مهندسی شیمی ایران
سال:1394 | دوره:14 | شماره:79 |تعداد مقالات:9

تولید زیست گازوئیل از روغن های گیاهی می تواند جایگزینی مناسب برای سوخت های فسیلی باشد. میزان روغن موجود در سبوس برنج را می شود به عنوان ماده اولیه برای تولید زیست گازوئیل به کار برد. در پژوهش حاضر، تولید زیست گازوئیل از روغن سبوس برنج با روش تبادل استری یا الکولیز و با بهره گیری از کاتالیست قلیایی و متانول بررسی شده است. متغیرهای تاثیرگذاری که در فرایند مطالعه شده اند، عبارتند از: نسبت مولی الکل به روغن، غلظت کاتالیست قلیایی (KOH)، دمای واکنش و مدت زمان انجام واکنش. با هدف بهینه سازی فرایند. از روش طراحی آماری پاسخ سطح با مدل طراحی مرکب مرکزی (CCD) استفاده شده است،که تعداد 31 آزمایش با چهار پارامتر یادشده در پنج سطح را دربر می گیرد. در شرایط بهینه، نسبت مولی الکل به روغن با مقدار 12:1، غلظت کاتالیست با مقدار %0.75 وزنی روغن، دمای 52.4oC و مدت زمان 45 دقیقه که حداقل طول زمان است، به دست آمده است. تحت این شرایط، بازده زیست گازوئیل تولیدی معادل 90% بدست آمد. برای ارزیابی شرایط بهینه و راستی آزمایی آن، آزمایشی تحت این شرایط انجام شد که بازده آن %85.07 بود.

فرایند انعقاد در تصفیه آب از جایگاه ویژه ای برخوردار است، به طوری که مطالعات زیادی پیرامون نوع ماده منعقد کننده و نیز شرایط عملیاتی بهینه به منظور حذف کدورت انجام شده است. یکی از بهترین روش های راهبری صحیح تصفیه خانه ها و خصوصا فرایند اختلاط و انعقاد، مدیریت تزریق مواد شیمیایی است. در این مطالعه، به بررسی مشکلات تولید آب صنعتی در تصفیه خانه شرکت پتروشیمی فجر پرداخته شده است. به همین منظور، جام آزمون با تغییر نوع و غلظت منعقدکننده و کمک منعقدکننده، دور همزن و pH انجام گرفت و در هر آزمایش، کدورت و سختی کل آب ورودی و خروجی اندازه گیری شد. با توجه به اهمیت تمامی داده های موجود، طراحی آزمایش ها به صورت تمام فاکتوری و در مجموع با 1296 آزمایش صورت پذیرفت.برای کاهش خطای انسانی و رسیدن به نتایج دقیق تر در سامانه پیش تصفیه آب، استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی پیشنهاد شد که با بهره گیری از نتایج حاصل از جام آزمون به آموزش این شبکه پرداخته شد. به علت کمتر بودن تعداد پارامترهای ورودی از خروجی در طراحی شبکه عصبی پیش گفته، استفاده از الگوریتم ژنتیک برای بهینه سازی نتایج پیشنهاد شد. پیش بینی حاصل از این شبکه برای پارامترهای عملیاتی، بیانگر تطابق بسیار بالای نتایج با داده های عملیاتی واحد صنعتی بود. حداکثر خطای نسبی پیش بینی کدورت %0.6 و سختی کل %2.3 است. باید گفت که شبکه عصبی طراحی شده از قابلیت استفاده در سامانه های کنترلی تصفیه خانه ها نیز برخوردار است.

استفاده از خاکستر استخوان بعنوان منبعی غنی از کلسیم فسفات در بدنه چینی مظروف، خصوصیات نهایی بدنه چینی مظروف را تغییر می دهد و باعث افزایش سفیدی، شفافیت و استحکام مکانیکی آن می شود.‍ در کنار خواص یاد شده، این ماده به علت وجود کلسیم کربنات در آن به عنوان فلاکس قوی، محدوده پخت را باریک تر و مشکلات پخت را بیشتر می کند و قیمت تمام شده محصولات را نیز به علت هزینه بالای تهیه خاکستر استخوان، افزایش می دهد. به همین دلایل، بسیاری از تولیدکنندگان مشتاقند بدانند در صورت کاهش مقدار خاکستر استخوان، چه میزان از خصوصیات مورد انتظار از دست خواهند رفت. هدف از این مقاله، بررسی تاثیر تغییر مقدار خاکستر استخوان در بدنه چینی استخوانی در دمای ثابت روی خواص نهایی بدنه چینی استخوانی است. به این منظور، ترکیبات متفاوتی از بدنه با مقادیر 26، 31، 36، 41 و 46 درصد تهیه و خواص فیزیکی و نوری آن اندازه گیری شد. تغیییرات ساختاری آن به کمک روش های پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی بررسی شده اند. نتایج نشان می دهد که با افزایش میزان خاکستر استخوانبلورهای تری کلسیم فسفات و آنورتیت در بدنه افزایش یافته و از شدت قله های کوارتز کاسته می شود. نیز، مشاهده شد که بدنه های چینی استخوانی با مقدار بیشتری خاکستر استخوان و مقدار کمتری کوارتز و فلدسپار ساختار متراکم تر و انقباض پخت، استحکام پخت و ضریب انبساط گرمایی بالاتری دارند و اندیس سفیدی (L*) آنها افزایش و اندیس رنگ (a و b) در آنها به سمت صفر میل می کند.

عوامل مختلف موثر بر مهاجرت نرم ساز در پیشرانه های جامد مرکب مطالعه و تاثیر نفوذ نرم ساز بر خواص مکانیکی پیشرانه بررسی شده است. همچنین، پدیده مهاجرت نرم ساز در حالت پایا و ناپایا مطابق با قوانین نفوذ فیک بررسی شد. چندین روش به منظور جلوگیری از مهاجرت اجزای مایع در پیشرانه های جامد مرکب ارائه شده است. یک برنامه کامپیوتری بر مبنای مدل قانون دوم نفوذ فیک برای مدل سازی و شبیه سازی داده های غلظت به دست آمده از آزمایش ها تدوین شده است. تطابق نتایج شبیه سازی و نتایج حاصل از آزمایش ها اعتبار مدل را تایید کرد.

هدف از انجام این پژوهش تولید همزمان برق و گرما از محصولات سنگین پالایشگاهی است. به منظور دستیابی به این هدف دو سناریو مدلسازی و بررسی می شوند. در سناریوی اول، سیستم ترکیبی گازی سازی و سیکل ترکیبی به عنوان حالت پایه در نظر گرفته می شود و گاز کربن دی اکسید تولید شده در محیط منتشر می شود. در سناریوی دوم، به منظور ارتقای عملکرد سیستم و کاهش انتشار کربن دی اکسید در محیط، پیل سوختی کربنات مذاب به سیستم افزوده می شود. در سناریوی دوم، به ازای کاهش 1.5 درصد از بازده الکتریکی سیستم و 0.97 درصد از بازده تولید همزمان نسبت به سناریوی اول، حدود 70 درصد از میزان انتشار کربن دی اکسید در محیط کاسته خواهد شد. در پایان، برای تعیین تاثیر ضریب مصرف سوخت بر ویژگی های عملکردی سیستم، بر روی این پارامتر تحلیل حساسیت صورت خواهد گرفت.

در قرن حاضر، آلودگی شیمیایی آب ها به مشکلی جهانی تبدیل شده است. آلاینده هایی چون فلزات سنگین از جمله آلاینده های زیست محیطی مهمی اند که در فاضلاب صنایع مختلفی یافت می شوند. از جمله فلزات سنگین که منجر به آلودگی فاضلاب های صنعتی می شود، می توان به کروم (VI) اشاره کرد. همراه با گسترش صنایع و افزایش این نوع فاضلاب ها، روش های متعددی برای حذف این آلاینده ها از محیط های آبی به وجود آمده است. بنابراین، در این مطالعه روش های مختلف حذف کروم (VI) از فاضلاب های صنعتی بررسی شده و در برخی موارد نیز سازوکارهای حذف کروم (VI) و شرایط بهینه برای انجام فرایند مورد نظر شرح داده خواهد شد. همچنین، معایب و مزایای هر کدام از روش ها ذکر می شود تا با توجه به این اطلاعات، خواننده بتواند کاربردی ترین و موثرترین روش جداسازی را در شرایط مشابه انتخاب کند.

نانولوله های کربنی در سال های اخیر به دلیل خواص الکتریکی قوی، هدایت حرارتی و گسیل میدان الکترونی بالا، توجه مراکز علمی و تحقیقاتی و حتی مراکز صنعتی جهان را به خود جلب کرده اند. از سوی دیگر، چقرمگی و استحکام کششی بسیار بالا، مدول یانگ بالا و چگالی بسیار کم نانولوله های کربنی به تولید الیافی مستحکم و سبک وزن بر پایه نانولوله های کربنی توسط محققین انجامیده است. اما، علی رغم خواص یادشده، طول ناکافی و ناپیوستگی الیاف از چالش های پیش روی محققان است که تحقیقات بیشتر به منظور دست یابی به الیافی بدون نقص را بیان می کند. در این مقاله، به بررسی روش های آزمایشگاهی تولید الیاف نانولوله های کربنی خواهیم پرداخت. از روش های عمده تولید الیاف نانولوله های کربنی که در نشریات مختلف انتشار یافته، می توان به ریسیدن محلول و ریسیدن حالت جامد اشاره کرد. روش های دیگری نیز، چون ریسیدن الکترو فورتیک و دی الکترو فورسیس نیز به صورت محدود گزارش شده اند که در ادامه به بررسی آن ها خواهیم پرداخت.

در این تحقیق، برای پیش بینی شار انتقال جرم کربن دی اکسید در محلول پیپرازین از شبکه پرسپترون چند لایه استفاده شده است. پارامترهای موثر بر شار انتقال جرم کربن دی اکسید شامل غلظت کربن دی اکسید در سطح مشترک و در بالک مایع، ضریب بارگذاری، نسبت ضریب نفوذ کربن دی اکسید فاز گاز به مایع، نسبت فشار جزئی کربن دی اکسید به فشار کل، نسبت ضخامت فیلمی فاز گاز به مایع و پارامتر فیلم، به عنوان متغیرهای ورودی و شار انتقال جرم کربن دی اکسید به عنوان متغیر خروجی شبکه انتخاب شدند. برای آموزش، آزمون و ارزیابی شبکه عصبی پرسپترون چند لایه از داده های تجربی ارائه شده در مقالات بهره گرفته شده است. تعداد داده های تجربی به کار رفته، 104 داده و محدوده غلظت پیپرازین 2 تا 8 مولال بوده است. نتایج پیش بینی شبکه پرسپترون نشان داد که متوسط خطا برای شار انتقال جرم کربن دی اکسید 8.61 درصد است. نتایج شبکه های عصبی با نتایج دیگر محققان نیز مقایسه شد و نتایج نشان داد که شبکه عصبی شار انتقال جرم کربن دی اکسید را با دقت و سرعت بیشتری محاسبه می کند.

هر سال پسماندهای زیادی سالانه در سراسر جهان تولید می شود. قسمتی از آن را به عنوان ماده بازیافتی شیمیایی یا منبع انرژی جمع آوری و بازیابی می کنند و بقیه به روش های نادرستی دفع و یا سوزانده می شود. روش نادرست دفع این پسماندها به علت وجود فلزات، دوده و هیدروکربورهای آروماتیک حلقه ای، مشکلات و خطرات زیادی برای محیط زیست پدید می آورد. به منظور جلوگیری از آلودگی ها و ارائه یک سامانه نو در حمل، ذخیره، دفع و تخریب اجزای خطرناک پسماندها، تحقیقات زیادی انجام شده است. مزایا و بازدهی بالای روش میکروموجی، به علت وسعت عملیات و طرز عمل آن، باعث ترویج این فناوری در مدیریت پسماندها شده است. کاربرد این فرایند در پردازش، کنترل، و بازیافت پسماندهای مشکل ساز از جمله پسماندهای الکترونیکی، پلاستیکی، لجنهای صنعتی و شهری و پسماند صنعت اتومبیل است. در این تحقیق روش میکروموجی و پیرولیز به کمک میکروموج به عنوان روشی موثر و جایگزین روش های معمول در امر بازیافت پسماند و تولید محصولات با ارزش، بررسی شده است.