شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال:1392 | دوره:32 | شماره:3 (69) |تعداد مقالات:11

شیوع کم خونی در گروه های سنی گوناگون در کشور، لزوم اجرای طرح غنی سازی مواد غذایی با آهن و فولیک اسید را نشان می دهد. نان، به عنوان اصلی ترین ماده غذایی ایرانی، ابزار مناسبی برای نیل به اهداف غنی سازی است. در این پژوهش اندازه گیری فولیک اسید نان غنی شده با سامانه کروماتوگرافی مایع مورد بررسی قرار گرفت. پیاده سازی روش تجزیه، آماده سازی نمونه و تعیین غلظت فولیک اسید نان در بازه غلظت mg/kg انجام شد. شرایط جداسازی در دستگاه HPLC برای شناسایی و اندازه گیری فولیک اسید با تغییر نسبت های حجمی حلال آلی و بافر (برای اصلاح سرعت عبور از ستون و تعیین زمان بازداری مناسب) بهینه سازی شد. پیش تغلیظ فولیک اسید با روش های استخراج فاز جامد، استخراج با نانوذره های مغناطیسی و میکرواستخراج با فیبرهای توخالی به صورت دو و سه فازی انجام شد و بر اساس نتیجه ها، روش فیبر توخالی دو فازی به عنوان بهترین روش انتخاب شد. در میان حلال های -n اکتانول، -n هگزانول، دودکان، ایزوبوتیل متیل کتون و بنزیل الکل در فیبرهای توخالی دو فازی دارای aliquat 336 %10 w/v، اکتانول بیشترین بازده استخراج را داشت و در PH=8 بیشترین بازده به دست آمد. بر اساس نسبت شیب منحنی کالیبراسیون با و بدون تغلیظ، 69 درصد استخراج با عامل پیش تغلیظ %3.5 حاصل شد. نمونه ها (پس از تجزیه بافت، استخراج، جداسازی و تغلیظ) برای تعیین میزان فولیک اسید به دستگاه HPLC تزریق شد. متوسط زمان لازم برای تزریق فاز تغلیظ شده و خروج از ستون یک ساعت بود. مقدار فولیک اسید موجود در نمونه های آرد غنی شده در بازه غلظت بین 0.3-1 mg/kg با میانگین 5.9 mg/kg نان به دست آمد. این مقدار کمتر از حد انتظار (غنی سازی اولیه آرد با غلظت 1.5 mg/kg فولیک اسید) بود که می تواند به علت دمای بالا در زمان پخت باشد. صحت داده ها با افزودن استاندارد داخلی بررسی شد و خطای کمتر از %10 برای بازیابی نمونه به دست آمد.

کربوکسی متیل سلولز، پلی ساکاریدی است که توانایی تشکیل فیلم های شفاف و به نسبت مقاوم را داراست.نانو رس (مونت موریلونیت) و نانوویسکر سلولز دو نوع نانوپرکننده به ترتیب با اشکال هندسی ورقه ای و میله ای می باشند که اولی ماده ای تجدید ناپذیر و زیست تخریب ناپذیر و دومی تجدید پذیر و زیست تخریب پذیر است. در حال حاضر، نانو بلور سلولز به صورت صنعتی تولید نمی شود و در این پژوهش این ماده از لینتر پنبه تولید شد و نتیجه های آزمون میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و میکروسکوپی عبوری (TEM) نشان داد که سوسپانسیون نانوویسکر سلولز تولید شده، دارای ذره های میله ای شکل با طول میانگین 240 nm و قطر میانگین 13 nm است. در این پژوهش، فیلم های نانو چند سازه ای کربوکسی متیل سلولز (CMC)- پلی وینیل الکل(PVA) ، دارای مقدارهای 3 تا 10% نانوپرکننده، با استفاده از روش قالب ریزی تولید شده و خواص فیزیکی فیلم های تولید شده مورد مقایسه قرار گرفتند. نانو چندسازه های زیستی دارای 10% نانوویسکر سلولز، %28.21 کاهش در نفوذ پذیری نسبت به بخار آب (WVP) در فیلم شاهد (بدون نانو پرکننده) را نشان دادند. نمونه های دارای %7 نانو ویسکر سلولز کمترین آب دوستی سطحی (با زاویه تماس اولیه برابر با 59.3 درجه) نشان دادند. از سوی دیگر نانو چندسازه های دارای 10% مونت موریلونیت، %29.06 کاهش در نفوذ پذیری نسبت به بخار آب (WVP) را نسبت به فیلم شاهد نشان دادند. کمترین ویژگی آب دوستی سطحی در فیلم های دارای 10% مونت موریلونیت با زاویه تماس اولیه برابر با 65.1 درجه دیده شد. اختلاف معنی دار در WVP و آب دوستی سطحی بین دو نوع فیلم نانو چندسازه فقط به ترتیب در مقدار 3 و 10% نانوذره در سطح احتمال (P<0.05) توسط آزمون دانکن دیده شد. نتیجه های کالریمتری روبشی دیفرانسیلی (DSC) نیز افزایش دمای انتقال شیشه ای (Tg) هر دو نوع فیلم نانو چندسازه را در مقایسه با فیلم بدون پرکننده نشان داد و در مقدارهای بیشتر نانوذره تغییر انتقال شیشه ای قابل دیدن نبود و هر دو نوع نانوذره موجب کاهش دمای ذوب فیلم ها شدند.

در این پژوهش، رفتار جذب آب آمیخته های زیست تخریب پذیر پلی اتیلن سبک - نشاسته گرمانرم بررسی شده است. نشاسته گرمانرم از اختلاط نشاسته خالص با 35% وزنی گلیسیرول با استفاده از مخلوط کن داخلی در دمای 140oC، دور 60 rpm و به مدت 8 دقیقه به صورت مذاب به دست آمد. آمیخته های پلی اتیلن سبک - نشاسته گرمانرم دارای درصدهای گوناگون نشاسته (10 تا 40% وزنی) با (3% وزنی ) و بدون PE-g-MA، با استفاده از اکسترودر تک مارپیچه تهیه شدند. آزمون جذب آب در دمای محیط و با استفاده از روش استاندارد مربوطه انجام گرفت. نتیجه ها نشان داد که با افزایش مقدار نشاسته گرمانرم و نیز افزایش زمان غوطه ور کردن نمونه ها، جذب آب آنها افزایش می یابد تا اینکه به مقدار ثابتی می رسد. پس از گذشت 21 روز از غوطه ور کردن نمونه ها، افزایش در جذب آب به میزان %10.5 برای نمونه دارای 40% نشاسته و بدون سازگارکننده، و %16.3 برای نمونه سازگار شده دارای 40% نشاسته به دست آمد. نتیجه ها همچنین نشان داد که ویژگی های کششی از قبیل استحکام کششی نهایی و مدول یانگ پس از غوطه ور کردن نمونه ها کاهش پیدا می کند.

لوله گرمایی و ترموسیفون دوفازی بسته فناوری های جدید در انتقال گرما هستند، شامل لوله ای بسته تحت خلا هستندکه با مقدار معینی از سیال یا نانوسیال پر شده اند. نانوسیال های سوسپانسیون، ذره های جامد در یک سیال پایه هستند که محیط جدیدی برای انتقال گرما در تجهیزات گرمایی به شمار می آیند. این پژوهش تاثیر نانوسیال مس اکسید - استون را بر عملکرد گرمایی یک ترموسیفون دوفازی بسته بررسی می کند. نتیجه های آزمایشگاهی نشان می دهد در بیشتر غلظت ها کاهش بازده نسبت به سیال پایه خالص وجود دارد به جزدر غلظت 1% که افزایش کمی در بازده ترموسیفون دیده می شود. همچنین مقاومت گرمایی در دو غلظت 0.5 و %1 نسبت به سیال پایه کاهش می یابد. در غلظت 1% تاثیر درصد پرشدن برای دو نسبت 60% و 35% نیز بررسی شد.

به طور معمول یکی از مرحله های پرهزینه در صنایع شیمیایی و پتروشیمی، جداسازی است. فرایند جذب سطحی با تناوب فشار در جداسازی و خالص سازی گازها کاربرد وسیعی دارد. به منظور توسعه این فرایند یک طرح نیمه صنعتی تناوب فشار - خلاء شامل 4 بستر جذب به طول یک متر و به قطر خارجی 3.5 سانتی متر، مجهز به پمپ خلا، سامانه های کنترل و تجزیه، در دانشگاه تربیت مدرس راه اندازی شده است. به منظور آزمایش این طرح نیمه صنعتی، جداسازی مخلوط گازی نیتروژن و کربن دی اکسید، به عنوان گاز احتراق، با استفاده از جاذب زئولیت 13X مورد بررسی قرار گرفت. در این فرایند بسترها 8 مرحله شامل افزایش فشار با خوراک، جذب در فشار بالا، متعادل سازی فشار برای کاهش فشار، تخلیه، متعادل سازی فشار برای افزایش فشار، پاکسازی در فشار متوسط، تخلیه در خلاء و پیش بارگیری را طی می کنند. مطالعه ها در بازه فشار 2.7 تا 4.7 بار و زمان سیکل های گوناگون 400 تا 640 ثانیه ای و شدت جریان های فراورده گوناگون (1 تا 3 لیتر در دقیقه) انجام گرفت. تاثیر پارامترهای فشار، زمان سیکل و شدت جریان فراورده بر روی خلوص و بازیابی مطالعه شد. طی آزمایش های انجام شده، بیشترین درصد خلوص به دست آمده مربوط به فشار 3.7 بار در زمان سیکل 560 ثانیه است که خلوص %97.6 برای فراورده (کربن دی اکسید) را به همراه داشته است.

در این پژوهش، قابلیت سامانه های دو فازی آبی پلیمر پلی اتیلن گلیکول- نمک برای استخراج فلز به عنوان جایگزین سامانه های مرسوم استخراج با حلال (SX) مطالعه شد. به این منظور، محلول سنتزی دارای روی تهیه شده و آنیون های کلرید به عنوان استخراج کننده غیر آلی به کار رفت. اثر پارامترهای گوناگون آزمایشگاهی، مانند غلظت کلرید، پلی اتیلن گلیکول و سدیم سولفات، مقدار وزنی اولیه یون های روی و pH فاز سنگین بر بازده استخراج مطالعه شد. سرانجام استخراج کننده های کلرید موجود در سامانه های دو فازی آبی متشکل از پلیمر پلی اتیلن گلیکول و نمک سدیم سولفات، در شرایط بهینه pH برابر 1.5، غلظت یون کلرید برابر 1مول بر لیتر، محلول دارای 50% وزنی پلیمر 1500PEG، محلول دارای 15% وزنی سدیم سولفات و مقدار وزنی اولیه یون های روی افزوده شده به سامانه برابر 3.4 میلی گرم، 80 درصد یون های روی را از محلول های سنتزی آن استخراج نمودند.

در این پژوهش، حذف فنل با استفاده از فرایند غشای مایع امولسیونی پایدار شده با پلیمر، از محلول های آبی مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور، غشای مایع امولسیونی در ابتدا با افزودن یک پلیمر به فاز غشایی، پایدار شده و سپس در فاز خارجی دارای فنل پراکنده شد. افزون بر پایداری غشای مایع امولسیونی، پارامترهای گوناگون دیگری مانند دما، شدت همزن، غلظت فاز داخلی، نسبت فازها، PH فاز خارجی که بر پایداری گویچه های امولسیونی تاثیرگذار هستند نیز مورد مطالعه قرار گرفت. پایدارترین امولسیون با افزودن 3% از پلیمر PIB در دمای 30oC با دور همزن 210 rpm به دست آمد. به این ترتیب، پایداری امولسیون از 10 دقیقه به بیش از 35 دقیقه افزایش یافت که برای این فرایند بسیار مناسب است. به طور کلی نتیجه ها نشان دادند که با افزایش نسبت حجمی فازها (Row)، افزایش غلظت فاز داخلی و کاهش PH، بازده استخراج افزایش می یابد. در این شرایط در مدت 35 دقیقه بیش از 94% فنل موجود در فاز خارجی با غلظت 100 ppm استخراج شد.

به منظور ارزیابی ترکیب های فعال سطحی در تغییر ترشوندگی سنگ های کربناته مخازن نفت ایران برای استفاده در عملیات ازدیاد برداشت نفت، دو نمونه سورفکتانت از نوع آنیونی و کاتیونی به ترتیب سدیم دودسیل سولفات و هگزادسیل تری متیل آمونیوم برمید مورد آزمایش های آشام قرار گرفت. بررسی تغییر ترشوندگی با محلول های سورفکتانت و افزایش ضریب برداشت نفت در شرایط شبیه سازی شده به یک مخزن نفت در حوزه فلات قاره ایران به عنوان مخزن هدف و با استفاده از نمونه های سنگ و سیال مخزن مورد نظر صورت گرفت. محلول های سورفکتانت با استفاده از آب تزریقی به این مخزن تهیه شد و نتیجه های به دست آمده از آشام خود به خودی آنها و در نتیجه بازده برداشت نفت با نتیجه به دست آمده از بازده برداشت نفت توسط آشام آب تزریقی بدون سورفکتانت مورد مقایسه قرار گرفت. نتیجه های به دست آمده نشان دهنده پتانسیل بالای سورفکتانت کاتیونی در غلظت های بالای CMC در افزایش برداشت نفت به واسطه آشام خودبه خودی است. آشام آب شور در دمای بالای مخزن نیز منجر به بازده برداشت بالایی از نفت شد که میزان آن به تقریب معادل با بازده برداشت نفت به واسطه آشام سورفکتانت آنیونی است. نتیجه های پژوهش نشان دهنده اهمیت توجه به پدیده آشام در مخازن نفت تر به ویژه در حالت شکاف دار می باشد.

اهمیت به دست آوردن نمونه های نماینده در مدیریت بهینه مخزن بر اهل فن پوشیده نیست. همیشه تلاش شده است که نمونه های نماینده با استفاده از روش های استاندارد در زمان های اولیه تولید به دست آیند. بر اساس نظریه های معتبر، عملیات نمونه گیری در مخازن گاز میعانی می بایست پیش از کاهش فشار بیشتر مخزن به زیر فشار نقطه شبنم اولیه انجام شود. زیرا تنها در این بازه محدود می توان نمونه های نماینده را به دست آورد. اما روش اختلاط تماس تعادلی (ECM) این ادعا را دارد که می تواند سیال اولیه درجا را از نمونه های غیر نماینده بدون محدودیت زمانی به دست آورد، بنابراین نظریه های معتبر را نقض می کند. این اختلاف عظیم بین استانداردهای حاکم بر نمونه گیری و روشECM ، باعث شد که در این پژوهش روش ECM در 2 منظر بررسی و آزمایش و نتیجه های آن با روش بازترکیب مقایسه شود. مطالعه های موردی از مخازن گاز میعانی ایران و مدل های فرضی بر پایه داده های واقعی PVT، منظرهای مورد بررسی می باشند. برای شبیه سازی روش ECM از توصیف جزیی معادله حالت در یک فرایند پویا برای اولین بار استفاده شد. همچنین مدل هایی فرضی توسط شبیه ساز ترکیبی ساخته شدند و نمونه گیری در شرایط تخلیه انجام شد. سپس روش های ECM و بازترکیب روی نمونه های به دست آمده اجرا شدند. در پایان، نتیجه گیری شد که روش ECM در تمام مخازن گاز میعانی قابل اجرا نمی باشد و نیاز به اعمال تغییرهایی دارد. برای بهبود آن، روش ECM اصلاح شده ارایه شد و نتیجه گرفته شد که این روش در هر شرایطی قابل اجرا می باشد و از دقت بسیار بالایی برخوردار است و دقت آن با غنی شدن گاز میعانی روندی کاهشی دارد. همچنین روش ECM در دو میدان گاز میعانی از مرکز و جنوب ایران به عنوان مطالعه های موردی بررسی شد. با این بررسی میدانی در مخازن گاز میعانی ایران، دقت روش ECM بر اساس ویژگی های سنگ و سیال مخازن ایران وارسی و دقت بالای آن تایید شد. در پایان مشخص شد که استانداردها و نظریه های فعلی نمونه گیی با روش ECM و ECM اصلاح شده نقض می شوند. با مقایسه نتیجه های به دست آمده از روش ECM و ECM اصلاح شده و بازترکیب دیده می شود که روش های ECM و ECM اصلاح شده بسیار دقیق تر از روش بازترکیب می باشند. بنابراین روش های دقیق اما بدون استفاده از ECM و ECM اصلاح شده بایستی جایگزین روش نادقیق اما مورد استفاده بازترکیب شوند.

پلیمر زیست تخریب پذیر پلی هیدروکسی بوتیرات ((PHB فراورده درون سلولی برخی از میکروارگانیسم ها است که در شرایط سخت به عنوان منبع کربن و انرژی تولید می شود. تخمیر حالت جامد (SSF) روشی مناسب برای تولید فراورده های ثانویه می باشد و قابلیت استفاده از ضایعات کشاورزی به عنوان سوبسترا را دارد. در این پژوهش با به کارگیری فرایند SSF، تولید PHB با استفاده از میکروارگانیسم واترسیا یوتروفا و مخلوط سبوس و جوانه ذرت به عنوان سوبسترای ارزان قیمت مورد بررسی قرار گرفت. عامل های موثر بر تولید PHB مانند درصد ترکیب سوبسترا، دما و همچنین غنی سازی سوبسترا توسط ملاس به روش طراحی آزمایش «یک عامل در هر زمان» به منظور افزایش بهره وری تولید PHB در مقیاس ارلن مورد بررسی قرار گرفت. بیشینه تولید PHB و بهره وری آن در دمای 28oC، رطوبت اولیه 70%، سوبسترای دارای 50% جوانه ذرت و بدون حضور ملاس به ترتیب برابر 3.26 g/kg و 0.06 g/kg/h به دست آمد.