مهندسی شیمی ایران
سال:1390 | دوره:10 | شماره:57 |تعداد مقالات:10

اشتعال جامد، الگوی خاصی از احتراق است که تمام ترکیبات آن اعم از مواد اولیه، نهایی و احتمالا بین مرحله ای حتی در بیشینه دمای احتراق، در فاز جامد حضور دارند. محصولات حالت جامد شامل ترکیبات دیرگداز با ارزش نظیر کاربید، بورید و غیره می باشند. تحقیقات بعمل آمده در این زمینه عمدتا بر توسعه روش نوین تولید ترکیبات دیرگداز و سرامیک های پیشرفته، بنام سنتز خودانتشاریابنده در دمای بالا متمرکز شده است. در حال حاضر با پیشرفت علم و فناوری، سنتز خودانتشاریابنده در دمای بالا در حال فتح قله های علمی دنیا و غلبه بر آن است. در فعالیت های تحقیقاتی به عمل آمده در کشور ژاپن و شوروی سابق، روش فوق الذکر به عنوان شاخه اصلی تحقیقات و توسعه معرفی شده است.در این مقاله، به تاریخچه فرایند سنتز خود انتشار یابنده در دمای بالا و نمونه هایی از کاربردهای آن از قبیل نقش آن در حفاظت از محیط زیست اشاره می شود.

هدف این تحقیق بررسی خواص بویایی روغن های پالم اولئین و آفتابگردان و مخلوط های مختلف آنها با استفاده از یک سیستم مبتنی بر حسگرهای اکسید فلزی (بینی الکترونیکی) می باشد. از سیستم مذکور همچنین برای تشخیص مقدار درصد ترکیب های مختلف از این دو روغن با استفاده از تجزیه و تحلیل خواص بویایی استفاده گردید. سیستم بینی الکترونیکی به کار رفته توانست با موفقیت مقادیر درصد ترکیب اجزای تشکیل دهنده نمونه مجهول را با استفاده از مدل به دست آمده از آزمایش نمونه هایی با درصد ترکیب معلوم تعیین کند. مدل تجزیه ای به کار رفته در این بررسی برای تحلیل داده ها و تشخیص مربوطه، مدل کنترل کیفیت آماری (SQC) می باشد.

در این مقاله برای ایجاد بستری مناسب از آنزیم گلوکوزاکسیداز با مزایای سطح عملیاتی و بازدهی بیشتر، کنترل دقیق تر واکنش آنزیمی، جلوگیری از نابودی و هدررفتن آنزیم ها و همچنین استفاده و انتقال آسان و راحت بستر آنزیمی بعد از انجام چندین مرحله اصلاح سطح و رشد دادن نانولوله های کربنی تک جداره (SWCNT) برروی ورق طلا از آنها به عنوان بستر تثبیت، استفاده شده است. برای اتصال و تثبیت بهتر آنزیم برروی بستر، بستر آماده شده توسط اسید سولفوریک و اسید نیتریک غلیظ و مقدار زیادی آب یونیزه شستشه شده و برای جلوگیری از اثر مخرب فلز طلا برروی آنزیم و جلوگیری از غیر فعال شدن آن، قبل از عملیات تثبیت، سطح به ماده سیستامین آغشته گردیده است. با توجه به اندازه بزرگ آنزیم گلوکوزاکسیداز در مقایسه با سطح بستر، برای ایجاد اتصال از ماده واسطی با یک سر آمیدی و یک سر پیرینی به عنوان واسط و انتقال دهنده استفاده شده و برای پایدار نمودن این اتصال، بستر آماده شده چندین ساعت، در محلول دی متیل فرمامید (DMF) قرارگرفته است. میزان فعالیت آنزیم تثبیت شده در طول موج460 nm توسط دستگاه طیف نورسنج اندازه گیری و برای بررسی پایداری آن در زمان های مختلف، نمودار میزان فعالیت در مقابل زمان رسم شد. بستر تهیه شده که دارای میزان زیادی آنزیم گلوکوزاکسیداز است می تواند به عنوان الکترود در حسگرها به کارگرفته شود.

در این مطالعه آزمایش های ریزش ثقلی اجباری با تغییر گسترده در مشخصه های فیزیکی و عملیاتی از جمله نوع سیال، طول مدل، نفوذپذیری و نرخ تزریق انجام شد. در ادامه، نتایج آزمایش ها به وسیله اعداد بدون بعد متداول در فرایندهای تزریق گاز مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت. نتایج این مطالعات نشان می دهند که میزان بازیافت نفت با عدد بوند رابطه مستقیم و با عدد مویینگی رابطه عکس دارد. به علاوه، نتایج نشان می دهند که ازریابی کلی تولید برای تمام نکات مورد مطالعه، تنها و به کمک یکی از اعداد بدون بعد امکان پذیر نیست. برای رفع این مشکل، عدد بدون بعد ترکیبی جدیدی پیشنهاد شد. در این عدد، توان عدد بوند از عدد مویینگی بیشتر بوده که خود نشان دهنده درجه اهمیت عدد بوند در مقایسه با عدد مویینگی است. در انتها نیز کاربرد عدد بدون بعد پیشنهادی با آزمایش های متعددی مورد ازریابی قرار گرفت.

ترکیبات اولفینی از مهم ترین هیدروکربن های سیرنشده هستند. این ترکیبات در صنایع گوناگون نقش کلیدی ایفا می کنند. از جمله مهم ترین روش های تولید اولفین، کراکینگ هیدروکربن های سیرشده با بخار آب است. بهینه سازی اقتصادی و عملیاتی در واحدهای تولید اولفین، بدلیل پیچیدگی تحلیل کیفی و اقتصادی این فرایندها از اهمیت بالایی برخوردار است. استفاده از نرم افزارهای شبیه ساز امکان انجام این مطالعات را فراهم کرده اند. در این مقاله فرایند تولید اولفین بر پایه دانش فنی شرکت لینده توسط نرم افزار HYSYS شبیه سازی شده و نتایج آن با اطلاعات مندرج در نقشه عملیاتی واحد، مقایسه شده است. ضمنا پارامترهای عملیاتی موثر در فرایند تولید اولفین به روش کراکینگ با بخار آب مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که محاسبات نرم افزاری دارای حداقل خطا بوده اند.

فرایند تبدیل متانول به اولفین به جهت تبدیل گاز طبیعی به محصولات شیمیایی با ارزش دارای اهمیت می باشد. غربال های مولکولی از متداول ترین کاتالیزگرهای مورد استفاده در این فرایند می باشند. در این مقاله، گزینش پذیری سه گروه از غربال های مولکولی شامل کوچک، متوسط و بزرگ حفره نسبت به اولفین های سبک در واکنش تبدیل متانول به اولفین بررسی شده است. غربال های مولکولی کوچک حفره در مقایسه با غربال های مولکولی متوسط و بزرگ حفره دارای گزینش پذیری بالایی نسبت به اولفین های سبک می باشند؛ ولی تشکیل ترکیبات شاخه دار و آروماتیک ها در داخل حفرات آن ها سبب غیر فعال شدن سریع کاتالیزگر می شود. بررسی غربال های مولکولی به عنوان کاتالیزگر جهت تبدیل متانول به اولفین های سبک نشان داده است که غربال های مولکولی کوچک حفره و به ویژه شبه زئولیت های SAPO از نظر گزینش پذیری نسبت به اولفین های سبک و کمترین میزان محصولات جانبی، دارای بهترین عملکرد می باشند. غربال مولکولی (SAPO-34) به جهت قدرت اسیدی و اندازه مناسب حفرات، دارای گزینش پذیری بالایی می باشد.

خصوصیات نانو پودرهای مختلف آلومینیم، مشابه میکروذرات آلومینیمی دارای طرفداران و منتقدان بسیاری جهت استفاده به عنوان سوخت های جامد موشک می باشند. در این بررسی، این خصوصیات و تاثیر آن ها بر مشخصات عملکردی و فرمولبندی احتراقی سوخت های آلومینیمی موشک توسط روش های BET و میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM به منظور تعیین میزان کارایی آن ها به عنوان سوخت جامد مورد بررسی قرار گرفته است. این ذرات که به عنوان مواد تشکیل دهنده سوخت موشک مورد استفاده قرار می گیرند بر پایه پرکلرات آمونیوم (AP) به عنوان اکسید کننده و HTPB به عنوان پوشش می باشند. سه دسته سوخت که شامل ترکیبات مختلفی می باشند به منظور بررسی اثرات جایگزینی نانو ذرات آلومینیم به جای میکرو ذرات آلومینیم، تاثیرات توزیع غیریکنواخت آلومینیم و بررسی اثرات کهنگی سوخت بر روی سرعت اشتعال پایدار، مورد بررسی قرار گرفت. با بررسی این سوخت ها مشخص شد که با کاهش اندازه ذرات آلومینیم (استفاده از ذرات درمقیاس نانو به جای میکروذرات) و نیز استفاده از ذرات نوتر، در مقایسه با ذرات با زمان نگهداری طولانی تر، سرعت اشتعال پایدار افزایش می یابد. با جایگزینی جزئی نانو ذرات (Al-01a) (0.15 میکرومتر) به جای 20% از ذرات (Al-06) (فلس های آلومینیم 50 میکرومتری) سرعت اشتعال 40% افزایش یافت. در حالی که با جایگزینی (Al-03d) (2.5 میکرومتر) با مقدار مشابهی از (Al-06)، سرعت اشتعال فقط 28% افزایش یافته است.

از روش پاشش ناگهانی جت فوق بحرانی در محیط مایع جهت تولید ریز ذرات یک ماده دارویی و افزایش سرعت انحلال پذیری آن استفاده شده است. این روش به دلیل اعتدال شرایط عملیاتی بالاخص برای مواد زیست شناختی، ترکیبات آلی، مواد دارویی و غذایی بیشتر از سایر روش های تولید ریز ذرات مورد استقبال قرار گرفته است. پاشش سیال فوق بحرانی به درون محیط فشرده مایع، می تواند منجر به تولید ذراتی ریز و یکنواخت گردد. هدف اصلی این تحقیق بررسی اثر شرایط محیط دریافت دارنده جت پاششی بر خواص ذرات است. نتایج نشان می دهند که اگر مایع دریافت کننده جت دمای پایین (کمتر از 10oC) قرار داشته باشد، ذرات تولید شده، درشت و نسبتا کریستالی بوده و از سرعت انحلال پذیری چندان بالایی برخوردار نخواهند بود. گذشته از دمای مایع، استفاده از محلول پلیمری به جای آب خالص، می تواند به بهبود کیفیت ذرات کمک کند. ترکیب مدل انتخاب شده در این آزمایش ایبوبروفن است که دارویی ضد درد و التهاب بوده و عموما به صورت خوراکی مصرف می شود. جذب این دارو در بدن به دلیل نامحلول بودن آن، بسیار کم است. کاهش اندازه ذرات این ترکیب جامد، موجب افزایش سطح ویژه و سرعت انحلال پذیری آن می شود. سیال به کار گرفته شده نیز گاز CO2 است که در شرایط کاملا معتدل (فشار72 bar و دمای 31.1oC) به نقطه بحرانی می رسد. به علاوه غیر سمی و ارزان قیمت بوده و بر ماهیت شیمیایی مواد تاثیر نمی گذارد.

مواد نانومتخلخل در دهه اخیر از گسترش چشمگیری برخوردار بوده اند و شیشه سرامیک های نانومتخلخل در این توسعه سهم به سزایی را بر عهده داشته اند. این مواد، طی سالیان اخیر رشد و کاربردهای جالبی در مواد زیستی، تثبیت آنزیم ها، کاتالیزگرهای گازها و دیگر کاربردها یافته اند. در این گزارش ابتدا به معرفی و دسته بندی شیشه سرامیک های متخلخل پرداخته شده است. همچنین سه روش ایجاد تخلخل با ابعاد نانومتری از طریق «ترکیب با مواد آلی و خروج آن در دمای بالا»، «ایجاد فازهای بلورین حل شونده در اسید و اسید شویی» و «لیتوگرافی-اسیدشویی» به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت روش های کنترل اندازه تخلخل ها در شیشه سرامیک ها مورد بحث واقع شده است.