نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال بیست و هفتم شماره 4 (پیاپی 51، زمستان 1387)

امروزه با توجه به اهمیت تولید دی متیل اتر به عنوان یک سوخت جایگزین و دوست دار محیط زیست و کاربرد های فراوان آن، فرایند تولید دی متیل اتر مورد توجه است. در این مقاله، واکنش آب گیری از متانول وتبدیل آن به دی متیل اتر روی ذره های کاتالیست گاما آلومینا مدل سازی می شود. این واکنش دارای سینتیک غیرخطی است که مدل سازی آن برای نخستین بار به وسیله ی مدل شبکه ای مورد بررسی قرار می گیرد. در این تحقیق، شبکه در نظر گرفته شده، یک شبکه دو بعدی است و برای حل معادله های نفوذ و واکنش از روش ORTHOGONAL COLLOCATION استفاده می شود. هدف از این پژوهش، تعیین ضریب کارایی کاتالیست با توجه به ساختار آن، دمای واکنش و غلظت مواد اولیه است. از این پارامتر در طراحی راکتور استفاده می شود.

دی متیل فرم آمید به عنوان یک حلال آلی با خصوصیات ویژه (شرایط ملایم پخت و انتخاب پذیری بالا) برای خمیر سازی از کاه برنج مورد استفاده قرار گرفت. این حلال در طول فرایند پخت از تخریب کربوهیدرات ها حفاظت می کند. عمل خمیر سازی به کمک فاکتور مرکزی مرکب در 3 سطح (دمای پخت °C 210~190، زمان پخت 180~ 120 دقیقه و غلظت DMF70٪ ~ 30) انجام شد و نتیجه های به دست آمده به کمک نرم افزار 14MINITAB تحلیل و مدل هر یک از پارامترهای خمیر، به دست آمد. مقدار بهینه هر یک از متغیرهای وابسته عبارت است از: بازده خمیر سازی 64/65 درصد، هولوسلولز 19/75 درصد، بتا سلولز 4/7 درصد، گاما سلولز93/7 درصد، متوسط طول الیاف mm624/0، مواد استخراجی خمیر 91/2 درصد، درجه روانی خمیر 363 میلی لیتر و مواد جامد درمایع پخت مصرفی 47/2 درصد. همچنین برای تولید خمیری با ویژگی های مناسب شرایط پخت در زمان 150 دقیقه، دمای °C 200 و غلظت 50 درصد DMF پیشنهاد می شود.

در این پژوهش، یک روش سریع و آسان برای اندازه گیری هم زمان کاپتوپریل و هیدروکلروتیازید از طیف های هم پوشانی شده در قرص ها با استفاده از اسپکترومتری زیر قرمز تبدیل فوریه (FT-IR) و روش های کالیبره کردن چند متغیره به کار رفته است. برای همه ی کالیبره کردن های کمومتری، یک سری غلظتی از مخلوطی از هیدروکلروتیازید (Hctz) و کاپتوپریل (Cpt) بر اساس طرح Full-Factorial در حلال دی متیل سولفوکسید (DMSO) تهیه شد. سپس تعداد فاکتورها، تعداد اسکن ها و تفکیک اپتیمم شد و طیف های عبوری FT-IR درگستره ی طیفی 1- cm 800 4000 ثبت شدند.کالیبره کردن های مورد بررسی، برای مخلوط های سنتزی از دو دارو با استفاده از نرم افزار Omnic QuantIR آزمایش شدند. نتیجه های روش ها با روش مرجع UV-VIS مقایسه و توافق خوبی مشاهده شد. از بین سه روش کمومتری که به کار رفت، روش PLS(حداقل مربعات جزئی)طیف های مشتقی مرتبه اول، بهترین نتیجه ها را می دهد. پارامترهای آماری مانند RMSEC(مجذور میانگین مجموع مربعات خطای کالیبره کردن)، RMSECV(مجذور میانگین مجموع مربعات خطای ارزیابی متقاطع) و SEP (خطای استاندارد پیش بینی) برای Cpt و Hctz به ترتیب 134/0، 152/0، 043/0 و 192/0، 224/0، 044/0 به دست آمد. انحراف استاندارد نسبی(RSD) برای 5 اندازه گیری مستقل و درصد بازیابی برای Cpt و Hctz به ترتیب2/1، 67/98، 8 /1 و 42/98 درصد بود. ضریب همبستگی (2R) منحنی های کالیبره کردن نیز قابل توجه بود. مزیت عمده روش مورد بررسی، آنالیز سریع و هم زمان چندین جزء در مخلوط بدون آماده سازی قبلی مانند جداسازی در HPLC و مشتق سازی در اسپکترومتری مشتقی است.

روزانه حدود 85 میلیون بشکه نفت در سراسر جهان مصرف می شود. طی سالیان متمادی و سه دهه اخیر نشت مواد نفتی از لوله های سوخت رسانی و مخازن پالایشگاه ها به محیط، سبب آلودگی شدید آب های زیرزمینی شده است. بر اساس پژوهش های، به عمل آمده، نزدیک به 5/1 میلیون مترمکعب مواد نفتی در محیطی به وسعت200 هکتار به منابع زیرزمینی رسوخ و سفره های آب را آلوده ساخته است. بهره گیری از مواد اصلاح کننده آلی متفاوت با استفاده از فرایند کمپوست، روش موثری است که برای پالایش خاک های آلوده به مواد نفتی، از آن استفاده می شود. در این پژوهش، تاثیر لجن فاضلاب شهری، کمپوست و فضولات طیور به عنوان مواد اصلاح کننده آلی بر روی خاک های اطراف پالایشگاه نفت تهران با غلظت آلودگی 000/140 میلی گرم در هر کیلوگرم، مورد بررسی قرارگرفت. موضوع اصلی در این پژوهش، یافتن بهترین ماده اصلاح کننده آلی و نسبت اختلاط بهینه آن با خاک آلوده نفتی است. اصلاح کننده ها ابتدا در فاز جامد (شرایط غیراشباع) به نسبت های متفاوت 1/0، 3/0، 5/0 و 1 با خاک آلوده مخلوط و به روش اختلاط دستی و سپس در نسبت 5/0 به روش هوادهی مورد بررسی قرار گرفتند. درصد حذف ترکیب های نفتی برای اصلاح کننده های لجن، کمپوست، فضله مرغی و خاک شاهد، در تجزیه پذیری ترکیب های نفتی با افزودن مواد اصلاح کننده آلی افزایش یافته و بیشترین تجزیه و حذف هیدروکربن ها در هر دو راکتوراختلاط دستی و توام با هوادهی در نمونه های حاوی لجن فاضلاب شهری در نسبت های 1 و 5/0 مشاهده شد.

در این پژوهش، اثر پارامترهای عملیاتی بر ضریب های انتقال جرم و حرارت در مرحله خشک شدن با نرخ تبخیر نزولی، و همچنین رابطه آنها با ضریب های انتقال جرم و حرارت در مرحله خشک شدن با نرخ تبخیر ثابت، تعیین شده اند. برای انجام آزمایش ها، یک خشک کن بسترسیال آزمایشگاهی طراحی و ساخته شد و آزمایش های لازم به وسیله ی آن انجام شد. نتیجه ها نشان می دهد تا زمانی که مقدار رطوبت متوسط بدون بعد ماده بیشتر از 5/0 است، افزایش دما و سرعت هوای ورودی موجب افزایش ضریب های انتقال جرم و حرارت می شود. برای بررسی اثر رطوبت ماده خشک شونده بر ضریب انتقال جرم (ضریب انتقال حرارت) و همچنین رابطه بین ضریب انتقال جرم (ضریب انتقال حرارت) در مراحل خشک شدن با نرخ تبخیر ثابت و خشک شدن با نرخ تبخیر نزولی، فاکتور کاهش ضریب انتقال جرم (ضریب انتقال حرارت) به صورت نسبت عدد شروود (عدد ناسلت) در حالتی که رطوبت ماده برابر X است به عدد شروود (عدد ناسلت) در حالتی که رطوبت ماده برابر Xc (رطوبت بحرانی) است، تعریف شده و مقدار این فاکتور به صورت تابعی از رطوبت ماده و ضریب شاخص خشک شدن ارایه شده است. نتیجه ها نشان می دهد که رابطه ارایه شده برای محاسبه فاکتور کاهش ضریب انتقال جرم (ضریب انتقال حرارت) با استفاده از ضریب شاخص خشک شدن از دقت بالاتری برخوردار است.

با توجه به پیچیدگی ترکیب های فلزی موجود در نفت خام، در این پژوهش استفاده از ترکیب هایی با ویژگی های فیزیکی و شیمیایی مشابه با ترکیب های اصلی فلزی نفت مورد توجه قرار خواهد گرفت. در این راستا مواد دی سدیم پروتوپورفیرین، تترا فنیل پورفین وانادیم اکساید و نیکل تترافنیل پورفین از مشتقات پورفیرینی، برای جداسازی باکتری ها انتخاب شدند. از بین 80 نمونه جمع آوری شده از خاک، آب و لجن آلوده به نفت از مناطق نفتی جنوب ایران، تعداد 22 باکتری خالص با قابلیت کاهش ترکیب های پورفیرینی شناسایی شد. از این میان، باکتری Pseudomonas stutzeri و Provedenica stuartii با بالاترین بازده کاهش ترکیب های مدل نیکل و وانادیم به ترتیب به میزان 28 و 34 درصد شناسایی و خالص سازی شدند. همچنین عملکرد باکتری در شرایط متفاوت محیطی با اندازه گیری میزان حذف ترکیب مدل در محیط مورد ارزیابی قرار گرفت.

در این مقاله اثر هم زمان یک ماده فعال سطحی(یونی- غیریونی) و نمک معدنی، روی پدیده پیوند قطره با فصل مشترک در سامانه آب وتولوئن خالص مورد بررسی قرارگرفت. سدیم دو دسیل سولفات (SDS) و ستیل تری متیل آمونیم بروماید (CTAB) به ترتیب مواد فعال سطحی بار منفی(آنیونی) و بار مثبت (کاتیونی)، ماده فعال سطحی غیر یونی 1- دکانول، و نمک های معدنی سدیم کلرید (NaCl) و منیزیم سولفات)4(MgSO به کار برده شد. نتیجه ها نشان می دهد که افزودن مواد فعال سطحی و نمک معدنی به سامانه، اثر گذار بوده و باعث افزایش زمان پیوند شده است. با به کار گیری ماده فعال سطحی بار مثبت و قوی (CTAB)، که از نظر قدرت کاهش کشش بین سطحی است، زمان پیوند افزایش می یابد. هرچه نمک اضافه شده از قدرت یونی بالاتری برخوردار باشد)4(MgSO، باعث افزایش قابل ملاحظه ای در متوسط زمان پیوند پاره ای و در نتیجه کل زمان پیوند می شود.

در این پژوهش، با توجه به تغییرهای رئولوژی محیط کشت، هم زمان با رشد میکرواورگانیسم های رشته ای رفتار رئولوژیک مایع تخمیر و ارتباط تغییر معیارهای آن با رشد سلولی و تولید کلاولانیک اسید توسط Streptomyces clavuligerus در یک محیط پیچیده مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس داده های به دست آمده، مدل رئولوژیک مایع تخمیر سودوپلاستیک تعیین و مشخص شد که ثابت غلظت (K) حاصل از این مدل با مقدار بیوماس باکتری ارتباط مستقیمی دارد. همچنین تغییرهای مورفولوژی سویه باکتری همراه و هماهنگ با تغییرهای ثابت غلظت بوده و بیشترین تراکم میسلیوم ها و ثابت غلظت (Pa.sn) 446/0 و وزن خشک سلولی (g/l) 84/1 در پایان روز دوم به دست آمد. بر این اساس می توان از ثابت غلظت به عنوان معیاری سریع برای ارزیابی رشد باکتری استفاده کرد. بیشترین میزان تولید کلاولانیک اسید (mg/l) 620 در پایان روز چهارم به دست آمد. همچنین مورفولوژی میسلیوم های پراکنده حالت مطلوب برای تولید کلاولانیک اسید بود.

مبدل های قاب و صفحه ای امروزه در بیشتر صنایع به ویژه در صنایع غذایی کاربرد گسترده ای یافته اند.در این پژوهش، رویه طراحی سریع (RDA) به منظور طراحی سریع و بدون نیاز به حدس و خطا در مبدل های صفحه ای به کار گرفته شده است. در این روش، با توجه به اینکه حداکثر افت فشار مجاز از همان ابتدای طراحی لحاظ می شود، سطح محاسبه شده بهینه تر از دیگر روش های متداول در طراحی خواهد بود، به طوری که استفاده از این روش نقش عمده ای در کاهش هزینه های سرمایه گذاری خواهد داشت. همچنین مدل سازی و دستیابی به توزیع دمایی در این مبدل ها مورد بررسی قرار گرفته شده و تغییرهای دما در صفحه های متفاوت مبدل و نیز تغییرها در طول هر صفحه آن را تعیین کرده و ننتیجه های حاصل با اطلاعات سایر پژوهشگران مقایسه شده است.

در این پژوهش، داده های تعادلی جدیدی برای تشکیل هیدرات در مجاورت محلول 20 درصد وزنی متانول در آب برای گاز کربن دی اکسید و مخلوط هایی از گازهای متان و کربن دی اکسید با استفاده از روش حجم ثابت به دست آمده است. این داده ها در گستره ی دمایی بین 7/264 تا 7/270 کلوین و گستره ی فشار بین 47/1 تا 16/3 مگا پاسکال برای گاز کربن دی اکسید و برای مخلوط های کربن دی اکسید و متان در گستره ی دمایی 9/262 تا 7/273 کلوین و گستره ی فشار بین 37/1 تا 1/5 مگا پاسکال هستند. داده های به دست آمده در این کار، برای کربن دی اکسید در مجاورت محلول 20 درصد وزنی متانول با داده های موجود در منابع سازگاری خوبی ندارد، ولی سازگاری مدل های ترمودینامیکی با داده های به دست آمده در این کار خوب است. برای مدل سازی شرایط تشکیل هیدرات از معادله ی حالت پنگ رابینسون (PR EOS) و قوانین اختلاط WS (Wong - Sandler) برای به دست آوردن فوگاسیته اجزاء در فاز گاز و فعالیت آب در فاز مایع، و برای فاز هیدرات نیز از مدل وان دروالس پلاتیو (vdW-P) استفاده شده است. مقایسه بین نتیجه های مدل سازی با داده های آزمایشگاهی به دست آمده سازگاری خوبی را نشان می دهد.