مهندسی شیمی ایران
سال:1400 | دوره:20 | شماره:114 |تعداد مقالات:7

اساس این تحقیق بر نمونه برداری از بخش های مختلف چشمه باداب سورت ساری، شامل آب، خاک و لجن استوار است. تاثیر مولفه هایی نظیر pH، زمان تماس، مقدار زیست توده باکتریایی و غلظت اولیه یون فلزی نیکل بر میزان جذب بررسی شد. زمان تعادل نهایی در این آزمایش برابر هشت ساعت بوده؛ اما در نیم ساعت اولیه بیشترین جذب انجام گرفته و pH بهینه در حدود هشت بوده است. هم دمایی حذف یون از معادله مدل لانگمویر تبعیت کرده و بیشینه ظرفیت جذب یون فلزی مذکور به مقدار 51/0 میلی مول بر گرم وزن خشک سلول، ثابت لانگمویر 01/49، R2 در حدود 994/0 بوده است. با استفاده از طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR) زیست توده باکتریایی به تنهایی و زیست توده به همراه فلز مشخص شد، گروه های کربوکسیل، هیدروکسیل و آمین، گروه های اصلی درگیر در فرایند جذب هستند. سویه باکتری مورد مطالعه، میله ای شکل، رشته ای، گرم مثبت، دارای آنزیم کاتالاز، نامتحرک و بر اساس آنالیز ژن16S rDNA به جنس ویرجی باسیلوس تعلق دارد. بیشترین میزان جذب یون نیکل در زمان های اولیه رخ داده است؛ بنابراین به نظر می رسد که باکتری جداسازی شده برای استفاده در سطح صنعتی و همچنین برای مقاصد زیست فناوری مناسب خواهد بود. جذب در زمان های اولیه غیر فعال بوده، آن گاه با گذشت زمان جذب به آرامی و آهستگی به صورت فعال ادامه یافته است. باکتری به دو شکل زنده و مرده دارای کارایی جذب مناسبی بوده است.

در این تحقیق ظرفیت جذب و ذخیره سازی دی اکسیدکربن و سولفید هیدروژن با استفاده از چارچوب های فلزی-آلی مطالعه و الگوسازی شده است. بررسی چهار نوع جاذب مختلف فلزی-آلی از نوع بسپارکویوردیناسیونیمیکرومتخلخل شامل MOF-2(Zn2(BDC)2)، MOF-74(Zn2(DHBDC))، IRMOF-1(Zn4O(BDC)3) وMOF-177 (Zn4O(BTB)2) نشان داد که با توجه به ساختار و گروه های عاملی مختلف این جاذب ها باعث شده عملکرد متفاوتی از خود در جذب گازها ارایه کنند. داده های تجربی هم دما با الگو های هم دمای دو مولفه ای ارزیابی شد. برای محاسبه مولفه های الگو ها از روش عددی برازش غیر خطی استفاده شد. بر اساس نتایج الگوسازی، الگو های دو مولفه ای پیش بینی قابل قبولی از داده های تجربی جذب سولفید هیدروژن و دی اکسیدکربن نشان داد. الگوی هیل در مقایسه با دیگر الگو ها دقت بیشتری دارد. مقادیر مولفه انرژی الگوی دوبینین-رادوشکویچ برای تمامی جاذب ها نشان داد که فرایند جذب هر دو گاز فیزیکی است و جاذب IRMOF-1 برای گاز سولفید هیدروژن و MOF-74 و MOF-2 برای دی اکسیدکربن، مناسب است.

امروزه با توجه به انتشارگازهای سمی و گلخانه ای حاصل از احتراق سوخت های فسیلی، دانشمندان به دنبال سوخت های تجدیدپذیر و سازگار با محیط زیست هستند. بیودیزل نوعی سوخت سبز است و این ویژگی ها را دارد. در این مطالعه، فرایند تولید بیودیزل با استفاده از روغن بازیافت سرخ کردنی و کاتالیست اسیدی فسفومولیبدیک اسید (H3PMo12O40) انجام شد. به منظور بهینه سازی واکنش استریفیکاسیون از روش سطح پاسخ بر پایه طراحی مرکب (RSM-CCD)استفاده شد. اثر سه مولفه مستقل درصد وزنی کاتالیست (wt%)، نسبت مولی الکل به روغن و زمان (h) بر روی بازده بیودیزل بررسی و تمامی مراحل آزمایش در ولتاژ ثابت الکتریکی V 10 و دمای اتاق انجام شد. بالاترین بازده بیودیزل در حضور wt% 58/3 کاتالیست هموژن اسیدی فسفومولیبدیک اسید، نسبت مولی الکل به روغن 1: 84/7 و مدت زمان 24/8 ساعت برابر با 74/94% بود. خواص فیزیکی و شیمیایی بیودیزل تولید شده مطابق با استاندارد ASTMاست. مقدار 9933/0=R2 نشان می دهد که مدل پیش بینی شده دارای دقت و صحت کافی برای تخمین مولفه های شرکت کننده در واکنش است. هم چنین، فعالیت بالای کاتالیست فسفومولیبدیک اسید آن را گزینه مناسبی برای تولید بیودیزل در مقیاس صنعتی کرده است.

هیدروژن زیستی دارای بالاترین محتوای انرژی شناخته شده تا به امروزاست که بر اثر احتراق آن بخار آب تولید می شود و در تبدیل به الکتریسیته در پیل سوختی بازده زیادی دارد؛ در نتیجه منبع منتخب انرژی پایدار در آینده به شمار می رود. تولید هیدروژن زیستی با روش تخمیر در تاریکینسبت به روش های فتوسنتزی برتری هایی مانند بی نیازی از نور، قابلیت مصرف پیش ماده های متنوع ازجمله قندهای 5 و 6 کربنه و برخی از پساب ها و پس ماندهای تبدیلی با آهنگ و بازدهی زیادتری دارد. تولید هیدروژن تخمیری فرایندی پیچیده و متاثر از چندین عامل است که با روش آماری می توان تاثیر اندرکنش ها را به روش بهتری درک کرد. یکی از روش های افزایش آهنگ و بازدهی فرایند، بهینه سازی تاثیر عوامل انتخابی مانند دما، pH، نوع و غلظت پیش ماده، تلقیح و عوامل دیگر است که تاثیرموثر بر پاسخ دارند و می توان با به کارگیری روش های آماری به آن دست یافت. برای غربالگری و رگراسیون از روش ANOVA استفاده شده است. در میان روش های آماری گوناگون، طراحی ها مانند تک عاملی، چندعاملی، تاگوچی، پلاکت-برمن، مرکب مرکزی، باکس-بن کن، روش تندترین صعود/ نزول و شبکه عصبی مصنوعی (ANN) و الگوریتم ژنتیک و رویه پاسخ سطح (RSM) در تولید هیدروژن تخمیری استفاده می شود. مقاله گردآوری حاضر بعضی از برتری ها و کاستی ها و تجزیه و تحلیل روش های طراحی آزمایش و آماری را پوشش می دهد. انتخاب روش صحیح غربالگری، طراحی آزمایش و روش آماری باعث درک بیشتر اندرکنش ها می شود و این دانش عمیق در کاهش تعداد آزمایش ها، هزینه ها، افزایش بازدهی و بهینه سازی فرایند تولید هیدروژن زیستی تخمیردر تاریکیمفید است.

بخش عمده ای از مخازن هیدروکربوری کشور را مخازن شکاف دار تشکیل می دهند. مدل های ارایه شدهبرایمدل سازی مخازن شکاف دار از جمله تخلخل دوگانه و تراوایی دوگانه پراکندگی شکاف ها را در مخزن به صورت همگن منظورکرده، ابعادشکافرانسبتبهابعادماتریکس بسیار کوچکتر در نظر می گیرند. اگر شکاف های ناهمگن با ابعاد بزرگ در مخزن وجود داشته باشد، استفاده از این مدل ها نتایج قابل قبولی برای شبیه سازی مخزن ارایه نمی دهد. در نرم افزاراکلیپس300، شبیه سازی مخزن شکاف دار ناهمگن با طول شکاف های زیاد با استفاده از دستور CONDFRAC برای مشخص کردن شکاف تراوای با طول زیاد استفاده می شود که در قسمت هایی از مخزن که خمیدگی دارد به دلیل تشخیص ندادن صحیح صفحه خاص عمود بر صفحه شکاف و هم پوشانی شکاف ها، در نتایج شبیه سازی مخزن خطا صادر می شود. در این مطالعه به منظور رفع کاستی های موجود، روش جدیدی با استفاده از تعریف جعبه ای مشخصات شبکه ماتریکس و شکاف در نرم افزاراکلیپس100 ارایه می شود؛ که باعث سهولت فرایند شبیه سازی مخزن و کاهش مدت زمان اجرای برنامه می شود. مخزن نفتی مورد مطالعه از نوع کربناته و در سازند عرب است که شامل شکاف های ناهمگن با طول زیاداست. نتایج شبیه سازی بین دو روش ارایه شده در این مطالعه، مقایسه می شوند. با مقایسه بین نتایج از روش ناحیه مجزا و روش جدید ارایه شده، مشاهده شد که مقدار اختلاف متوسط نتایج ارایه شده به وسیله این دو روش برای مقدار نفت در جای مخزن کمتر از 1/1% بوده و باعث کاهش حدود 40 درصدی زمان اجرای شبیه سازی شده که نشان دهنده عملکرد بهینه روش جدید ارایه شده است.

روش سنتز سبز جهت تولید نانوذرات با استفاده از عصاره های گیاهی، روشی کارآمد، سریع و کم هزینه می باشد. جهت سنتز نانوذرات نقره از عصاره آبی گیاه آلوورا، با توجه به توانایی احیاکنندگی و پایدارکنندگی مناسب که توسط آنالیز FTIR وجود مواد مختلفی همچون فلاوونوییدها و اسیداستیک در آن تایید شد، و حرارت دهی تشعشعی مایکرویوو در توان های مختلف 480، 640 و 800 وات استفاده شد. پس از انجام آنالیز UV-Vis و DLS بروی نمونه نانوذرات نقره سنتز شده نتایج نشان داد که غلظت های 38. 58، 61. 52 و 91. 35 ppmو همچنین میانگین اندازه ذرات 94، 74 و 61 نانومتر برای نانو ذرات نقره سنتز شده در توانهای مختلف بدست آمد. با شبیه سازی شرایط عملیاتی سنتز نانوذرات نقره با نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) در توان های مختلف (800-480 وات)، به منظور بهینه سازی زمان، انرژی و دمای اعمال شده جهت سنتز نانوذرات نقره با خواص مطلوب، میانگین دمای K 337، توان مناسب اعمال شده 800 وات و زمان فرآیند 175 ثانیه بدست آمد.