نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال بیست و پنجم شماره 2 (پیاپی 42، تابستان 1385)

چکیده: در این تحقیق، یک روش اقتصادی جدید برای تولید سدیم سیلیکات و پتاسیم سیلیکات از کوارتز معدن بزمان استان سیستان و بلوچستان ارایه شده است. مزیت این روش نسبت به روش های کلاسیک تولید سیلیکات های قلیایی در این است که دمای واکنش به شدت کاهش داده شده است. در نتیجه، می توان این ترکیب های مهم و پر کاربرد را با هزینه کمتری تولید کرد. ماده اولیه کوارتز به وسیله روش های XRF و XRD و مقطع گیری مورد مطالعه قرار گرفت. نتیجه های به دست آمده نشان می دهد که سنگ معدن بزمان دارای خلوص متوسط 98.9 درصد از SiO2 است. سنگ های کوارتز پس از آسیاب شدن و دانه بندی با قلیای مناسب و مواد افزودنی مخلوط و در کوره الکتریکی حرارت داده شد. روش تولید بهینه شده و در نهایت بازده تولید سیلیکات قلیایی به 90 درصد ارتقا داده شد. در این روش جدید، دمای واکنش در محدوده 3001000 درجه سانتی گراد است، کاهش دمای واکنش قابل توجه است. کیفیت و خلوص فرآورده های به دست آمده به وسیله روش XRF و XRD بررسی شد.

کلیدواژگان: سیلیکات های قلیایی، کوارتز، سیلیس، لیچینگ، پراش پرتو ایکس

چکیده: در این تحقیق، با استفاده از حد دقیق کرات- سخت و مدل جدید GEhs (انرژی گیبس فزونی کرات-سخت) رابطه ای برای محاسبه تغییرهای انرژی آزاد گیبس اختلاط،? Gmix ارایه شد که قادر به استفاده در محاسبه های تعادلی مایع-مایع برای مخلوط های پلیمر-حلال است. در ادامه معادله های تعادلی مایع-مایع به روش تحلیلی به دست آمده اند. این معادله ها برای تعیین نمودارهای فازی و نقاط بحرانی UCST و LCST محلول و منحنی های اسپینودال قابل اطمینان بوده و نتیجه های به دست آمده از آن ها با داده های آزمایشی توافق نسبی دارند.

چکیده: در این تحقیق جدایی آلفا آمیلاز و سرم آلبومین گاوی در سیستم های دو فازی آبی بررسی شده است. سیستم های دو فازی آبی مورد مطالعه عبارت اند از مخلوط های پلی اتیلن گلیکول (PEG) و نمک های فسفات در آب با تجزیه این سیستم ها، منحنی های جدایی فازی تعیین و ترسیم شده و اثر تغییر جرم مولکولی و غلظت PEG، نمک های فسفات، pH و افزایش سدیم کلرید بر ضریب تقسیم آلفا آمیلاز و سرم آلبومین گاوی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتیجه ها نشان می دهند که با افزایش جرم مولکولی پلی اتیلن گلیکول از 2000 به 15000 تمایل مهاجرت آلفا آمیلاز به فاز بالایی که غنی از PEG است و در اصطلاح فاز سبک نامیده می شود به حدود 2 برابر می رسد. و نیز با بالا بردن نسبت فسفات به PEG و افزودن سدیم کلرید، ضریب تقسیم بزرگ تر می شود. به طوری که برای سیستم PEG 15000 و NaH2PO4 وقتی که نسبت فسفات به PEG از 0.48 به 3.73 افزایش یابد ضریب تقسیم آلفا آمیلاز از 0.76 به 1.44 افزایش پیدا می کند. همچنین با افزودن نمک سدیم کلرید به مخلوط در حدی که غلظت NaCl به 0.25 مول بر لیتر برسد، ضریب تقسیم آلفا آمیلاز برای سیستم حاوی PEG 2000+NaH2PO4 تا 6 برابر افزایش می یابد. اما تاثیر pH بر نحوه توزیع آلفا آمیلاز به نوع سیستم بستگی دارد. همچنین نتیجه ها نمایانگر آن هستند که کاهش جرم مولکولی PEG و افزایش نسبت فسفات به PEG باعث افزایش ضریب تقسیم سرم آلبومین گاوی می شود. به نحوی که با کاهش جرم مولکولی PEG از 15000 به 2000، بسته به درصد وزنی نمک فسفات، ضریب جدایی تا 3 برابر افزایش پیدا می کند. افزودن نمک سدیم کلرید به سیستم حاوی سرم آلبومین گاوی، با توجه به پارامترهای متفاوت سیستم باعث افزایش یا کاهش ضریب تقسیم خواهد شد.

آلودگی یک مفهوم کلی با تاثیرهای واقعی روی محیط زیست و سلامتی انسان است. امروزه بحث هایی پیرامون گستره تاثیرهای آن و روش های تعدیل آن وجود دارد، اما ساده ترین راه برای کمینه کردن آلودگی، جلوگیری از تولید آن است. یکی از آلاینده ها در صنایع پتروشیمی، پساب های واحد اوره هستند. کمینه کردن پساب به وسیله ابزار اصلاح فرایند و طراحی فرایند به طور معمول قوی ترین راه برای کاهش آلودگی است.
در این تحقیق، واحد پساب اوره پتروشیمی شیراز مورد بررسی قرار گرفته و برای آن روشی اصلاحی ارایه شده است که بر طبق آن می توان غلظت اوره خروجی را به پایین تر از 10 ppm قبل از تخلیه به محیط زیست رسانید. همچنین سیستم پساب با استفاده از نرم افزار HYSYS شبیه سازی شده و نتیجه های آن درستی این روش را تایید می کند.

میسل های معکوس لیپیدی سامانه هایی هستند که می توانند در غشاهای سلولی وجود داشته باشند، لذا می توان از این سامانه ها برای مطالعه و مدل سازی بسیاری از برهم کنش های موجود بین اجزای درون سلولی در خارج از بدن و در شرایط آزمایشگاهی استفاده کرد. در این تحقیق انحلال DNA در سامانه میسلی معکوس زیست سازگار فسفولیپیدی مورد مطالعه قرار گرفت و ملاحظه شد که در شرایط ویژه آزمایشگاهی DNA می تواند در سامانه ذکر شده حل شود. نتیجه های حاصل از طیف سیرکولار دیکرویزم نشان داد که DNA در این سامانه به صورت فوق العاده متراکم و در صورت بندی Z است. همچنین نتیجه های به دست آمده از دستگاه تفرق دینامیکی نور مبین شکل گیری میسل های معکوس غول پیکر با ابعاد بیش از 700 نانومتر از میسل های معکوس خالی 2 نانومتر است.

در این تحقیق روش غشایی تراوش تبخیری در فرآوری گلاب برای تولید اسانس گل سرخ با کیفیت بالا بررسی شد. در این رابطه یک رابطه نظری برای تخمین شار ترکیب های آرومایی غیر قطبی با نقطه جوش بالا به صورت نظری توسعه یافته و درستی آن با استفاده از داده های تجربی منتشره ارزیابی شد. بر اساس داده های تجربی موجود، در خصوص تراوش آب از غشای PDMS تابعیت غیر خطی شار آروما نسبت به فشار جریان پایین دستی ترسیم شد. میزان شار آروما در فشارهای 500 تا 2000 پاسکال ناچیز بوده ولی با کاهش فشار جریان پایین دستی به کمتر از 500 پاسکال و به ویژه با نزدیک شدن به فشار بخار نرمال آروما شار با شیب بسیار زیادی افزایش یافت. با استفاده از شار اجزای درصد ترکیب اسانس تراویده در دو فشار 5 و 200 پاسکال تعیین شد.

تولید فرمالدیید که یکی از ترکیب های با ارزش و پر مصرف است به طور معمول از اکسایش کاتالیستی متانول در راکتورهای بستر ثابت به دست می آید. در این تحقیق فرآیند ذکر شده در راکتور بستر سیال مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور یک راکتور بستر سیال به قطر 22 میلی متر و طول 50 سانتی متر از جنس فولاد زنگ نزن که قابلیت کنترل دما و شدت جریان مواد را داراست ساخته شده است. اثر پارامترهای متفاوت عملیاتی بر عملکرد راکتور بالا مطالعه شده است. نتیجه ها با سه مدل سه فازی تطبیق داده شده و میزان دقت مدل ها در پیش بینی رفتار راکتور مشخص شده است. نتیجه ها نشان می دهد که تحت شرایط مناسب، میزان تبدیل متانول به فرمالدیید تا 89 درصد افزایش می یابد و با بالا رفتن سرعت گاز در بستر سیال این میزان کاهش می یابد که دلیل آن کاهش زمان اقامت و در نتیجه کاهش تماس متانول با فرمالدیید است. بررسی مدل ها نشان می دهد که بیشترین انحراف مربوط به مدل Shiau-Lin با 23 درصد خطا و بیشترین تطابق مربوط به مدل El-Rafai و El-Halwagi با 10 درصد خطا می باشد. بنابراین، در این واکنش جریان های برگشتی به دلیل کوچک بودن قطر راکتور در مقایسه با طول آن از اهمیت کمتری برخوردار است.

در تحقیق حاضر بررسی مختصری روی روش های متفاوت بهینه سازی دینامیکی صورت گرفته است. در ادامه بهینه سازی دینامیکی راکتور شکست حرارتی اتیلن دی کلرید برای تولید وینیل کلرید (مونومر پلیمر PVC) مورد بررسی قرار گرفته است. راکتور حاضر یک راکتور جریان قالبی است. در این مساله به جای استفاده از توابع هدف وابسته به زمان از تابع هدف وابسته به طول راکتور استفاده شده است. تابع هدف در این جا بیشینه سازی میزان تولید VCM در انتهای راکتور است. قیدهای موجود نیز معادله های دیفرانسیل حالت سیستم است. در نهایت با بررسی های صورت گرفته از روش پونتریاگین برای حل مساله بهره گرفته شده است. برای این کار در محیط برنامه نویسی دلفی کد نویسی صورت گرفته و پس از اجرای برنامه، پروفیل دمای بهینه راکتور و همچنین پروفیل های بهینه متغیرهای دیگر به عنوان نتیجه های آن مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است.

هیدروکربن های ترپنی، ترکیب های اصلی اسانسی پوست میوه مرکبات هستند. از مهم ترین این ترپن ها، لیمونن است. این ترکیب به دما حساس بوده و روش های استخراجی مبتنی بر دما، مانند تقطیر با آب جوش یا بخار آب جوش، برای استخراج آن مناسب نیست. از طرفی روش استخراج با سیال فوق بحرانی (SF-CO2) CO2 به علت عمل در دمای پایین انتظار می رود کم ترین تاثیر مخرب را بر کیفیت مواد استخراجی داشته باشد. دراین پژوهش، روغن اساسی از فلاودو پوست تازه میوه نارنج واریته آمارا با استفاده از روش استخراج با سیال فوق بحرانی (SFE) استخراج شد. نظر به این که فرآیند استخراج با سیال فوق بحرانی به شدت تحت تاثیر عامل های متفاوت عملیاتی به ویژه دما و فشار است، شرایط بهینه استخراج به روش SFE مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور با استفاده از طرح آماری تاگوچی در 9 وضعیت (راند) اثر چهار عامل در سه سطح شامل: فشار (100، 200 و 300 اتمسفر)، دما (35، 45 و 55 درجه سانتی گراد) زمان دینامیک استخراج (15، 25 و 35 دقیقه) و درصد حجمی اصلاح گر متانول (0،5 و10 درصد) بر میزان درصد حداکثر استخراج لیمونن بررسی شد. برای شناسایی مواد متشکل روغن به دست آمده، از روش کروماتوگرافی گازی GC-MS و ستون HP.5 استفاده شد. نتیجه آزمایش ها نشان داد که در بهترین راند روش SFE (فشار 300 اتمسفر، دما 45 درجه سانتی گراد، زمان دینامیک استخراج 15 دقیقه و میزان درصد اصلاح گر 10 درصد) حدود 94 درصد لیمونن استخراج شد.

کاتیون های سنگین در پساب های بسیاری از معادن و کارخانه ها وجود دارند و بسیاری از این کاتیون ها سمیت بالایی داشته و برای انسان مضر می باشند. در این پژوهش حذف برخی از این کاتیون ها از پساب های شبیه سازی شده مورد بررسی قرار گرفته است. در بیشتر کارهای تحقیقاتی انجام شده، حذف هر کاتیون به صورت تنها مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق تاثیر مزاحمت کاتیون های سنگین بر هم، در جذب آن ها به وسیله زئولیت های سنتزی A و P تهیه شده از کلینوپتیلولیت طبیعی ایران مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور اثر زمان بر میزان جذب، جهت به دست آوردن زمان به تعادل رسیدن در محلول های حاوی 4 کاتیون Pb2+، Zn2+، Cd2+ و Ni2+ بررسی شد. سپس اثر پارامترهای دما، pH و غلظت این کاتیون ها در میزان جذب به روش ناپیوسته بررسی و سرانجام جذب هم زمان این کاتیون ها به وسیله ستون های پر شده با زئولیت های متفاوت انجام شد که در نتیجه عبور از ستون های متوالی، غلظت این کاتیون ها تا مقادیر بسیار پایینی کاهش داده شد.

سلول E. coli ATCC 11105 حاوی آنزیم پنی سیلین G آسیلاز (PGA) در ژل کلسیم آلژینات تثبیت شده و از بیوکاتالیست حاصل برای انجام واکنش هیدرولیز نمک پتاسیم پنی سیلین G (Pen G) به 6- آمینوپنی سیلانیک اسید(6-APA) و فنیل استیک اسید (PAA) مورد استفاده قرار می گیرد. 6-APA ماده واسطه کلیدی در تولید آنتی بیوتیک های نیمه سنتزی است که در صنایع دارویی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. عامل های متفاوتی بر سرعت انجام این واکنش آنزیمی دخالت دارند که از مهم ترین آن ها غلظت سلول ها در هر گویه کلسیم آلژینات می باشد. این عامل و عامل های موثر دیگر مثل دما، pH، غلظت سوبسترا و غلظت آنزیم برای بیوکاتالیست تهیه شده بهینه شده است. در شرایط بهینه به دست آمده (150 گویه کلسیم آلژینات حاوی سلول های تثبیت شده در 50 ml بافر pH 7.5، 100 mM، Tris-HCl حاوی 2 درصد سوبسترا در دمای 45 درجه سانتی گراد) میزان پایداری آنزیم تثبیت شده نیز در استفاده های مکرر بررسی شده است. بیوکاتالیست حاصل نتیجه های بهتری نسبت به موردهای مشابه تثبیت این سلول نشان می دهد.