فهرست مطالب

مهندسی شیمی ایران - پیاپی 57 (مهر و آبان 1390)

دوماهنامه مهندسی شیمی ایران
پیاپی 57 (مهر و آبان 1390)

  • تاریخ انتشار: 1390/09/28
  • تعداد عناوین: 11
|
  • سرمقاله
  • مقالات
  • جواد فهیم، محمدرضا کمالی، علیرضا کمالی * صفحه 4

    اشتعال جامد، الگوی خاصی از احتراق است که تمام ترکیبات آن اعم از مواد اولیه، نهایی و احتمالا بین مرحله ای حتی در بیشینه دمای احتراق، در فاز جامد حضور دارند. محصولات حالت جامد شامل ترکیبات دیرگداز با ارزش نظیر کاربید، بورید و غیره می باشند. تحقیقات بعمل آمده در این زمینه عمدتا بر توسعه روش نوین تولید ترکیبات دیرگداز و سرامیک های پیشرفته، بنام سنتز خودانتشاریابنده در دمای بالا1 متمرکز شده است. در حال حاضر با پیشرفت علم و فناوری، سنتز خودانتشاریابنده در دمای بالا در حال فتح قله های علمی دنیا و غلبه بر آن است. در فعالیت های تحقیقاتی به عمل آمده در کشور ژاپن و شوروی سابق، روش فوق الذکر به عنوان شاخه اصلی تحقیقات و توسعه معرفی شده است.
    در این مقاله، به تاریخچه فرایند سنتز خود انتشار یابنده در دمای بالا و نمونه هایی از کاربردهای آن از قبیل نقش آن در حفاظت از محیط زیست اشاره می شود.

    کلیدواژگان: اشتعال جامد، احتراق، سنتز خودانتشاریابنده در دمای بالا، سرامیک، محیط زیست
  • فریبرز سیف الهی صفحه 16
    هدف این تحقیق بررسی خواص بویایی روغنهای پالم اولئین و آفتابگردان و مخلوطهای مختلف آنها با استفاده از یک سیستم مبتنی بر حسگرهای اکسید فلزی (بینی الکترونیکی) می باشد. از سیستم مذکور همچنین برای تشخیص مقدار درصد ترکیبهای مختلف از این دو روغن با استفاده از تجزیه و تحلیل خواص بویایی استفاده گردید. سیستم بینی الکترونیکی به کار رفته توانست با موفقیت مقادیر درصد ترکیب اجزای تشکیل دهنده نمونه مجهول را با استفاده از مدل به دست آمده از آزمایش نمونه هایی با درصد ترکیب معلوم تعیین کند. مدل تجزیه ای به کار رفته در این بررسی برای تحلیل داده ها و تشخیص مربوطه، مدل کنترل کیفیت آماری (SQC)1 می باشد.
    کلیدواژگان: پالم اولئین، پنبه دانه، خواص بویایی، حسگرهای اکسید فلزی و بینی الکترونیکی
  • افشین فرح بخش، حسنعلی زمانی، سوسن کامل رحیمی، اعظم نیازمند، ساویز عباسزادگان، سمیرا رزمی صفحه 23
    در این مقاله برای ایجاد بستری مناسب از آنزیم گلوکوزاکسیداز با مزایای سطح عملیاتی و بازدهی بیشتر، کنترل دقیق تر واکنش آنزیمی، جلوگیری از نابودی و هدررفتن آنزیم ها و همچنین استفاده و انتقال آسان و راحت بستر آنزیمی بعد از انجام چندین مرحله اصلاح سطح و رشد دادن نانولوله های کربنی تک جداره (SWCNT) برروی ورق طلا از آنها به عنوان بستر تثبیت، استفاده شده است. برای اتصال و تثبیت بهتر آنزیم برروی بستر، بستر آماده شده توسط اسید سولفوریک و اسید نیتریک غلیظ و مقدار زیادی آب یونیزه شستشه شده و برای جلوگیری از اثر مخرب فلز طلا برروی آنزیم و جلوگیری از غیر فعال شدن آن، قبل از عملیات تثبیت، سطح به ماده سیستامین آغشته گردیده است. با توجه به اندازه بزرگ آنزیم گلوکوزاکسیداز در مقایسه با سطح بستر، برای ایجاد اتصال از ماده واسطی با یک سر آمیدی و یک سر پیرینی به عنوان واسط و انتقال دهنده استفاده شده و برای پایدار نمودن این اتصال، بستر آماده شده چندین ساعت، در محلول دی متیل فرمامید (DMF)1 قرارگرفته است. میزان فعالیت آنزیم تثبیت شده در طول موج nm 460 توسط دستگاه طیف نورسنج اندازه گیری و برای بررسی پایداری آن در زمانهای مختلف، نمودار میزان فعالیت در مقابل زمان رسم شد. بستر تهیه شده که دارای میزان زیادی آنزیم گلوکوزاکسیداز است می تواند به عنوان الکترود در حسگرها به کارگرفته شود.
    کلیدواژگان: نانولوله کربنی تک جداره، آنزیم گلوکوز اکسیداز، رسوبدهی فاز بخار، زیست حسگر
  • بهزاد رستمی، ریاض خراط، سیروس قطبی صفحه 29
    در این مطالعه آزمایش های ریزش ثقلی اجباری با تغییر گسترده در مشخصه های فیزیکی و عملیاتی از جمله نوع سیال، طول مدل، نفوذپذیری و نرخ تزریق انجام شد. در ادامه، نتایج آزمایش ها به وسیله اعداد بدون بعد متداول در فرایندهای تزریق گاز مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت. نتایج این مطالعات نشان می دهند که میزان بازیافت نفت با عدد بوند رابطه مستقیم و با عدد مویینگی رابطه عکس دارد. به علاوه، نتایج نشان می دهند که ازریابی کلی تولید برای تمام نکات مورد مطالعه، تنها و به کمک یکی از اعداد بدون بعد امکان پذیر نیست. برای رفع این مشکل، عدد بدون بعد ترکیبی جدیدی پیشنهاد شد. در این عدد، توان عدد بوند از عدد مویینگی بیشتر بوده که خود نشان دهنده درجه اهمیت عدد بوند در مقایسه با عدد مویینگی است. در انتها نیز کاربرد عدد بدون بعد پیشنهادی با آزمایش های متعددی مورد ازریابی قرار گرفت.
    کلیدواژگان: ریزش ثقلی اجباری، اعداد بدون بعد، عدد بوند، عدد مویینگی، عدد بدون بعد ترکیبی، ازدیاد برداشت، تزریق گاز
  • رضا سید مهدیزاده، محمدرضا سحرخوان، محمدرضا دهقانی * صفحه 41

    ترکیبات اولفینی از مهم ترین هیدروکربن های سیرنشده هستند. این ترکیبات در صنایع گوناگون نقش کلیدی ایفا می کنند. از جمله مهم ترین روش های تولید اولفین، کراکینگ هیدروکربن های سیرشده با بخار آب است. بهینه سازی اقتصادی و عملیاتی در واحدهای تولید اولفین، بدلیل پیچیدگی تحلیل کیفی و اقتصادی این فرایندها از اهمیت بالایی برخوردار است. استفاده از نرم افزارهای شبیه ساز امکان انجام این مطالعات را فراهم کرده اند. در این مقاله فرایند تولید اولفین بر پایه دانش فنی شرکت لینده توسط نرم افزار HYSYS شبیه سازی شده و نتایج آن با اطلاعات مندرج در نقشه عملیاتی واحد، مقایسه شده است. ضمنا پارامترهای عملیاتی موثر در فرایند تولید اولفین به روش کراکینگ با بخار آب مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می-دهند که محاسبات نرم افزاری دارای حداقل خطا بوده اند.

    کلیدواژگان: اولفین، اتیلن، کراکینگ، شبیه سازی، نرم افزار HYSYS
  • مائده سلماسی، شهره فاطمی صفحه 55
    فرایند تبدیل متانول به اولفین به جهت تبدیل گاز طبیعی به محصولات شیمیایی با ارزش دارای اهمیت می باشد. غربال های مولکولی از متداول ترین کاتالیزگرهای مورد استفاده در این فرایند می باشند. در این مقاله، گزینش پذیری سه گروه از غربال های مولکولی شامل کوچک، متوسط و بزرگ حفره نسبت به اولفین های سبک در واکنش تبدیل متانول به اولفین بررسی شده است. غربال های مولکولی کوچک حفره در مقایسه با غربال های مولکولی متوسط و بزرگ حفره دارای گزینش پذیری بالایی نسبت به اولفین های سبک می باشند؛ ولی تشکیل ترکیبات شاخه دار و آروماتیک ها در داخل حفرات آن ها سبب غیر فعال شدن سریع کاتالیزگر می شود. بررسی غربال های مولکولی به عنوان کاتالیزگر جهت تبدیل متانول به اولفین های سبک نشان داده است که غربال های مولکولی کوچک حفره و به ویژه شبه زئولیت های SAPO از نظر گزینش پذیری نسبت به اولفین های سبک و کمترین میزان محصولات جانبی، دارای بهترین عملکرد می باشند. غربال مولکولی (SAPO-34) به جهت قدرت اسیدی و اندازه مناسب حفرات، دارای گزینش پذیری بالایی می باشد.
    کلیدواژگان: تبدیل متانول به اولفین، غربال های مولکولی، SAPO، 34، ZSM، 5
  • سعید زینالی هریس، احمد اخوت، میر مجتبی بکتاش صفحه 65
    خصوصیات نانو پودرهای مختلف آلومینیم، مشابه میکروذرات آلومینیمی دارای طرفداران و منتقدان بسیاری جهت استفاده به عنوان سوخت های جامد موشک می باشند. در این بررسی، این خصوصیات و تاثیر آن ها بر مشخصات عملکردی و فرمولبندی احتراقی سوخت های آلومینیمی موشک توسط روش های BET1 و میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM2 به منظور تعیین میزان کارایی آن ها به عنوان سوخت جامد مورد بررسی قرار گرفته است. این ذرات که به عنوان مواد تشکیل دهنده سوخت موشک مورد استفاده قرار می گیرند بر پایه پرکلرات آمونیوم (AP)3 به عنوان اکسید کننده و HTPB4 به عنوان پوشش می باشند. سه دسته سوخت که شامل ترکیبات مختلفی می باشند به منظور بررسی اثرات جایگزینی نانو ذرات آلومینیم به جای میکرو ذرات آلومینیم، تاثیرات توزیع غیریکنواخت آلومینیم و بررسی اثرات کهنگی سوخت بر روی سرعت اشتعال پایدار، مورد بررسی قرار گرفت. با بررسی این سوخت ها مشخص شد که با کاهش اندازه ذرات آلومینیم (استفاده از ذرات درمقیاس نانو به جای میکروذرات) و نیز استفاده از ذرات نوتر، در مقایسه با ذرات با زمان نگهداری طولانی تر، سرعت اشتعال پایدار افزایش می یابد. با جایگزینی جزئی نانو ذرات (Al-01a) (15/0 میکرومتر) به جای 20% از ذرات (Al-06) (فلس های آلومینیم 50 میکرومتری) سرعت اشتعال 40% افزایش یافت. در حالی که با جایگزینی (Al-03d) (5/2 میکرومتر) با مقدار مشابهی از (Al-06)، سرعت اشتعال فقط 28% افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: سوخت های جامد موشک، سطح مخصوص، نانو ذرات آلومینیم، سرعت اشتعال پایدار، میکروسکوپ الکترونی
  • فاطمه ذبیحی، مریم اوتادی، مازیار شریف زاده صفحه 74
    از روش پاشش ناگهانی جت فوق بحرانی در محیط مایع جهت تولید ریز ذرات یک ماده دارویی و افزایش سرعت انحلال پذیری آن استفاده شده است. این روش به دلیل اعتدال شرایط عملیاتی بالاخص برای مواد زیست شناختی، ترکیبات آلی، مواد دارویی و غذایی بیشتر از سایر روش های تولید ریز ذرات مورد استقبال قرار گرفته است. پاشش سیال فوق بحرانی به درون محیط فشرده مایع، می تواند منجر به تولید ذراتی ریز و یکنواخت گردد. هدف اصلی این تحقیق بررسی اثر شرایط محیط دریافت دارنده جت پاششی بر خواص ذرات است. نتایج نشان می دهند که اگر مایع دریافت کننده جت دمای پایین (کمتر از C°10) قرار داشته باشد، ذرات تولید شده، درشت و نسبتا کریستالی بوده و از سرعت انحلال پذیری چندان بالایی برخوردار نخواهند بود. گذشته از دمای مایع، استفاده از محلول پلیمری به جای آب خالص، می تواند به بهبود کیفیت ذرات کمک کند. ترکیب مدل انتخاب شده در این آزمایش ایبوبروفن است که دارویی ضد درد و التهاب بوده و عموما به صورت خوراکی مصرف می شود. جذب این دارو در بدن به دلیل نامحلول بودن آن، بسیار کم است. کاهش اندازه ذرات این ترکیب جامد، موجب افزایش سطح ویژه و سرعت انحلال پذیری آن می شود. سیال به کار گرفته شده نیز گاز CO2 است که در شرایط کاملا«معتدل (فشار bar 72 و دمای C°1/31) به نقطه بحرانی می رسد. به علاوه غیر سمی و ارزان قیمت بوده و بر ماهیت شیمیایی مواد تاثیر نمی گذارد.
    کلیدواژگان: پاشش ناگهانی، جت پاششی، دی اکسید کربن فوق بحرانی، ریز ذرات دارویی، محلول پلیمری
  • فرشاد سلیمانی، محمد رضوانی صفحه 83
    مواد نانومتخلخل در دهه اخیر از گسترش چشمگیری برخوردار بوده اند و شیشه سرامیک های نانومتخلخل در این توسعه سهم به سزایی را بر عهده داشته اند. این مواد، طی سالیان اخیر رشد و کاربردهای جالبی در مواد زیستی، تثبیت آنزیم ها، کاتالیزگرهای گازها و دیگر کاربردها یافته اند. در این گزارش ابتدا به معرفی و دسته بندی شیشه سرامیک های متخلخل پرداخته شده است. همچنین سه روش ایجاد تخلخل با ابعاد نانومتری از طریق «ترکیب با مواد آلی و خروج آن در دمای بالا»،«ایجاد فازهای بلورین حل شونده در اسید و اسید شویی» و «لیتوگرافی-اسیدشویی» به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت روش های کنترل اندازه تخلخل ها در شیشه سرامیک ها مورد بحث واقع شده است.
    کلیدواژگان: شیشه سرامیک، نانومتخلخل، اسید شویی
  • اخبار و گزارش ها
  • صفحه 95
|
  • J. Fahim, M. R. Kamali, A. R. Kamali Page 4

    Solid flame, represents a special pattern of combustion That all of its compounds involved starting, final, and possibly intermediate materials are present in their solid state even at maximum combustion temperatures. The products of solid flame are composed of valuable refractory compounds like as carbides, borides, etc. The focus of conducted researches in this field was on the development of a new production method for Refractory Compounds and Advanced Ceramics, the self-propagating high-temperature synthesis (SHS). It should mention that nowadays By development of sciences and technology, the SHS Process is Conquering the World. Also, in the conducted researches in Japan and Former Soviet Union, This Process was presented as a main branch of Research and Development.In this article, the Historical Perspective of SHS Process and its applications like as Environmental Protection, will be mentioned.

  • F. Seifollahi Page 16
    The objective of this research is to investigate the olfactory characteristics of the two selected oils and their various bends using a metal oxide sensor-based instrument (electronic-nose) for headspace analysis. The instrument was also employed to identify the percentages of the above-mentioned oils in unknown samples. The electronic-nose was therefore employed successfully for quantitative analysis of the concerned oil blends (i.e. for determination of unknown blend composition). The Chemometric methodology used for data processing and identification was Statistical Quality Control (SQC).
  • A. Farahbakhsh, H. A. Zamani, S. K. Rahimi, A. Niazmand Page 23
    In this paper, the carbon nanotube was applied to prepare an appropriate bed for immobilization of Glucose Oxidase enzyme. The more operational advantages of glucose oxidize enzyme matrix include: efficiency and more accurate control over enzyme reaction, protection against destruction and waste of enzymes, application of enzyme matrix with high efficiency and control of enzymic reaction. For immobilization and stabilization of enzyme on the bed, the ready matrix was washed by sulfuric acid, nitric acid and enough ionized water. The matrix surface, for restrain distort enzyme, was covered by Sistamine. The glucose oxidize enzyme was connected on the matrix by intermediate material; one side of intermediate material is amid group and another side is pyren group. For elimination of impurity, the ready matrix was put into Dimethylformamide (DMF) for several hours. The activity parameter of enzyme was measured by Spectrophotometer in the 460 nm wave length; the immobilized enzyme was could stable for long time. This matrix can use as electrode in sensors structure.
  • B. Rostami, R. Kharrat, C. Ghotbi Page 29
    A number of forced gravity drainage experiments have been conducted using a wide range of the physical and operational parameters, where the type, length and permeability of the porous medium as well as oil viscosity and injection rate were varied. Results indicate that an increase in Bond number has a positive effect on oil recovery whereas capillary number has an opposite effect. Furthermore, it was found that use of each number alone is insufficient to obtain a satisfactory correlation with recovery. A combined dimensionless group is proposed that combines the effect of all three forces. The exponent of the Bond number in the proposed group is larger than the capillary number suggesting a larger importance for the former. We then show that the same group provides a good correlation for recovery from addition experiments conducted in this work and another set of experiments in the literature.
  • R. S. Mehdizadeh, M. R. Saharkhan, M. R. Dehghani Page 41

    Olefin compounds are considered as the most important unsaturated hydrocarbons. They play a key role in different industries. Steam cracking of saturated hydrocarbons is one of the most important methods for production of these compounds. Economical and operational optimization in the olefin plants because of their complexity is very important. Using simulation software provides us the possibility of these studies. In this work utilizing HYSYS simulation software an olefin plant based on Linde technology has been simulated and the operational parameters in steam cracking have been studied. The results have been compared with process flow diagram data. It has been shown that the software results have minimum error.

  • M. Salmasi, Sh. Fatemi Page 55
    Conversion of methanol to olefins (MTO) process is one of the most interesting processes for converting natural gas to chemical products. Molecular sieves are the conventional catalysts for this process. In this paper, the selectivity of three groups of molecular sieves, including small, medium and large pore opening, relative to light olefins has been studied for the purpose of improvement of the light olefin products in MTO reaction. Small pore opening molecular sieves in comparison with large and medium pore opening molecular sieves showed higher selectivity to light olefin, although formation of branched isomers and aromatics in its pores caused fast deactivation of the catalyst. Evaluation of these groups of molecular sieves for conversion of methanol to light olefins showed that small pore size molecular sieves, particularly SAPO-34, exhibited the best performance based on the selectivity to C2–C4 olefins and minimum production of paraffinic and aromatic byproducts. Because of its appropriate size and acidity, SAPO-34 molecular sieve reveals a very high selectivity to light olefins. However formation of aromatic compounds inside the small pores of this catalyst may lead to its faster deactivation.
  • S. Zeinali Heris, A. Okhovat, M. M. Baktash Page 65
    The application of Aluminum nanoparticles for rocket solid propellants similar to Aluminum microparticles has advantages and disadvantages. Rocket solid propellants for space applications are composite materials, constituted by the major part of an oxidation agent (an inorganic salt as ammonium perchlorate AP); a metallic filler being a good fuel (aluminum powder) and an organic binder (typically a polymeric matrix as hydroxyl-terminated polybutadiene HTPB). In the present study, the characterization of Al nanopowder, their effects on rocket solid propellants performance and combustion formulation evaluated using SEM and BET methods. Also some series of propellant that contains different formulation were studied, in order to evaluate the effects of using nanoparticles instead of microparticles, non-homogeny of Al dispersion and the effect of residence time on stable combustion velocity. The results of investigation indicated that the stable combustion velocity increased by decreasing Al particles size and using newer nanoparticles instead of older one.
  • F. Zabihi, M. Otadi, M. Sharifzadeh Page 74
    At the present work, we used the RESOLV (rapid expansion of supercritical solution in to the liquid solvent) method in order to drug nano-particles formation with high solubility rate. This method is specially recommended for producing the biologics, drugs and food material nano-particles because of the middle operational condition. Spraying the supercritical solution into a high dense environment causes fine and uniform paricels formation. Investigation of the jet receiver liquid conditions effects on the formed particles physical properties, is the main goal at this study. Results showed that if the receiver liquid temperature adjusted at below 10°C, non-uniform and crystalline particles whitouth any considerable solubility rate achivment. Apart from the loquid temperature, using a polymeric solution as the receiving liquid affects on the particles properties. The model component at this work is iIbuprofen that is a anti-inflammatory and analgestic drug that always used orally. Decreasing the particles size causes increasing mean particle area and solubility consequently. CO2 which is a reasonable, available, non-flameable and non-toxic gas, with middle supercritical point condition (72 bar and 31/1°C) was used as the supercritical fluid.
  • F. Soleimani, M. Rezvani Page 83
    Nanoporous materials have developed in recent decade. Nanoporous glass ceramics had great role in this development. They found interesting applications in biology, immobilization of enzymes, gas catalysts & etc. In this report, porous glass ceramics and their classification are introduced briefly; Then three methods for fabricating nano-sized pores using “Combination with organic materials and burnout of them in high temperature”, “Acid soluble crystalline phases making & leaching” & “Lithography-leaching”are introduced and studied. Finally, porosity size control in glass ceramics is discussed.