایران
سال:1390 | دوره:10 | شماره:54 |تعداد مقالات:10

هیدروکسی آپاتیت یکی از انواع کلسیم فسفات هاست که به دلیل داشتن ترکیب مشابه با استخوان طبیعی و نیز زیست سازگاری و زیست فعالی، کاربردهای بسیار گسترده ای در زمینه ترمیم استخوان و دندان دارد. یکی از متداولترین داروهای پوکی استخوان بی فسفونات ها هستند که فعالیت استئوکلاست ها را مختل می کنند و در نتیجه مانع خروج کلسیم از استخوان می شوند. ایمپلنت های هیدروکسی آپاتیت به طور گسترده در بدن مورد استفاده قرار می گیرند. هدف از این تحقیق، استفاده از داروی بی فسفونات به عنوان فاز دوم چندسازه کلسیم فسفات است. گرانول های تهیه شده از هیدروکسی آپاتیت در محلول بی فسفونات غوطه ور می شوند و چندسازه حاصل، مورد مطالعه میکروسکپی قرار می گیرد، زیرا نحوه جذب بی فسفونات بر خواص هیدروکسی آپاتیت موثر خواهد بود.در بخشی ازپروژه به تغییر دمای سینتر شدن در حضور بی فسفونات می پردازیم که در این مقاله آورده شده است.

این تحقیق، روش عددی جدیدی برای حل معادله جریان تک فازی در مخازن نفتی ارائه می کند که قادر است رفتار مخزن را به صورت مناسب پیش بینی کند. در این روش از فرمولبندی عنصر محدود گالرکین در فضای لگاریتمی برای محاسبه توزیع فشار استفاده می شود و منجر به تقریب فشار سیال به صورت تابعی لگاریتمی از فاصله تا چاه می گردد. این تقریب با رفتار فشار در مخازن، همخوانی دارد و باعث افزایش دقت محاسبات شبیه سازی می شود. این روش برای حل معادلات تخلخل دوگانه در مخازن شکافدار با برنامه نویسی شیء گرا پیاده سازی و بر چند مدل نمونه آزمون شده است. نتایج حاصله با حل تحلیلی و روش اختلاف محدود مقایسه شده اند. این مقایسه، برتری روش عنصر محدود لگاریتمی را در مقایسه با روش های معمول در محاسبه توزیع فشار مخزن نشان می دهد. از این روش، با ترکیب با سایر روش های عددی (روش حجم کنترل)، می توان برای شبیه سازی چندفازی مخازن استفاده کرد.

در تحقیق حاضر، یک شبکه نانوکامپوزیتی هیبریدی سیلیکونی حاوی ماده رنگزای آلی «دیسپرس قرمز 1» (با ویژگی نوری ناخطی)، ابتدا با استفاده از همبسپارش مونومرهای MPTMS (-3 متاکریلوکسی پروپیل تری متوکسی سیلان) و HEMA (-2 هیدروکسی اتیل متاکریلات) و سپس بهره گیری از روش سل - ژل، سنتز گردید. به منظور به دست آوردن اطلاعات جزئیتری در ارتباط با ساختار نانوکامپوزیتی سیلیکونی سنتز شده در راستای کاربری آن در حوزه نوری ناخطی، از آزمون های شناسایی DMTA (آنالیز مکانیکی - گرمایی دینامیکی) بهره گرفته شد. نتایج به دست آمده بیانگر ظاهرشدن ویژگی های گرمایی و مکانیکی مناسب برای سیستم، طراحی شده بودند. به ویژه آنکه نمونه حاوی ماده رنگزا خواص بهتری را در مقایسه با نمونه بدون ماده رنگزا از خود نشان داد، به طوری که یکپارچگی مکانیکی این نمونه در محدوده دمایی 250-300oC، به میزان بسیار بیشتری حفظ گردید. به علاوه، در ترکیب هیبریدی سنتز شده محدوده نسبتا پهنی از دمای گذار شیشه ای (با میانگین متوسط دمایی 130oC) مشاهده شد که این پدیده به عنوان مزیتی به صورت بروز تغییرات کمتر در میزان پایداری مکانیکی نمونه، در محدوده نوار عرضی پهن تری از دماهای کاربری، به شمار می رود.

با توجه به ماهیت آلایندگی واحدهای بازیافت گوگرد صنایع پالایش نفت و گاز و همچنین محدودیت روز افزون مقررات زیست محیطی، تصفیه بیشتر گازهای انتهایی واحدهای بازیافت گوگرد، ضروری است. در این پژوهش، ابتدا مطالعات کاملی از قبیل شرایط عملیاتی و جریان های خروجی بر روی واحدهای بازیافت گوگرد پالایشگاه نفت صورت گرفت. مطالعات بعدی بر شناسایی فرایندهای تصفیه گازهای انتهایی استوار شد که فرایندهای بستر خشک، زیر نقطه شبنم گوگرد، فرایند بر پایه آمین، فرایند بر پایه کاهش و اکسایش از جمله فرایندهای متداول و مهم تصفیه گازهای انتهایی در صنعت پالایش شناسایی شدند. در ادامه، واحد بازیافت گوگرد یکی از پالایشگاه های کشور انتخاب و گازهای انتهایی خروجی آن از نظر شدت جریان و آنالیز ترکیبات موجود به طور کامل بررسی شد. با توجه به نتایج به دست آمده در این قسمت و نیز مطالعات پایه و الزامات زیست محیطی و فرایندهای تصفیه گازهای انتهایی، روش هیدروژن دار کردن بر پایه آمین به عنوان روش بهینه برای حذف موثر ترکیبات گوگردی گازهای انتهایی از قبیل دی اکسید گوگرد و سولفید هیدروژن واحد بازیافت گوگرد پالایشگاه نفت انتخاب شد.

با توجه به توسعه فناوری به دلیل نیاز به تولید انرژی، مشکلات زیست محیطی، گسترش فاضلاب های فلزات سنگین و بیماری های خطرناک ناشی از این فاضلاب ها روز به روز بیشتر احساس می شود. با گسترش فرایندهای غشایی در تصفیه فاضلاب های مختلف، بحث امکان استفاده از فرایندهای غشایی و یا ترکیب فرایندهای غشایی با دیگر فرایندهای تصفیه فاضلاب، جهت تصفیه فاضلاب های حاوی فلزات سنگین مطرح شده است. در این مقاله تحقیقات صورت گرفته در زمینه تصفیه فاضلاب های حاوی فلزات سنگین توسط فرایندهای غشایی و ترکیب فرایندهای غشایی با دیگر فرایندهای تصفیه این فاضلاب ها ارائه شده است. نتایج تحقیقات صورت گرفته در این زمینه نشان می دهد که فرایندهای غشایی به خوبی می توانند در فرایندهای ترکیبی تصفیه فاضلاب های فلزات سنگین به کار روند. فرایندهای غشایی باعث کاهش شدید غلظت فلزات در فاضلاب و افزایش کیفیت آب تولید شده در فرایند تصفیه می شوند. کیفیت فاضلاب های تصفیه شده با فرایندهای غشایی و ترکیبی غشایی جهت تخلیه به محیط زیست به خوبی با استانداردهای زیست محیطی مطابقت می کند.

در سال های اخیر نانو چندسازه های بسپاری TiO2، به دلیل خواص جالبی نظیر بهبود قابل ملاحظه خواص مکانیکی نسبت به ماتریکس خالص بسپار، فعالیت نورکاتالیزگری نانو ذرات پر کننده، خواص نوری نانو چندسازه و کاربردهای الکترونیک مورد توجه قرار گرفته اند. خواص مکانیکی نانو چندسازه های بسپاری TiO2، با اصلاح سطحی نانو ذرات TiO2 و پراکندگی بهتر نانو ذرات در ماتریکس بسپار بهبود بیشتری می یابد. فعالیت نورکاتالیزگری نانو چندسازه های بسپاری TiO2، برگشت پذیر است و با افزایش pH محیط، تشدید می شود. به علت سطح گسترده نانو ذرات TiO2، برهمکنش بین این نانو ذرات و ماتریکس بسپار، قوی تر از برهمکنش بین زنجیرهای بسپاری است. این برهمکنش قوی باعث کاهش تحرک زنجیرهای بسپاری در اطراف نانو ذرات TiO2 شده و به طور موثری بر ریخت شناسی بسپار اثر می گذارد. هر چه مقدار و اندازه نانو ذرات TiO2، در ماتریکس بسپار کمتر باشد، نانو چندسازه حاصل، خواص نوری بهتری نشان می دهد. به علت ثابت دی الکتریک بالای نانو ذرات TiO2، نانو چندسازه های بسپاری TiO2، در مقایسه با ماتریکس خالص بسپار، ثابت دی الکتریک بالاتری دارند.

در این تحقیق، نظر به اهمیت اندازه گیری جریان،فشار، افت فشار و جبران آن در صنایع نفت و گاز و چگونگی تبدیل محاسبات نظری به واقعی با تعیین ضریب تخلیه، با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)، ضریب تخلیه جریان سنج روزنه ای در جریان متلاطم در بازه b بین 0.3 تا 0.7 محاسبه شده است. در این تحقیق، مدل به صورت تقارن محوری در نظر گرفته شده و از مدل(k-e) برای جریان متلاطم استفاده شده است. مقایسه نتایج حاصل از این تحقیق با داده های آزمایشگاهی موجود در بازه عدد رینولدز 10000 تا 200000 معرف ایجاد خطایی بین حداقل 0.25 و حداکثر 4.36 درصد می باشد. لذا با توجه به هزینه کم محاسبات و قابل اطمینان بودن و دقت این روش، می توان از آن برای محاسبه ضریب تخلیه جریان سنج روزنه ای هم مرکز استفاده کرد.

از جمله مشکلات اصلی سیستم های فرایند لجن فعال، لجن مازاد تولیدی تصفیه خانه فاضلاب است که عملیات تثبیت و دفع آن بیشترین توجه را به خود معطوف می کند. در این تحقیق، انواع روش هایی که می توان برای کاهش لجن در سیستم های هوازی، بخصوص در سیستم لجن فعال به کار برد، بیان شده که عبارتند از: 1- زوال و رشد ثانویه آن که شامل تصفیه قلیایی، ازون زدن، کلر زدن و افزایش اکسیژن محلول است. 2- سوخت و ساز نگهداشت، 3- سوخت و ساز آنکوپلینگ، 4- شکارگری باکتری ها. همچنین در این تحقیق برای هر کدام از موارد ذکر شده مثال هایی از کارهای انجام شده آورده شده است. در بعضی روش ها که عموما شیمیایی هستند (مانند ازون زدن و افزودن آنکوپلر) مقدار لجن مازاد تا حد صفر کاهش می یابد. از این رو، بهترین راهکار برای حذف لجن مازاد، روش های شیمیایی تشخیص داده شده است اگرچه همواره مسائل اقتصادی نیز باید مورد توجه قرار بگیرد.

در این تحقیق، امکان پذیری تولید سوخت زیست دیزل از طریق آغشته کردن روغن جلبک دونالیلا سالینا با متانول با استفاده از سلول های ریزپوز اریزائی PTCC5174 که درون حفرات پلی اورتان تثبیت شده اند، به عنوان زیست کاتالیزگر (دارنده آنزیم لیپاز) مورد بررسی قرار گرفته است. فرایند آغشته کردن به متانول به صورت افزودن مرحله ای متانول در بازه های زمانی 24 ساعت، به منظور جلوگیری از کاهش فعالیت آنزیم، در حضور محلول بافر 0.1 مولار فسفات انجام گرفت. مدت کل فرایند 72 ساعت به طول انجامید. بعد از خالص سازی فرایند به کمک سانتریفیوژ، میزان تبدیل متیل استر در محصول واکنش ترانس استریفیکاسیون به 59% رسید. برای افزایش درصد تبدیل، افزودن متانول بیشتر و حلال (استون و نرمال هگزان) به محیط واکنش مورد بررسی قرار گرفت که به ترتیب، تبدیل اسیدهای چرب آزاد به متیل استر (زیست دیزل) 72 و 90 درصد به دست آمد. استفاده از متانول اضافی سبب مهارکنندگی فعالیت آنزیم شد، در نتیجه نسبت مولی 2:1 روغن به متانول نیز بررسی شد که در این حالت میزان تبدیل 67 درصد به دست آمد. با توجه به نتایج به دست آمده، این روش برخلاف سایر روش ها احتیاج به فرایند پیچیده ای برای خالص سازی محصول ندارد، دارای بازدهی منطقی است و می تواند در مقیاس های بزرگ مورد بررسی قرار گیرد.