سال:1390 | دوره:30 | شماره:4 ( 63) |تعداد مقالات:12

در این پژوهش دستگاه تعادل فازی گاز- مایع در فشار بالا طراحی و ساخته شد و با استفاده از آن داده های حلالیت کربن دی اکسید در حلال های تولوئن و اتانول در بازه دمای 298.15-318.15 K و تا فشار  78 barاندازه گیری شد. داده های به دست آمده نشان می دهد که حلالیت کربن دی اکسید در هر دو حلال با افزایش فشار افزایش یافته و با افزایش دما، کاهش می یابد. داده های حلالیت به دست آمده با استفاده از معادله حالت های پنگ- رابینسون و سواو- ردلیش- کوانگ و با قوانین اختلاط واندروالس و هوران- ویدال مدل-سازی شد و مولفه های تنظیم شونده این مدل ها به همراه خطای هر مدل به دست آمد. مشخص شد که مدل SRK-HV با خطای متوسط 2.52% برای سامانه کربن دی اکسید تولوئن در چهار دمای آزمایش شده و خطای متوسط 3.79% برای سامانه کربن دی اکسید اتانول در سه دمای آزمایش شده، مناسب ترین مدل در میان سایر مدل های استفاده شده در پژوهش می باشد. میانگین خطای معادله حالت سواو- ردلیش- کوانگ در همه دماها و فشارهای آزمایش شده %4.59 و برای معادله حالت پنگ رابینسون %5.15 است. همچنین بررسی منحنی انبساط حجمی نسبی حلال های تولوئن و اتانول در دماها و فشارهای گوناگون نشان می دهد که دمای 298.15 K فشار حدود  57 barمناسب ترین شرایط عملیاتی برای انجام فرایند گاز- ضدحلال با استفاده از حلال های تولوئن و اتانول می باشد.

در این پژوهش، مدل راکتوری برای پیش بینی رفتار غیرفعال شدن بستر کاتالیست تبدیل متانول به الفین های سبک در راکتور بستر ثابت بر اساس نظریه تراوش برای شبیه سازی محیط متخلخل دانه های کاتالیستی ارایه شده است. پیش بینی افت فعالیت بستر کاتالیستی در مقیاس با نتیجه های آزمایشگاهی توافق بسیار خوبی نشان داد. نمودارهای کک گرفتگی بیانگر تشکیل جبهه واکنش با پهنای کمتر از طول راکتور در سرعت فضایی کم جریان خوراک و دمای 723 K است. آثار زمان فضایی جریان خوراک، کئوردیناسیون شبکه بث و ضریب نفوذ موثر اجزای مخلوط واکنش بر نتیجه شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفت.

نفوذ و واکنش گاز هیدروژن، در قرصی متشکل از ذرات مولیبدن دی سولفید و آهک، هر دو نقشی تعیین کننده در فرایند احیای مولیبدن دی سولفید دارند. در این مقاله یک مدل ریاضی برای شبیه سازی واکنش گاز جامد متوالی احیای هیدروژنی مولیبدن دی سولفید در نزدیکی آهک ارایه شده است که در آن نقش این دو عامل، نفوذ و واکنش، بررسی شده است. معادلات موازنه مول و انرژی برای به دست آوردن توزیع غلظت و دما درون قرص به صورت لحظه ای و مکانی حل شده اند. نتیجه های این مدل سازی بیانگر این مطلب است که غیر همدما فرض کردن واکنش تاثیری بر رفتار واکنش ندارد. نتیجه های به دست آمده از این مدل سازی انحراف نسبی از داده های تجربی دارد. دلیل این انحراف، عامل های فراوان تاثیرگذار بر این دسته از واکنش های گاز جامد غیرکاتالیستی، واکنش یک گاز با دو جامد، است که به طور گسترده در مقاله به این علت ها پرداخته شده است. سرانجام با تطبیق نتیجه های مدل با داده های تجربی، مقدارهای جدیدی برای ضریب نفوذ موثر و ضریب برخورد واکنش به دست آمده که با به کارگیری این مقدارها، پیش بینی مدل به شکل مطلوبی به داده های تجربی نزدیک شده است. در مدل سازی واکنش از مدل گاز برای تشریح نفوذ گاز درون قرص استفاده شده است.

پایش نوسان های ارتعاش بستر سیال سه فازی گاز - مایع- جامد، به عنوان روشی نوین در تعیین مشخصه های هیدرودینامیکی این گونه سامانه ها مورد ارزیابی و آزمایش قرار گرفت. بستر سیال سه فازی مورد مطالعه، حاوی هوا، آب و شن به عنوان سه فاز عملیاتی بود که آب به صورت فاز پیوسته و هوا و ذرات شن به صورت فازهای گسسته اول و دوم در نظر گرفته شد. این نوع از بسترهای سیال که آب و هوا به صورت همسو و رو به بالا جریان داشته و فاز جامد از ابتدا درون بستر حضور دارد، به عنوان متداول ترین حالت عملیاتی بسترهای سیال سه فازی در صنعت شناخته می شوند. به منظور مطالعه هیدرودینامیک چنین سامانه پیچیده ای، استفاده از ابزارها و روش هایی قابل اعتماد و تا حد امکان بدون مزاحمت برای پدیده های درون بستر، حیاتی می باشد. تحلیل سری زمانی به دست آمده از ثبت نوسان های ارتعاش بستر در ارتفاع 13.5 سانتی متری از توزیع کننده گاز - مایع، به منظور دستیابی به مشخصه های هیدرودینامیکی بستر سیال سه فازی، در حوزه زمان (روش های آماری)، به عنوان روش های تحلیل متداول، و همچنین به کمک میانگین فرکانس دوره نوسان ها، به عنوان روشی نوین در تحلیل این گونه سامانه ها انجام شد. نتیجه گرفته شد که انحراف معیار نوسان های ارتعاش پوسته معیار خوبی برای تعیین تغییر رژیم کلی بستر بوده و تغییر شیب برجستگی نوسان های ارتعاش، در نزدیکی شرایط کمترین سیالیت اتفاق می افتد. همچنین سرعت کمترین سیالیت با دقت دلخواهی، به کمک میانگین نوسان های دوره سیگنال ارتعاش بستر، تخمین زده شد. شرایط عملیاتی متناسب با تغییر الگوی بستر که به کمک پایش نوسان های ارتعاش به دست آمد، با یافته های تجربی تطابق خوبی داشته و نتیجه های کمترین سیالیت با جامع ترین رابطه موجود در منابع مطالعاتی هم خوانی بسیار خوبی داشت. سرانجام، پایش نوسان های ارتعاش بستر، به عنوان یک روش به طور کامل غیر تداخلی و نوین که آسیبی به هیدرودینامیک درون بستر نمی رساند، به عنوان روشی موثر در تعیین مشخصه های مهم هیدرودینامیکی بسترهای سیال سه فازی، معرفی می شود. نتیجه های این پژوهش به ویژه در راکتورهای صنعتی که در شرایط عملیاتی شدید از دما و/یا فشار کار کرده و امکان دسترسی به درون آن ها نمی باشد، به آسانی قابل استفاده است.

شکل گیری و توسعه انگشتی ها در سطح مشترک میان دو سیال در زمان تزریق امتزاجی می تواند باعث کاهش ضریب بازیافت نهایی در فرایندهای افزایش برداشت شود. در این پژوهش، آزمایش های تزریق حلال هیدروکربوری در سیستم میکرومدل که در ابتدا توسط نفت سنگین اشباع شده اند، انجام شده است. میکرومدل های شکاف دار با ویژگی های فیزیکی متفاوت شکاف، در آزمایش ها مورد استفاده قرار گرفتند. نرم افزار تحلیل تصاویر با دقت بالا برای مشخص کردن رفتار حرکت سیال، حرکت جبهه حلال تزریقی و همچنین شکل گیری انگشتی ها که بر اثر حرکت حلال در شکاف و ماتریس رخ می دهد، مورد استفاده قرار گرفت. مشاهده ها نشان داده اند که پخش شدگی بیشتر حلال در شکاف نسبت به ماتریس، هم در جهت حرکت و هم عمود بر آن موجب می شود تا رفتار انگشتی ها تحت تاثیر ویژگی های فیزیکی شکاف تغییر کند. همچنین این پدیده موجب می شود تا انگشتی ها محو شده و یا با هم ترکیب شوند و در اطراف شکاف ها تشکیل یک انگشتی واحد را دهند. به دلیل ناهمگونی که وجود شکاف ها در محیط متخلخل ایجاد می کند، قبل از زمان اولین عبور حلال، پدیده جدا شدگی نوک انگشتی ها رخ می دهد. در حقیقت پخش شدگی در جهت حرکت حلال موجب پیشرفت پدیده غالب شده در صورتی که پخش شدگی در جهت عمود بر حرکت حلال باعث افزایش احتمال رخ دادن پدیده های جدا شدگی و پخش شدگی می شود. علاوه بر آن نتیجه ها نشان داده اند که پخش شدگی شکاف، ناپیوستگی شکاف و تعداد شکاف ها در محیط متخلخل با پدیده جدا شدگی قبل و بعد از اولین عبور و پخش شدگی در اطراف شکاف ها، ارتباط مستقیم دارند. همچنین آزمایش ها نشان دادند که پدیده حرکت غالب بیشتر تحت تاثیر جهت شکاف بوده و در حالتی که شکاف با جهت میانگین حرکت زاویه صفر درجه می سازد این پدیده بیشینه می شود. نتیجه های این مطالعه می تواند به درک بهتر رفتار انگشتی ها، که نقش اساسی در پیش بینی دقیق ضریب بازیافت نهایی در فرایند تزریق امتزاجی در مخازن نفت سنگین شکافدار بازی می کند، کمک نماید.

در این پژوهش ساختار شیمیایی لیگنین آنزیمی (EL) با لیگنین چوب آسیاب شده (MWL) مقایسه شده است. برای جداسازی لیگنین با روش آنزیمی، ترکیبی از آنزیم های مخرب کربوهیدارت های چوب به ترتیب شامل زایلاناز، سلولاز و گلوکوزیداز به همراه خالص سازی آنزیمی با پروتئاز قلیایی و سپس خالص سازی شیمیایی به وسیله دی متیل استامید استفاده شد. مطالعه شیمیایی لیگنین ها با استفاده از فناوری های طیف سنجی FT-IR و 13C NMR کمی، روش های کروماتوگرافی و تخریبی به همراه روش های شیمی تر انجام شد. بررسی ها نشان داد که استفاده از توالی آنزیمی مورد استفاده به همراه کاهش زمان آسیاب کردن سبب جداسازی ملایم لیگنین با تغییرهای ساختاری اندک می شود. بررسی ساختاری لیگنین آنزیمی با روش های گفته شده نشان داد که لیگنین چوب صنوبر (P.deltoids) از نظر ساختاری دارای واحدهای 4- (3-هیدروکسی-1-پروپنیل)-2- متوکسی فنول (لیگنین گواییاسیل) بیشتری نسبت به -4 (-3 هیدروکسی-1- پروپنیل)-2، 6 دی متوکسی فنول (لیگنین سیرینجیل) است. لیگنین باقیمانده در چوب پس از استخراج لیگنین آنزیمی به طور عمده از ساختارهای متراکم تشکیل شده است. همچنین بررسی ساختارهای تخریب شده با استفاده از کروماتوگرافی نفوذ ژلی و گازی نشان داد که لیگنین سلولیتیک نسبت به لیگنین چوب آسیاب شده داری ساختارهای غیرمتراکم بیشتری است که ناشی از عدم تخریب لیگنین در طی فرایند استخراج است.

در این پژوهش ساخت خمیر کاغذ شیمیایی - مکانیکی از پسماند کلزا انجام گرفته است. فراوری شیمیایی در دو دمای 125 و 145 درجه سانتی گراد و زمان های 15، 30 و 45 دقیقه و در مقدار مصرف ثابت 4 درصد سدیم هیدروکسید و 8 درصد سدیم سولفیت در یک محفظه پخت تحت فشار انجام شده است. بازده قابل قبول بین کمینه 53.8 درصد در شدیدترین شرایط پخت تا بیشینه 63 درصد در ملایم ترین شرایط پخت اندازه گیری و بازده کل بین 57.6 درصد تا 68.9 درصد اندازه گیری شد. میزان لیگنین باقی مانده در خمیر کاغذ با بازده کمتر معادل 19 درصد و بازده زیادتر برابر با 20.4 درصد بود. هولوسلولز خمیر کاغذ نیز بین 72.5 درصد تا 74 درصد و درجه روانی قبل از پالایش بین 520 تا 590 میلی لیتر استاندارد کانادایی اندازه گیری شد. تحلیل کیفی الیاف با استفاده از دستگاه تحلیل گر کیفیت الیاف (FQA) نشان داد که میانگین طول الیاف خمیر کاغذ بین 0.54 تا 0.65 میلی متر، میزان نرمه ها زیاد و زبری الیاف بین 0.21 تا 0.41 میلی گرم بر متر است. درجه روانی خمیر کاغذ پس از 500 دور پالایش در پالایشگر PFI به حدود 300 میلی لیتر استاندارد کانادایی رسید، ولی تغییر چشمگیری در کیفیت الیاف آن دیده نشد. طبقه بندی الیاف با استفاده از غربال های بوئر - مکنت نیز نتیجه های همانند تحلیل کیفی الیاف را نشان داد. روشنی خمیر کاغذ بین کمینه 31.86 درصد تا بیشینه 43.38 درصد، ماتی بیش از 99 درصد و شفافیت بین 4.86 تا 7.16 درصد متغیر بود، که در اثر پالایش تغییری در آن ایجاد نشد. شاخص مقاومت در برابر کشش خمیر کاغذهای پالایش شده بین 15.47 N.m/g تا 26.14 اندازه گیری شد که بعد از پالایش به 19.74 N.m/g تا 35.19 افزایش یافت. شاخص مقاومت در برابر پاره شدن خمیر کاغذهای پالایش شده بین 2.91 m.Nm2/g تا 4.34 و پس از پالایش 3.21 m.Nm2/g تا 4.68 اندازه گیری شد. شاخص مقاومت در برابر ترکیدن خمیر کاغذهای پالایش نشده کمتر از 1 kPa.m2/g بود، که پس از پالایش به بیشترین مقدار یعنی 1.70 kPa.m2/g افزایش یافت.

سولفاتیازول، یکی از داروهای سولفا با فرمول مولکولیC9H9N3O2S2 ، در صنایع دارویی به عنوان یک ماده ضد باکتری شناخته می شود و در مقیاس گسترده در درمان عفونت های باکتریایی در انسان و دامپزشکی مورد استفاده قرار می گیرد. تاکنون روش های گوناگونی برای سنتز سولفاتیازول گزارش شده است، اما انجام این روش ها مستلزم به کارگیری حلال های گران و با سمیت زیاد بوده و یا در صورت استفاده از حلال های دیگر بازده کمی گزارش شده است. در این پژوهش از حلال های گوناگون در مرحله تشکیل سولفونامید در سنتز سولفاتیازول استفاده شد که از آن میان بهترین نتیجه ها در 2- پیکولین به عنوان یک حلال موثر، ارزان و تجاری به دست آمد.

رزین اپوکسی به علت ویژگی های فیزیکی مکانیکی ویژه ای که دارد یکی از پرکاربردترین آمیزه های گرما سخت است. دستیابی به این ویژگی ها نیازمند دانستن شرایط پخت این آمیزه ها می باشد. مطالعات به نسبت گسترده ای در زمینه سینتیک پخت آمیزه های اپوکسی مایع/آمین انجام شده و نتیجه آن ها نیز گزارش شده است اما در مورد رزین های اپوکسی جامد تاکنون هیچ گونه مطالعه سنتیکی گزارش نشده است. از آنجا که استفاده از رزین اپوکسی با جرم مولکولی بالا در کاربردهای مختلف صنعتی از جمله آمیزه های پودری بسیار مورد توجه می باشد، از این رو در این پژوهش تاثیر جرم مولکولی رزین بر سینتیک پخت آمیزه های اپوکسی/آمین بررسی شده است. مطالعات سینتیکی با استفاده از دستگاه گرماسنجی روبشی تفاضلی صورت گرفته و تحلیل نتیجه ها به کمک روش بدون مدل ویازوکین صورت گرفته است. نتیجه ها نشان داد که انرژی فعالسازی واکنش پخت آمیزه اپوکسی مایع در زمان فرایند پخت در حدود 48±2 kJ/mol می باشد که در کل فرایند پخت به تقریب ثابت باقی مانده است اما در آمیزه اپوکسی جامد با پیشرفت واکنش پخت میزان انرژی فعالسازی افزایش می یابد و این افزایش در درصد تبدیل بالای 60 درصد بسیار شدید می باشد.

بیشوفیت یک کانی منیزیم کلرید آبدار با فرمول MgCI206H2O است. وزن مخصوص بیشوفیت 1.56 گرم بر سانتیمتر مکعب و جرم مولکولی آن 203.31 می باشد. بیشوفیت کاربرد های فراوانی در صنعت و کشاورزی دارد. هدف این پژوهش، استحصال بیشوفیت با خلوص بالا از شورابه دریاچه نمک می باشد. روش های بسیاری برای استحصال بیشوفیت مانند روش تبخیر خورشیدی و تعویض یونی وجود دارد اما در این پژوهش از یک روش ابتکاری و تازه برای استحصال بیشوفیت استفاده شده است. این روش، شناور سازی یونی است که در این روش از سدیم اولئات به عنوان کلکتور استفاده شد. برای این منظور ابتدا پارامترهای موثر بر این فرآیند مشخص شدند سپس آزمایش های مربوط به تاثیر این پارامترها انجام شدند. در این پژوهش فراورده ای با عیار 98% بیشوفیت و بازیابی 78 درصد از شورابه دریاچه نمک به دست آمد. ویژگی های فیزیکی شیمیایی شورابه و فراورده با استفاده از XRD، کمپلوکسومتری، ICP و وزن سنجی تعیین شد.

گرمادهی اهمی به عنوان روشی نوین در سامانه های گرمادهی در صنایع زیستی، غذایی و دارویی به ویژه در صنایع استرلیزه کردن مواد غذایی معرفی شده است. در این پژوهش، گرمادهی اهمی و اثر پارامترهای عملیاتی به صورت تجربی بررسی و مورد بحث قرار گرفته اند. برای بررسی رفتار گرما دهی اهمی، از محلول های هیدروکلوئیدی در سلول اهمی طی چندین مرحله استفاده شده است. ابتدا هدایت الکتریکی محلول های هیدروکلوئیدی در غلظت های 4، 5.5، 6.33% بررسی شده و مشخص شده است که افزایش دما سبب بیشتر شدن هدایت الکتریکی محلول به طور خطی با دما می شود. با افزایش غلظت ذرات جامد پراکنده در محلول، هدایت الکتریکی با افزایش دما زیاد می شود. سپس به محلول، سدیم کلرید (0.25-1%) اضافه شد تا تاثیر افزایش نمک بر هدایت الکتریکی بررسی شود. مشخص شد که افزایش نمک در سامانه، افزایش قابل ملاحظه ای بر هدایت الکتریکی می شود. برای بررسی اثر افزایش محتوای الکترولیتی بر پروفیل های دما زمان و نرخ های گرما دهی به محلول، به غیر از سدیم کلرید، سیتریک اسید نیز افزوده شده است. افزایش نمک به محلول تاثیر بالقوه ای بر پروفیل های دما زمان دارد، به طوری که در محلول 3.3%، همراه با 1% نمک، تنها 253 ثانیه طول کشید تا به دمای 70 درجه سانتیگراد برسد و کوتاه ترین زمان را برای افزایش دما از 20 تا80  درجه سانتیگراد و بالاترین هدایت الکتریکی را ثبت کرد. تاثیر محتوای الکترولیتی (اسیدی) بر پروفیل های دما زمان نسبت به نمک بسیار ناچیز دیده شد. با اندازه گیری دمای محلول توسط ترموکوپل ها در تمامی نقاط درون سلول، یکنواختی گرمادهی برای تمامی محلول ها بررسی شد. از نتیجه آزمایش های انجام گرفته، مشخص شد که نرخ های گرمادهی اهمی به توزیع میدان الکتریکی وابسته بوده و یکنواختی گرمادهی به غلظت جریان و شکل هندسی سامانه بستگی دارد.

تولید نامیزه آب- نفت یکی از مشکلات عمده در صنعت نفت محسوب می شود. در سال های اخیر، روش های زیستی توجه زیادی را در جداسازی نامیزه آب و نفت به خود جلب کرده اند. در این پژوهش، سه سویه باکتریایی باسیلوس سابتیلیس، اسینتوباکترکالکواسیتیکوس و سودوموناس برای جداسازی نامیزه به کارگرفته شدند. مایع های فوقانی به دست آمده از تخمیر این باکتری ها توانایی زیادی در نامیزه زدایی از خود نشان دادند و توانست در مدت 144 ساعت به ترتیب 95% و 90% و 86%از نامیزه نفت در آب را جداسازی نمایند. توده های سلولی این باکتری ها نیز توانستند در مدت 144 ساعت به ترتیب 76% و 70% و 65% از نامیزه را جداسازی نمایند. سپس از روش بس برای تعیین آب گریزی نسبی سویه ها استفاده شد. نتیجه های این بررسی نشان می دهد که آب گریزی سویه های باسیلوس سابتیلیس، اسینتوباکترکالکواسیتیکوس و سودوموناس به ترتیب 0.7 و 0.3 و 0.17 است. این دو آزمایش نشان دادند که برای نامیزه های نفت- آب، سویه باسیلوس سابتیلیس سویه مناسب تری محسوب می شود.