فهرست مطالب

شیمی و مهندسی شیمی ایران - سال چهل و دوم شماره 4 (پیاپی 110، زمستان 1402)

نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال چهل و دوم شماره 4 (پیاپی 110، زمستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1403/02/01
  • تعداد عناوین: 21
|
  • محمد حسین کرمی، مجید عبدوس*، محمد رضا کلایی، امید مرادی صفحات 1-17

    داروی کورکومین یک پلی فنول زرد رنگ است که عمدتا از گیاه کورکوما لانگا و همچنین از چندین عضو دیگر خانواده زنجبیل، استخراج می شود. برای غلبه بر حلالیت آبی و فراهمی زیستی ضعیف داروی کورکومین، تاکید بر ویژگی های عملکردی آن و گسترش کاربردهای آن در صنایع دارویی به طور گسترده،  بسیاری از سیستم های نانومقیاس برای بارگذاری و رهایش دارو استفاده شده اند. در طی چندین دهه، کیتوسان به عنوان یک زیست پلیمر طبیعی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته است. به دلیل ماهیت پلی کاتیونی، زیست تخریب پذیری، زیست سازگاری، غیر سمی بودن و غیر آلرژی زا بودن آن مورد مطالعه قرار گرفت. اصلاح کیتوسان برای کاربردهای گوناگون می تواند به راحتی با توجه به گروه های فعال فراوان (NH2 و OH) در زنجیره اصلی به دست آید. رهایش کنترل شده دارو به منظور حفظ غلظت درمانی بهینه دارو در خون است که باعث افزایش ماندگاری و مدت فعالیت داروهای با نیمه عمر کوتاه  می شود. رهایش کنترل شده دارو موجب می شود که سرعت رهایش دارو برای داروهای با رهایش طولانی،  مدت قابل پیش بینی و تکرار پذیر داشته باشد.  بنابراین  توسعه سیستم های کلوئیدی برای کپسوله سازی ورهایش کورکومین یک استراتژی امیدوارکننده برای غلبه بر محدودیت های رهایش دارو  می باشد. در این پژوهش، به بررسی نانوحامل های بر پایه کیتوسان و خواص فیزیکی و شیمیایی، مانند بار سطحی، ریخت شناسی، نیروی محرکه کپسولاسیون، و مشخصات رهایش، پرداخته می شود که این ویژگی ها عملکرد نانوحامل های بر پایه کیتوسان را برای کاربردهای دارویی تعیین می کنند.

    کلیدواژگان: کورکومین، زیست فراهمی، کپسوله کردن دارو، کیتوسان، بیماری های مزمن
  • سیده ستاره عطار سیدی، مسعود مختاری* صفحات 19-29
    در کار حاضر، هیدروژل ژلاتین-پلی وینیل الکل با استفاده از K2S2O8 در محیط آبی در حضور N,N'-متیلن بیس  اکریل آمید تهیه شد. هیدروژل ژلاتین-پلی وینیل الکل با FT-IR، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و بررسی میزان تورم شناسایی شد. سپس بارگیری و آزادسازی داروی فلووکسامین مالئات با استفاده از هیدروژل ژلاتین-پلی وینیل الکل مورد مطالعه قرار گرفت. اثرات دما و pH بر بارگذاری و آزادسازی داروی فلووکسامین مالئات در هیدروژل ژلاتین-پلی وینیل الکل مورد بررسی قرار گرفت. نتایج FT-IR، تشکیل هیدروژل ژلاتین و پلی وینیل الکل را تایید کرد. نتایج نشان داد که بیشترین آزادسازی دارو در 2 pH = در دمای اتاق پس از 6 ساعت با مقدار ppm98/43 به دست آمد. هیدروژل ژلاتین- پلی وینیل الکل جذب آب حدود 11 برابر را در دمای اتاق نشان می دهد. هیدروژل ژلاتین- پلی وینیل الکل به pH و دما حساس است و آزادسازی کنترل شده فلووکسامین مالئات را در محیط معده  فراهم می کند
    کلیدواژگان: ژلاتین، پلی وینیل الکل، هیدروژل، فلووکسامین مالئات، رهایش دارو
  • مهدی محمودیان*، فاطمه زنبیلی صفحات 31-44
    خاصیت خود ترمیمی، به توانایی یک ماده ی برای ترمیم آسیب و بازیابی عملکرد اولیه خود به صورت ذاتی یا غیر ذاتی، اشاره دارد. در این مطالعه، از ماده ی آب دوست طبیعی ثعلب، به عنوان ماده ی اولیه برای تهیه ی هیدروژل ها و از روش بسپارش رادیکالی آزاد، جهت بهبود خواص و اصلاح آن ها، استفاده شد. سپس نانوذرات مغناطیسی Fe3O4، سنتز گردید و در ماتریس هیدروژل هایی که دارای خاصیت خود ترمیمی بودند، وارد شد. ساختار هیدروژل های سنتز شده با انجام آنالیزهای FT-IR، FE-SEM و پایداری حرارتی آن ها با انجام آنالیز TGA تعیین گردید. درصد تورم نمونه های هیدروژل در شرایط مختلف اندازه گیری شد. خواص خود ترمیمی هیدروژل ها، نیز مورد بررسی قرار گرفت. اصلاح هیدروژل ثعلب با استفاده از پلی آکریلامید و افزودن نانوذرات مغناطیسی Fe3O4   به ساختار آن، باعث بهبود درصد جذب آب و خواص خود ترمیمی شد؛ به طوری که هیدورژل نانوچندسازه ثعلب اصلاح شده با پلی آکریلامید و  دارای %7 وزنی نانوذرات Fe3O4، دارای بیشترین میزان درصد تورم (2335%) پایداری حرارتی بالا (حدود 550 درجه ی سلسیوس)، خاصیت خود ترمیم شوندگی سریع (بعد از گذشت 30-35 دقیقه در دمای محیط)، مقادیر محتوای ژل (Gel content value) برابر با 81٪، می باشد.
    کلیدواژگان: هیدروژل های خود ترمیم شونده، نانوکامپوزیت، بسپارش رادیکالی آزاد
  • ابوالفضل میرزاپور* صفحات 45-54
    بسترهای نانومتری چندلایه مبتنی بر گرافیت به عنوان حوزه ای جدید در طراحی و ساخت زیست کاتالیست ها ظهور کرده است. نانوسطح های لایه لایه و خودآرایی شونده می تواند سطح قابل دسترس چشمگیری برای استقرار داروها، سامانه های زیستی و آنزیم های فعال در تشخیص نشانگرهای زیستی فراهم آورد. در این مطالعه، یک بیوالکترود جدید با خودآرایی گرافن متخلخل و پلیمر غنی از گوانین ساخته شد. گرافن متخلخل که به صورت صفحات لوله ای روی هم تابیده شده است، آبگریز بوده و با پلیمر غنی از گوانین برای استقرار آنزیم گلوکز اکسیداز عامل دار شد. صفحات گرافنی به واسطه برهمکنش با پلیمر های اشباع از گوآنین در محیط آبی به صورت کامل توزیع شده است. پاسخ الکتروشیمیایی بیوالکترود به گلوکز به عنوان مدلی برای بیوالکتروکاتالیست مورد مطالعه قرار گرفت. بیوالکترود پاسخ خطی به غلظت گلوکز در محدوده 0.2 تا 2 میلی مولار، حساسیتی به میزان 0.092 میکرو آمپر/میکرومولار/سانتی متر مربع و حد تشخیص 0.086 میکرو مولار را  نشان داد. این پژوهش نشان داد که گرافن متخلخل می تواند برای ساخت رابط های بیوالکترونیکی و ساخت دستگاه های زیستی الکتروشیمیایی مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: نانوالکتروکاتالیست، گلوکز اکسیداز، گرافن متخلخل، پلیمر خطی، گلوکز
  • مسعود فرجی*، یوسف رزمی صفحات 55-64
    پیل سوختی میکروبی (MFC) ابزاری است که انرژی شیمیایی را از طریق فرآیندهای کاتالیستی میکروارگانیسم ها به انرژی الکتریسیته تبدیل می کند. در این مطالعه، فیلم انعطاف پذیر بر پایه گرافیت از طریق افزودن پودر روی (Zn) به مخلوط نانولوله های کربنی چند جداره - پودر گرافیت - پلی وینیل کلراید (PVC) و سپس جایگزینی انتخابی ذرات پالادیم (Pd) با Zn در محلول شامل PdCl2 بدست آمد. مطالعات ریخت شناسی سطح  نشان داد که فیلم انعطاف پذیر دارای ساختار  متخلخل می باشد به طوری که پالادیم و نانولوله های کربنی به عنوان کانال های انتقال جریان بطور یکنواخت در کامپوزیت فیلم وجود دارند. بررسی های الکتروشیمیایی نشان داد که فیلم  متخلخل Pd/MWCNTs-Graphite-PVC به عنوان کاتد در MFC در مقاومت 22 اهمی دارای چگالی جریان و چگالی  توان mA/m2 568 µW/m2 18500 می باشد (در مقایسه با چگالی جریان و چگالی  توان mA/m2  191 و µW/m2 810 برای ورقه پلاتین) که موید این است که فیلم اصلاح شده فعالیت عالی در اکسایش اکسیژن در پیل سوختی میکروبی دارد. بهبود در رفتار الکتروکاتالیستی فیلم اصلاح شده را می توان به ساختار متخخل فیلم و تاثیرات هم افزایی بین نانوله کربنی و پالادیم نسبت داد. روش ارائه شده در این تحقیق می تواند به عنوان روشی مطلوب برای تهیه الکتروکاتالیست های مناسب بر پایه پودر گرافیت تجاری در پیل سوختی میکروبی مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: پیل سوختی میکروبی، کاتد، نانولوله کربنی چند لایه، گرافیت، پالادیم، پلی وینیل کلراید
  • رضا مرادی* صفحات 65-80
    در این مطالعه نانوذرات نقره به عنوان کاتالیست در واکنش تجزیه فوتوکاتالیستی رنگ آزویی (SYF) Sunset Yellow FCF در محلول آبی مورد بررسی قرار گرفت. نانوذرات نقره با استفاده از عصاره آبی برگ درخت گردو تهیه شد. سنتز نانوذرات نقره با استفاده از شیمی سبز که روشی سازگار با محیط زیست، کم هزینه، سریع و بی خطر می باشد، پرداخته شده است. عصاره گیری با روشی آسان و همچنین سنتز نانوذرات نقره در مدت زمان کم و با راندمان بالا انجام شد. خواص و ویژگی های نانو ذرات نقره به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی، تجزیه عنصری با روش طیف شناسی تفکیک انرژی، پراش اشعه ایکس و طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه بررسی شد. شرایط بهینه تجزیه رنگ از روش طراحی آزمایش تاگوچی با آرایه متعامد (L9(34)) تعیین شد. تجزیه و تحلیل پاسخ هر آزمایش بر اساس نسبت سیگنال به نویز (S/NL) محاسبه شد. تاثیر فاکتورهای عملیاتی مانند مقدارکاتالیست، pH، زمان تابش دهی و دما در سه سطح برای هر فاکتور مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه های تاگوچی نشان داد که مقدار کاتالیست 20 میلی گرم بر لیتر (سطح 2)، 4pH= (سطح 1)، زمان تابش دهی 45 دقیقه (سطح3) و دما 30 درجه سلسیوس (سطح 3) شرایط بهینه برای این واکنش بود. بیشترین تاثیر هر فاکتور در واکنش از تحلیل آنالیز واریانس بدست آمد. موثرترین فاکتور، pH بود. برهمکنش بین دو فاکتور pH و مقدارکاتالیست بیشترین تاثیر را داشت. تحلیل آنالیز واریانس اولیه نشان داد که مقدار درصدp (p%) فاکتورهای: مقدارکاتالیست (%002/12)، pH (%298/46)، زمان تابش دهی (%311/35) و دما (%383/6) بود. سهم هر فاکتور در تجزیه رنگ به ترتیب مقدارکاتالیست (142/0)، pH (431/0)، زمان تابش دهی (397/0) و دما (18/0) یافت شد. واکنش سینتیک شبه درجه اول با ثابت سرعت  min−10721/0k= برای تجزیه فوتوکاتالیستی رنگ مشاهده شد.
    کلیدواژگان: نانوذرات نقره، تجزیه فوتوکاتالیستی، طراحی آزمایش، واکنشگاه
  • معصومه احمدی سرخونی، حسن منصوری ترشیزی، خاطره عبدی* صفحات 81-90
    سه کمپلکس بیس(2,'2-بی پیریدین)-، بیس(1,10-فنانترولین)- و (2,'2-بی پیریدین)(1,10-فنانترولین)-کلرومس(II) کلرید به ترتیب با فرمول های مولکولی [Cu(bpy)2Cl]Cl، [Cu(phen)2Cl]Cl و[Cu(bpy)(phen)Cl]Cl با هندسه دوهرمی با قاعده مثلث، مطابق روش گزارش شده از واکنش CuCl2 با لیگاندهای bpy و phen تهیه شدند. برهم کنش این کمپلکس ها در دو دمای 296 و 310 کلوین در محیط بافر تریس (7pH =) و سدیم کلرید (10 میلی مولار) با آلبومین سرم گاوی (BSA)، به روش طیف سنجی جذب الکترونی مطالعه شد. این مطالعات شامل تعیین ثابت پیوند شدن هر یک از کمپلکس ها با سرم آلبومین (K)، غلظتی از هر کمپلکس که در آن غلظت نیمی از BSA موجود در محیط غیرطبیعی می شود (L1/2) و پارامترهای ترمودینامیکی می شوند. مقادیر ثابت پیوندی که در محدوده M‒1 104 ×7/65 ‒ 08/2 به دست آمدند، حاکی از برهم کنش مناسب هر یک از کمپلکس ها با BSA است. در فرآیند تیتراسیون BSA با هریک از کمپلکس ها مشخص شد که صورت بندی این پروتئین با افزایش غلظت هر یک از کمپلکس ها تغییر کرده زیرا جذب BSA در ناحیه 280 نانومتر با افزایش این ترکیبات کاهش معنی داری نشان داد. در بررسی پارامترهای ترمودینامیکی: منفی بودن مقادیر تغییرات انرژی آزاد گیبس در برهم کنش هر سه کمپلکس با BSA، خودبخودی بودن برهم کنش را تایید نمود. مثبت بودن مقادیر تغییرات آنتالپی استاندارد برای کمپلکس های [Cu(bpy)2Cl]Cl و [Cu(bpy)(phen)Cl]Cl، گرماگیر بودن و منفی بودن آن برای کمپلکس [Cu(phen)2Cl]Cl گرمازا بودن این سیستم ها را نشان داد. به علاوه، مثبت بودن مقادیر تغییرات آنتروپی استاندارد برای کمپلکس های [Cu(bpy)2Cl]Cl و [Cu(bpy)(phen)Cl]Cl بی نظمی سیستم (پیش برنده با آنتروپی) و منفی بودن آن برای کمپلکس [Cu(phen)2Cl]Cl نشان دهنده نظم بیشتر است. به علاوه، مثبت بودن ΔH° و ΔS° برای کمپلکس های [Cu(bpy)2Cl]Cl و [Cu(bpy)(phen)Cl]Cl و منفی بودن این دو پارامتر برای کمپلکس [Cu(phen)2Cl]Cl نشان می دهد که نوع پیوند بین آنها به ترتیب هیدروفوب و هیدروژنی + واندروالس می باشد.
    کلیدواژگان: کمپلکس های مس (II)، لیگاندهای پلی پیریدیلی، آلبومین سرم گاوی، پارامترهای ترمودینامیکی
  • محمدرضا مهرعلیزاده، بهمن عبدالهی* صفحات 91-104
    در این پژوهش، الکتروکاتالیست NiTiO3 به روش سل-ژل تهیه گردید و به کمک روش الکتروفورتیک روی سطح گرافیت پوشش داده شد. آنالیزهای متعددی به منظور بررسی خصوصیات ریخت شناسی میکروسکوپی و ساختاری NiTiO3 انجام شد. ذرات NiTiO3 به شکل کروی و در سایز نانو به دست آمد. در ادامه، نتایج آزمون ولتامتری چرخه ای نشان داد که الکترود NiTiO3/G  نسبت به الکترود G با داشتن پتانسیل اکسیداسیون در محدوده mV 2/0 الکتروفعال بوده و بهتر در واکنش اکسایش آندی شرکت خواهد کرد. از طرفی نتایج آزمون امپدانس، مقاومت انتقال بار کم تری را برای الکترود NiTiO3/G در مقایسه با الکترود G نشان داد که باعث تسریع در فرآیند تخریب آلاینده می شود. سرانجام، الکتروکاتالیست NiTiO3  برای حذف آلاینده ری اکتیو بلک 5 (RB5) از محلول آبی توسط فرآیند اکسایش آندی مورد استفاده قرار گرفت. به این منظور راکتور واکنش با الکترود آندی NiTiO3/G و الکترود کاتدی گرافیت به کار گرفته شد. اثر شدت جریان، pH  اولیه، غلظت اولیه RB5 و زمان فرآیند بر راندمان حذف RB5 مورد بررسی قرار گرفت و روش سطح پاسخ برای بهینه سازی فرآیند اکسایش آندی استفاده شد. نتایج نشان داد که در شدت جریان، pH، غلظت اولیه RB5 و زمان فرآیند به ترتیب، mA 500، 6، mg/L 20 و 200 دقیقه، حداکثر راندمان حذف RB5 حاصل می گردد. بر این اساس چنین روشی برای تصفیه آب های آلوده به RB5 کاربرد خواهد داشت.
    کلیدواژگان: الکتروکاتالیست، اکسایش آندی، ری اکتیو بلک، روش سطح پاسخ، NiTiO3
  • عزت اله نجفی*، اسماعیل وصالی، نرگس متقی نیا، باقر محمدی، محمدرضا پورهروی صفحات 105-119
    با توجه به نیاز بازار به قطعات نورگسیل و محدودیت نیمه هادی های معدنی مانند هزینه بالا و محدودیت آنها در تنظیم طول موج نشری در ساخت دیودهای نورگسیل غیرآلی، امروزه استفاده از کمپلکس های فلزی جهت تهیه دیودهای نورگسیل آلی به  علت سادگی تهیه آنها و هزینه پایین در استفاده از آنها بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این کار پژوهشی،کمپلکس نوری تک هسته ایی کادمیم(II) ، (1){[Cd(NO3)(bpy)2(L)]CH3OH}، از واکنش کادمیم نیترات با لیگاندهای آنتراسن-9-کربوکسیلیک اسید (LH) و 2،'2-بای پیریدین (bpy)با استفاده از روش لوله جانبی تهیه و به وسیله روش های IR، UV-vis و آنالیز عنصری به طور کامل شناسایی شد. ترکیب 1 بعد از بلورگیری برای درک بهتر ساختارش بوسیله پراش اشعه ایکس تعیین ساختار شد. نتایج نشان داد که ترکیب 1 یک کمپلکس تک هسته ای می باشد که در واحد بی تقارن آن دو مولکول بای پیریدین، یک آنیون آنتراسن-9-کربوکسیلیت، یک آنیون نیترات، یک یون کادمیم وجود دارد و در سیستم تری کلینیک با گروه فضایی P کریستاله شده است. پایداری گرمایی کمپلکس 1 به وسیله روش وزن سنجی حرارتی (TGA) مورد بررسی قرار گرفت. از ترکیب 1 به عنوان لایه نشری در دو غلظت متفاوت در ساخت دیودهای نورگسیل استفاده شد.
    کلیدواژگان: کمپلکس تک هسته ای، آنتراسن-9-کربوکسیلیک اسید، دیود نورگسیل آلی، خواص الکتریکالی، پایداری گرمایی
  • فاطمه خواجویی نژاد، مهرجی خسروان*، یوسف ابراهیمی پور صفحات 121-133
    در این پروژه، دو لیگاند باز شیف سه دندانه  3-((5-برومو-2-هیدروکسی-3-متوکسی بنزیلیدین)آمینو)2-متیل کینازولین-4(3هیدرو)ان [HL1] و 3-((2-هیدروکسی-3 متوکسی بنزیلیدین)آمینو)-2-متیل کینازولین-4(3 هیدرو)-ان [HL2]، به ترتیب از واکنش تراکمی پیش لیگاند5-برومو-3-هیدروکسی بنزالدهید با2-متیل-3-آمینو-کینازولین و 3-متوکسی 2- هیدروکسی بنزآلدهید با 2-متیل-3-آمینو-کینازولین در متانول تهیه شدند. از این لیگاندها کمپلکس هایی از فلز مس با فرمول [Cu(L1) (2,2bipy)] و [Cu(L2)(2,2bipy)]تهیه شده و با روش های مختلف از قبیل طیف سنجی FT-IR و طیف الکترونی، آنالیز عنصری، طیف سنجی جرمی، هدایت الکتریکی و نقطه ذوب مورد شناسایی قرار گرفتند. فعالیت ضدباکتری لیگاندها و کمپلکس ها بر علیه باکتری های اشرشیا کلی، استافیلوکوکوس اورئوس، باسیلوس سرئوس و سودوموناس آئروژنوزا با دو تست مجزا (IZ و MIC) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که  کمپلکس ها،  فعالیت ضدباکتریایی بیشتری نسبت به لیگاند آزاد مربوطه از خود نشان می دهند.
    کلیدواژگان: باز شیف، کمپلکس مس (II)، طیف سنجی، فعالیت ضدباکتریایی
  • جواد ذوالقرنین*، شهاب فشکی، سعیده درمنکی فراهانی صفحات 135-153
    یک روش استخراج ساده، ارزان، و حساس با فاز جامد مغناطیسی(MSPE) برای پیش تغلیظ دو هیدروکربن آروماتیک چند حلقه ای (اسنافتن و پیرن) از نمونه آبی مورد استفاده قرار گرفت. بدین منظور نانوذرات کبالت  فریت از طریق روش همرسوبی تهیه و با پلی آسپارتیک اسید اصلاح گردید. ساختار جاذب با استفاده از روش های FT- IR، پراش پرتو ایکسXRD و تصویر میکروسکوپ الکترون روبشی (SEM) تجزیه و تحلیل شد. از طرح دی-اپتیمال برای بهینه کردن عوامل اصلی تاثیر گذار بر شرایط استخراج استفاده شد. شرایط بهینه حاصل از این طرح عبارت اند از: 3= pH ، مقدار جاذب 15 میلی گرم، غلظت اولیه اسنافتن و پیرن به ترتیب 150 و 400 میکروگرم برلیتر. انحراف استاندارد نسبی روش استخراج برای اسنافتن و پیرن برای 9 مرتبه تکرار و محلول 50  میکروگرم بر لیتر اسنافتن و پیرن به ترتیب برابر با 9/2 و 1/3% می باشد. در ضمن حد تشخیص اسنافتن و پیرن با 9 مرتبه تکرار به ترتیب برابر با  34 و 25 میکروگرم برلیتر و حد کمی برابر با 84 و114 میکروگرم بر لیتر محاسبه گردید. در نهایت روش استخراج  برای اندازه گیری چهار نمونه آبی از جمله آب شرب شهری، آب چاه، آب رود خانه و فاضلاب شهری مورد استفاده قرار گرفت که نشان داده شد هر چه ماتریکس نمونه پیچیده تر باشد می تواند اثر منفی محسوسی روی دقت و میزان پیش تغلیظ داشته باشد.
    کلیدواژگان: استخراج فاز جامد، اسنافتن، پیرن، طراحی دی-اپتیمال، فریت کبالت، نانوذرات، نانومواد مغناطیسی
  • حمدا.. صالحی*، خدیجه غرباوی، نرگس السادات موسوی نژاد صفحات 155-164
    در این مقاله ویژگی های ساختاری؛ الکترونی و اپتیکی ترکیب اکسید جیوه در فاز ساختاری اورتورومبیک بررسی می شود. محاسبات با استفاده از روش شبه پتانسیل، درچارچوب نظریه تابعی چگالی با تقریب های مختلف و با استفاده از نرم افزار کوانتوم اسپرسو صورت گرفته است. محاسبات الکترونی نشان داد که نتایج چگالی حالت های الکترونی و ساختار نواری در توافق با یکدیگر هستند. هم چنین تقریب های مختلف در محاسبات الکترونی وجود گاف نواری حدود691/0تا052/1الکترون ولت را پیش بینی کردند. هم چنین محاسبات اپتیکی نشان داد که ضریب شکست استاتیک اکسید جیوه به ازای قطبش در جهت y  بیشینه است. گاف اپتیکی محاسبه شده در جهت z  توافق بیش تری با گاف نواری به دست آمده از محاسبات ساختار نواری دارد. هم چنین دیده شد گاف اپتیکی این ترکیب به ازای قطبش در جهت y  کمینه است.
    کلیدواژگان: ثابت شبکه، مدول حجمی، ضریب شکست، ساختارالکترونی، اکسید جیوه
  • علی طهماسبی، محمد حسین صراف زاده*، بهنام غفاری صفحات 165-176
    صنایع خمیر و کاغذ از جمله صنایع با بالاترین مصرف آب شیرین و تولید کننده فاضلاب است که در صورت رهاسازی مستقیم فاضلاب تولیدی در محیط زیست، آسیب جدی به چرخه زیستی آب و خاک وارد کند. وجود مواد آلی زیست تخریب ناپذیر با جرم مولکولی بالا در فاضلاب تولیدی، روش های تصفیه مرسوم مانند تصفیه زیستی و ته نشینی را دچار محدودیت می کند. امروزه روش فوتو فنتون به عنوان روشی  ساده، سریع و دوستدار محیط زیست مورد توجه محققین قرار گرفته است که می تواند با تولید رادیکال های هیدروکسیلی پرقدرت موجب اکسید شدن مواد آلوده کننده ‎گردد. غلظت اکسید کننده، غلظت آهن و pH  محیط واکنش از جمله عوامل موثر در کارآیی این فرآیند می باشند. در این پژوهش جهت بررسی اثر عوامل ذکر شده موثر، طراحی آزمایش با روش ترکیب مرکزی بر پایه روش سطح پاسخ، با سه عامل متغیر غلظت بدون بعد هیدروژن پروکسید، غلظت یون آهن (II) و pH، در 18 آزمایش انجام گردید. جهت اعمال روش تصفیه فوتو فنتون بر روی نمونه پساب، ابتدا pH تنظیم و سپس به ترتیب، اضافه کردن یون آهن (II) و هیدروژن پروکسید انجام گردید و محلول پس از آن بلافاصله تحت تابش نور UV قرار گرفت. COD به عنوان شاخص نشاندهنده آلودگی فاضلاب تعریف گردید و جهت از حذف اثر مزاحم هیدروژن پروکسید در اندازه گیری COD، اصلاح نمونه ها با استفاده از سدیم سولفیت انجام پذیرفت. بر پایه نتایج بدست آمده، بهینه سازی عوامل موثر جهت رسیدن به بهترین عملکرد با حداقل هزینه اقتصادی انجام شد. بیشینه مقدار حذف COD بطور تجربی برابر 51/71% به دست آمد. در حالت بهینه اقتصادی با غلظت اولیه اکسید کننده بدون بعد 369/0، غلظت یون آهن ((II برابر mg/L 98/99 و pH برابر 28/3، 21/65% حذف COD و 37/1 ریال هزینه به ازای حذف 1 واحد COD به ‎دست آمد.
    کلیدواژگان: اکسیداسیون پیشرفته، فوتو فنتون، فاضلاب کارخانه خمیر و کاغذ، بهینه سازی، ترکیب مرکزی
  • محسن اسماعیل پور*، مجید قهرمان افشار، حسین قاسمی نژاد صفحات 177-189
    امروزه پیشرفت صنایع، بهداشت، انرژی و امنیت غذایی که جزء مولفه های اصلی توسعه پایدار جوامع به شمار می آید بیش از هر چیزی به آب وابسته اند و از سوی دیگر کمبود آب به عنوان یک معضل جدی بقای بشر و اکوسیستم طبیعی را تهدید می کند. میزان میانگین مصرف آب خام در نیروگاه بخار شهید منتظر قائم m3/day 25000 می باشد که با توجه به ظرفیت تولید و وجود برج خنک کننده تر در این نیروگاه قابل توجه می باشد. از این رو ارائه راهکارهای موثر با قابلیت اجرا به منظور اصلاح الگوی مصرف و جلوگیری از اتلاف و هدررفت آب در این نیروگاه حائز اهمیت می باشد. راهکارهای پیشنهادی موثر با توجه به بازدید میدانی، دریافت مدارک و مستندات و مشاوره با متخصصان، کارشناسان و بهره برداران در این نیروگاه به منظور اصلاح الگوی مصرف شامل بازچرخانی (زیرآب دیگ های بخار، شستشوی معکوس فیلترهای شنی، نمونه گیرهای قسمت نمونه برداری، تخلیه مرحله نهایی شستشوی فیلترهای رزینی)، تصفیه و بازچرخانی زیرآب برج های خنک کننده، افزایش درجه تغلیظ و بهینه سازی برج های خنک کننده (تعویض قطره گیرها، تعویض نازل ها، تغییر زاویه لاورها و...)، استفاده از ازون به منظور تصفیه آب برج خنک کننده تر، ذخیره سازی آب در زمان تعمیر تجهیزات بویژه در برج های خنک کننده، نصب سیستم RO در ورودی آب جبرانی برج خنک کن و... می باشد. در نهایت با در نظر گرفتن شرایط فنی-اقتصادی، حجم و کیفیت آب، راهکار با اولویت بالا در این نیروگاه در راستای اصلاح الگوی مصرف و جلوگیری از اتلاف و هدررفت آب پیشنهاد شد.
    کلیدواژگان: نیروگاه منتظر قائم، زیرآب دیگ بخار، زیرآب برج خنک کننده، بهینه سازی برج های خنک کن، مبدل حرارتی، ارزیابی فنی-اقتصادی
  • محمد اکبری کوشکجهء، سید نظام الدین اشرفی زاده*، احمد رهبر صفحات 191-203
    با توجه به ویژگی های منحصربه فرد فلز مس در صنایع الکترونیکی و متالورژی و همچنین استفاده از آلیاژهای مس، استفاده از فلز مس و آلیاژهای آن در سایر کاربردها روزبه روز در حال افزایش است. به همین دلیل استخراج این فلز از کانی ها با عیار پایین مس و پسماندهای صنعتی و خانگی با استفاده از روش های مختلف، از جمله سامانه های ریزسیالشی، بسیار مهم است. استفاده از سامانه های ریزسیالشی به خصوص در فرآیندهای جداسازی مایع-مایع از مزایایی چون کاهش مسافت نفوذ مولکولی و افزایش سطح ویژه فصل مشترک برخوردار است که منجر به انتقال جرم موثری در سامانه های ریزسیالشی می شود. در این مطالعه، سامانه ریزسیالشی از جنس شیشه با استفاده از روش برش لیزر ساخته شده و سپس با استفاده از استخراج کننده کاتیونی 2-اتیل هگزیل فسفات (MDEHPA) در الگوی جریان موازی در میکروکانال Y-Y  شکل، استخراج حلالی یون فلزی مس انجام شده است. با توجه به نتایج به دست آمده، شرایط بهینه عملیاتی شامل غلظت حجمی استخراج کننده برابر با (Vol/Vol) 11 %، pH  برابر 5 و زمان اقامت برابر 20 ثانیه مشخص شده است. در شرایط بهینه، بازدهی استخراج مس از فاز آبی به مقدار 45/88 % و با تغییر نسبت نرخ جریان های دوفاز آبی و آلی به 0.5، بازدهی استخراج به 54/90 % افزایش یافت. ضرایب کلی انتقال جرم حجمی  KLa نیز تحت شرایط مختلف به منظور ارزیابی عملکرد انتقال جرم در سامانه ریزسیالشی محاسبه شد. نتایج نشان داد مقادیر KLa با افزایش زمان اقامت به صورت غیرخطی کاهش یافتند. بالاترین مقادیر KLa  بین بازه 1/s   13/0- 78/0 در طول زمان اقامت برابر 20 مشاهده شد که نسبت به مقادیر KLa در استخراج ناپیوسته بسیار بزرگ تر می باشد که نشان دهنده عملکرد انتقال جرمی بهتر سامانه ریزسیالشی است.
    کلیدواژگان: فلزمس، استخراج حلالی، سامانه ریزسیالشی، میکروکانال Y-Y، ضریب انتقال جرم حجمی
  • صدیقه فضلی، سلمان موحدی راد*، ساسان اسیایی صفحات 205-217
    فرآیند های تشکیل قطرات، یکی از مهمترین مراحل در بسیاری از دستگا های میکروفلوئیدیکی با کاربردهای زیستی و شیمیایی هستند. از عوامل موثر بر فرآیند تشکیل قطره می توان به هندسه دستگاه، خواص سیال مورد استفاده، پارامترهای عملیاتی و نیروهای خارجی اشاره کرد. از آنجایی که ساخت نمونه های فراوان جهت بهینه سازی هندسه ی میکروکانال ملزم به صرف هزینه های سنگین می باشد، در این مطالعه به کمک شبیه سازی با تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی به بررسی  فرآیند تشکیل قطره پرداخته شده است. هدف از پژوهش حاضر شبیه سازی عددی میکروکانال متمرکزکننده جریان جهت مطالعه ابعاد میکروکانال و تولید قطرات کوچک تحت تاثیر میدان الکتریکی است. نوآوری پژوهش حاضر بررسی پارامترهای هندسی و عملیاتی می باشد که در مطالعات قبلی توجه ای به آن ها نشده است. شبیه سازی عددی این تراشه در فضای دو بعدی انجام پذیرفت. با توجه به فیزیک حاکم بر جریان، فازهای جریان تراکم ناپذیر فرض شده اند. دو پارامتر هندسی طول ناحیه متمرکزکننده جریان و طول اوریفیس مورد بررسی قرار گرفت.  نتایج بدست آمده از این پژوهش نشان داد برای طول100میکرومتر ناحیه متمرکزکننده جریان در ولتاژ های بالا قطر قطره تا 55 میکرومتر کاهش می یابد. اختلاف زمان تشکیل دو قطره متوالی نیز برای طول 200 میکرومتر این ناحیه در ولتاز 300 ولت تا 178/0 ثانیه افزایش می یابد. بررسی طول اوریفیس نشان داد که طول اوریفیس تاثیر چندانی بر قطر قطره نمی گذارد اما طول 90 میکرومتر اوریفیس باعث تشکیل قطره بعد از اوریفیس می گردد. همچنین نشان داده شد که وقتی فاصله ی الکترود ها از یکدیگر کم باشد به علت افزایش نیروی الکتریکی وارد شده به مرز مشترک دوسیال قطره  کوچکتری تشکیل می شود. در واقع می توان با انتخاب پیکربندی مناسب برای الکترود ها در ولتاژ های پایین تر قطره کوچکتری تشکیل داد.
    کلیدواژگان: میکروفلوئیدیک، ریزقطره، میدان الکتریکی، متمرکزکننده جریان
  • محمود رضا رحیمی، حکیمه شریفی فرد*، پویان رضاپور صفحات 219-228
    امروزه مشخص شده است که انتشار دی اکسید کربن به عنوان یک گاز گل خانه ای از مهم ترین دلایل ایجاد پدیده گرمایش زمین محسوب می شود. نیروگاه های فسیلی یکی از عمده ترین تولید کنندگان دی اکسید کربن شناخته شده اند. با توجه به این امر جداسازی دی اکسید کربن از گازهایی که توسط دودکش نیروگاه های فسیلی به جو رها می شوند به عنوان روشی موثر جهت کنترل انتشار این گاز ضروری به نظر می رسد. در پژوهش حاضر، جداسازی دی اکسید کربن از گاز دودکش با استفاده از غشاء طبیعی چیتوسان ارائه شده است. در ابتدا مدل ریاضی برای جداسازی دی اکسید کربن با استفاده مدول الیاف تو خالی استفاده شده است؛ به نحوی که جریان گاز داخل پوسته و گاز خنثی (آرگون) در لوله به صورت نا هم سو جهت به حداقل رساندن فشار جزیی دی اکسید کربن در جریان هستند. از نرم افزار Comsol 6.0، فرایند فوق و نیز تاثیر تغییرات شرایط مختلف بهره برداری بر روی فرایند بر پایه ی دینامیک سیالات محاسباتی شبیه سازی شد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که گزینش پذیری دی اکسید کربن/نیتروژن 5-15 و تراوایی Barrer 1-26 می باشد. افزایش دما و فشار گاز ورودی تاثیر مثبت بر راندمان جداسازی دارد؛ در حالی که درصد ورودی دی اکسید کربن تاثیر بسزایی نداشته و می توان از تاثیر آن صرف نظر کرد.
    کلیدواژگان: غشاء چیتوسان، دینامیک سیالات محاسباتی، جداسازی دی اکسید کربن، غشاء زیست تخریب پذیر
  • طالب زارعی*، محمد صادق اسدی صفحات 229-238
    در این مطالعه به کمک دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) یک شبیه سازی سه بعدی برای بررسی الگوی جریان ته نشین کننده مرحله استخراج واحد استخراج با حلال مجتمع مس میدوک انجام شده است. اثر  نرده ها (پیکت فنس ها) و آرایش آن ها، اثر تیغه های توزیع و الگوی جریان  در عملکرد  ته نشین کننده (ستلر)، چگونگی جدایش فازها و توزیع اندازه قطرات مورد بررسی و شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی قرار گرفت. شبیه سازی در قالب اویلری و با بهره گیری از مدل MUSIG که براساس معادلات موازنه جمعیت برای محاسبه شکست و بهم چسبیدن قطرات است، انجام شده است. نتایج بدست آمده با داده های تجربی مطابقت خوبی داشت. حداکثر خطای شبیه سازی 5/8% گزارش شد. نتایج نشان می دهد که با اصلاح مکان قرار گرفتن و ساختار  پیکت فنس ها و استفاده از تیغه های برش جریان در ته نشین کننده، توزیع جریان در بخش های مختلف ته نشین کننده یکنواخت و جریان های چرخشی از بین می رود، بنابراین جداسازی فازی بهتر انجام می شود. شبیه سازی ته نشین کننده نشان داد که باند آشفتگی بین دو فاز تا انتهای ته نشین کننده ادامه دارد و بردار های سرعت در این باند بیشتر در جهت طول ته نشین کننده می باشند. با قرار دادن مناسب پیکت فنس ها در ابتدای ته نشین کننده با فاصله های حداکثر 4/0 متر با یکدیگر و تیغه های برش جریان در ته نشین کننده باند دیسپرژن تا حد زیادی از بین می رود. اثر نسبت مساحت بسته به باز   (C/O)نرده ها نیز مورد مطالعه قرار گرفت. با افزایش این نسبت چرخش ها و گردابه هایی در جریان سیال مشاهده شد که تاثیر منفی در جدایش فازی دارد.
    کلیدواژگان: ته نشین کننده، استخراج با حلال مس، پیکت فنس، تیغه های توزیع جریان، دینامیک سیالات محاسباتی
  • بهنام رنجبر، احسان جعفربیگی، مسعود رحیمی، فائزه محمدی* صفحات 239-249
    در حال حاضر گاز طبیعی به عنوان یکی از مهمترین منابع انرژی بشر شناخته شده است. در صنعت، انرژی زیادی برای بالا بردن توان گرم کن ها در ایستگاه های تقلیل فشار مصرف می شود. بنابراین در این پژوهش به جهت افزایش نرخ انتقال حرارت در گرمکن های ایستگاه تقلیل فشار، قطعاتی با زوایای خاص (نوار مارپیچی کلاسیک) درون کویل ها تعبیه شده است. مطالعه فوق بر روی گرمکن ایستگاه تقلیل فشارCGS & TBS  ماویان (شهرستان کامیاران استان کردستان) با ظرفیت m3/h  2500 انجام شده است. آزمایش ها در شرایط دمایی مختلف آب گرمکن انجام گرفته است. نوار مارپیچی کلاسیک با سه گام مختلف در این مطالعه طراحی و استفاده گردیده است. در تمامی مدل ها طول نوار  مارپیچی کلاسیک 200 سانتی متر و ارتفاع آن 8/3 سانتی متر در نظر گرفته شده است، با این تفاوت که در مدل اول طول هر گام برابر 8 سانتی متر و در نوار مارپیچی کلاسیک مدل دوم طول هر گام 6 سانتی متر و در مدل سوم طول گام 4 سانتی متر می باشد. نتایج این بررسی نشان داد بیشترین درصد بهبود انتقال حرارت با استفاده از نوار مارپیچی کلاسیک با ساختار سوم در دمای آب 35 درجه سلسیوس برابر 16 درصد است. از طرفی کمترین درصد بهبود انتقال حرارت برای نوار مارپیچی کلاسیک با ساختار اول در دمای 60 درجه سلسیوس 82/3 درصد به دست آمده است. این نتایج می تواند برای افزایش بازده انتقال حرارت و کاهش هزینه ها در این مبدل ها موثر و کاربردی باشد.
    کلیدواژگان: انتقال حرارت، نوار مارپیچی کلاسیک، گرمکن، ایستگاه تقلیل فشار
  • عرفان شعبانی، علیرضا شهاب لواسانی*، محمود حبیبیان، محمدرضا اسحاقی، سارا موحد صفحات 251-260
    پلاسمای سرد یکی از روش های نگهداری مواد غذایی در صنعت غذا است که باعث افزایش مدت ماندگاری در محصولات غذایی می شود، هدف از این تحقیق بررسی افزایش ماندگاری قارچ صدفی تحت تیمار پلاسمای سرد است که تحت تیمار دو گاز (آرگون و هوا) در مدت زمان های (0، 5، 10، 20) دقیقه در فشار 1 تور و توان 100وات سطح قارچ صدفی مورد تابش پلاسمای سرد قرار گرفت که منجر به کاهش شمارش کلی، کلی فرم، کپک و مخمر و سودوموناس سرینجی پی وی گردید. نتایج تحلیل های میکروبی و فیزیکی نشان داد که در مدت زمان پنج دقیقه تحت تیمار پلاسمای سرد  گازهای برانگیخته شده آرگون  و هوا بار میکروبی را تا 99درصد کاهش داد و کمترین اثر بر روی خواص فیزیکی و ظاهری محصول قارچ صدفی را ایجاد نمود. در بررسی خواص فیزیکی قارچ صدفی (بافت و وزن) نشان داد که اثر نوع گاز بر این شاخص ها دارای اثر معنی داری بوده است و حدود ده درصد بهبود عملکرد داشته. افزایش زمان تیمار پلاسما در زمان بیست دقیقه منجر تفاوت معنی دار گردید. (p<0.05)در بررسی نوع گاز و اثر آن بر تیمار نشان داد که نوع گاز تفاوت معنی داری ایجاد می کند و اثربخشی گاز هوا از آرگون در شمارش کلی کمی بیشتر است.(p<0.05)  در نهایت پس از اعمال پلاسمای سرد در قارچ صدفی معین گردید که پلاسمای سرد روش مناسب و کم هزینه ای برای استریل و پاستوریزاسیون قارچ در جهت افزایش ماندگاری آن خواهد بود.
    کلیدواژگان: مدت ماندگاری، قارچ صدفی، پلاسمای سرد
  • فاطمه رشیدی، سروش برادران*، محمدامین ثباتی صفحات 261-278
    در این مطالعه روشی نظام مند و دینامیک جهت پیاده سازی یک روند شناسایی مخاطره و ارزیابی ریسک ویژه رویدادهای فرایندی با رویکرد توجه به خرابی تجهیزات فرایندی، کنترلی و ابزاردقیقی، با استفاده از مطالعه موردی در ایستگاه منتخب تقویت فشار گاز پیاده سازی شده است. برای این منظور نخست با انتخاب تاسیسات کلیدی، مطالعه شناسایی مخاطرات فرایندی با بهره گیری از روش تحلیل HAZOP صورت گرفته و سپس به منظور ارزیابی ریسک حاصل از سناریوهای شاخص، تحلیل بوتای که شامل درخت خطا و درخت رویداد است، انجام پذیرفته است. روش های کلاسیک ارزیابی ریسک دارای محدودیت هایی از جمله عدم قطعیت در مدل سازی روابط علی بین اجزا و ماهیت کاملا استاتیک می باشند، لذا در این مطالعه با استفاده از شبکه بیزین یک رویکرد دینامیک و کمی جهت ارزیابی ریسک ایمنی ایستگاه تقویت فشار گاز پیشنهاد گردیده است و پس از به روزرسانی احتمال وقوع رویداد اصلی با استفاده از آنالیز حساسیت، نقاط بحرانی واحد شناسایی شد. نتایج HAZOP نشان می دهد که گره شامل کمپرسور، پتانسیل بالایی جهت وقوع سناریوهایی که منجر به رهایش مواد و یا خرابی کمپرسور می گردد، دارد. در صورت رهایش مواد باتوجه به حضور کمپرسور و منبع جرقه رویداد انفجار و اشتعال بسیار محتمل است. به همین منظور پس از مطالعه کیفی HAZOP و شناسایی رویداد اصلی با استفاده از روش درخت خطا و درخت رویداد به بررسی علل وقوع رویداد نامطلوب در واحد و عواملی که مانع از تشدید پیامد رویدادهای نامطلوب می گردد، پرداخته شد. نکته قابل توجه در این مطالعه توجه به نقش اپراتورها در کنترل فرایند و خطاهای انسانی است. نتایج آنالیز درخت خطا نشان می دهد احتمال آسیب به کمپرسور در اثر وقوع پدیده سرج برابر با 3-10× 163/2 می باشد و احتمال وقوع آتش فورانی، آتش ناگهانی و انتشار ابر گاز ناشی از آن به ترتیب برابر با 6-10× 51/1، 6-10× 58/9 و 3-10× 152/2 است. سپس با نگاشت آنالیز بوتای به شبکه بیزین، ارزیابی ریسک دینامیک انجام گرفت و پس از وارد نمودن شواهد جدید، احتمال وقوع رویدادهای میانی و رویدادهای پایه به روزرسانی گردید. تحلیل حساسیت مبتنی بر داده های بروز رسانی شده نشان می دهد خرابی سیستم حفاظت کمپرسور، خرابی شیر کنترل جریان آنتی سرج، عدم ارسال سیگنال از نمایشگر اخلاف فشار فیلتر کمپرسور (PDIT) به علت خرابی و خطای انسانی در عدم توجه به PDIT مهم ترین علل بروز سرج کمپرسور می باشند. پیشنهاداتی نیز جهت اصلاح واحد مورد بررسی و کاهش ریسک آن ارائه گردید.
    کلیدواژگان: شناسایی مخاطرات فرایندی، ارزیابی ریسک کمی، شبکه بیزین، تقویت فشار گاز، روش HAZOP، آنالیز درخت خطا (FTA)
|
  • Mohammad Hossein Karami, Majid Abdouss *, Mohammadreza Kalaee, Omid Moradi Pages 1-17

    Curcumin is a yellow polyphenol extracted primarily from the plant Curcuma longa, but also from several other members of the ginger family.Many nanoscale systems have been extensively used for drug loading and release to get around curcumin's low bioavailability and aqueous solubility, highlight its functional properties, and broaden its applications in the pharmaceutical industry.Chitosan has been used as a natural biopolymer extensively for many years. Its polycationic properties, biocompatibility, biodegradability, non-toxicity, and lack of allergenicity all led to studies on it. The main focus in the discovery of curcumin involves its anti-cancer properties. It is well known that curcumin inhibits the signal transmission of cancer cell growth and thus angiogenesis and also causes tumor cell apoptosis. The modification of chitosan for various applications can be easily achieved due to the abundant active groups (NH2 and OH) in the main chainFor the release of curcumin, numerous chitosan-based nanocarriers with distinct properties have been developed, including nanocomposites, nanoemulsions, nanotubes, and nanofibers. The controlled release of the drug is to maintain the optimal therapeutic concentration of the drug in the blood, which increases the shelf life and duration of activity of drugs with a short half-life. Controlled drug release makes the drug release rate predictable and repeatable for prolonged release drugs. Therefore, the development of colloidal systems for curcumin release encapsulation is a promising strategy to overcome the limitations of drug release. The physical and chemical characteristics of chitosan-based nanocarriers, including surface charge, morphology, encapsulation driving force, and release characteristics, are examined in this study and the effectiveness of chitosan-based nanocarriers for pharmaceutical applications is determined by these characteristics.

    Keywords: curcumin, Bioavailability, encapsulation, Chitosan, Chronic diseases
  • Seyedeh Setareh Attarseyedi, Masoud Mokhtary * Pages 19-29
    In this work, gelatin-polyvinylalcohol hydrogel was prepared using K2S2O8 in aqueous media in the presence of N,N′-methylenebisacrylamide. The gelatin-polyvinylalcohol hydrogel was characterized by FT-IR, SEM and swelling studies. Then, loading and release of fluvoxamine maleate drug was investigated using gelatin-polyvinylalcohol hydrogel. The effects of temperature and pH on the loading and release of fluvoxamine maleate drug in gelatin-polyvinylalcohol hydrogel were studied. FT-IR results confirmed the formation of gelatin and polyvinyl alcohol hydrogel. The results showed that the maximum drug release was obtained at pH = 2 at room temperature after 6 hours with a value of 43.98 ppm. Gelatin-polyvinyl alcohol hydrogel shows about 11 times water absorption at room temperature. The gelatin-polyvinyl alcohol hydrogel is sensitive to pH and temperature and provides controlled release of fluvoxamine maleate in the gastric environment.
    Keywords: Gelatin, Polyvinylalcohol, Hydrogel, Fluvoxamine maleate, Drug release
  • Mehdi Mahmoudian *, Fatemeh Zanbili Pages 31-44
    The self-healing property refers to the ability of a substance to repair damage and restore its original function either intrinsically or non-intrinsically. In this study, the natural hydrophilic substance of the salep was used as a raw material for the preparation of hydrogels, and the free radical polymerization method was used to improve their properties and modify them. Then Fe3O4 magnetic nanoparticles were synthesized and included in the matrix of nanocomposite hydrogels that had self-healing properties. The structure of the synthesized hydrogels was determined by FT-IR, and FE-SEM analysis, and their thermal stability was determined by TGA analysis. The swelling percentage of hydrogel nanocomposites was measured in different conditions. Self-healing properties of hydrogels were also investigated. Modifying the salep hydrogel using polyacrylamide and adding Fe3O4 nanoparticles to its structure increased structural strength, improved swelling, and self-healing properties; So that the salep nanocomposite hydrogel modified with polyacrylamide and containing 7% by weight of Fe3O4 nanoparticles, has the highest percentage of swelling (2335%), high thermal stability (about 550 °C), fast self-healing property (after 30-35 minutes at room temperature), the gel content value is equal to 81%.
    Keywords: Self-healing hydrogels, Nanocomposites, Polymer-modified hydrogels, Free radical polymerization method
  • Abolfazl Mirzapour * Pages 45-54
    Multilayer nanometer substrates based on graphite have emerged as a new field in the design and manufacture of biocatalysts. Layered and self-assembled Nano surfaces can provide a significant accessible surface for the immobilization of drugs, biological systems, and active enzymes and also can be used for the detection of biomarkers. In this study, a new bioelectrode was fabricated by self-assembling a porous graphene pattern with a G-rich polymer (GRP). The highly hydrophobic porous graphene was functionalized with a guanine (G) rich polymer to incorporate glucose oxidase (GOx). Graphene sheet dispersed in water with guanine (G) rich polymer. The electrochemical response of the bioelectrode to glucose was studied as a model for bioelectrocatalysis. The bioelectrode displayed a linear response to glucose concentration ranging from 0.2 to 2 mM, with a detection limit of 0.086 µM and 0.092 µA/µM/cm2 sensitivity. This study illustrates the potential of porous graphene for the construction of bioelectronics interfaces for the fabrication of electrochemical bio-devices.
    Keywords: Nanoelectrocatalyst, Glucose oxidase, porous graphene, linear polymer, Glucose
  • Masoud Faraji *, Yousef Razmi Pages 55-64
    A microbial fuel cell (MFC) is a device that converts chemical energy into electrical energy through the catalytic processes of microorganisms. In this study, a graphite-based flexible film was obtained by adding of zinc powder to a mixture of multi walled carbon nanotubes-graphite powder-polyvinyl chloride (PVC) and then selectively replacing of palladium (Pd) with Zn in a solution containing PdCl2. Surface morphology studies showed that the flexible film has a porous structure, where palladium and carbon nanotubes as uniform conduction channels are present in composite of the film. Electrochemical studies also showed that porous Pd/MWCNTs-Graphite-PVC film as a cathode in MFC at 22-ohm resistance has a current density and power density of 568 mA/m2 and 18500 µW/m2, respectively (compared to 191 mA/m2 and 810 µW/m2 for Pt foil), showing excellent electrochemical activity of the modified film for O2 reduction. Improved electrocatalytic behavior of the modified film can be attributed to porous structure of film and synergistic effect between CNTs and palladium. The method presented in this research can be employed as a favorite method for preparing of suitable electrocatalysts based on commercial graphite powder in the microbial fuel cells.
    Keywords: Microbial fuel cell, Cathode, Multi-walled carbon nanotubes, Graphite, Palladium, PVC
  • Reza Moradi * Pages 65-80
    In this study, silver nanoparticles (Ag-NPs) as catalysts in the photocatalytic degradation reaction of Sunset Yellow FCF (SYF) azo dye in aqueous solution were investigated. Ag-NPs were prepared by using walnut (Juglans regia L.) leaf extract. The synthesis of Ag-NPs has been done using green chemistry, which is an environmentally friendly, low-cost, fast, and safe method. Extraction was done with a facile method, as well as the synthesis of Ag-NPs in a short period and with high efficiency. The Ag-NPs were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray (EDS), X-Ray Diffraction (XRD), and Fourier Transform InfraRed (FT-IR) spectroscopy. Optimum conditions for dye degradation were determined using Taguchi experimental design method with (L9(34)) orthogonal array. Analysis of the response of each experiment was based Signal to Noise (S/NL) ratio calculated. The effects of operational parameters such as catalyst amount, pH, irradiation time, and temperature in three levels for each factor were studied. The Taguchi results showed that catalyst amount= 20 mg/l (level 2), pH= 4 (level 1), irradiation time = 45 min. (level 3) and temperature= 30 °C (level 3) was the optimum conditions for this process. The most influence of each factor on the process was determined using the Analysis of Variance (ANOVA) method. The most significant factor in this process was pH. The interaction between pH×catalyst amount was the most influencing interaction. The analysis of primary ANOVA showed that percent (p(%)) parameters were: catalyst amount (12.002%), pH (46.298%), irradiation time (35.311%), and temperature (6.383%). The contribution of factors in this process was found to be in the following order: catalyst amount (0.142), pH (0.431), irradiation time (0.397), and temperature (0.18). A pseudo-first-order kinetic reaction with rate constant k=0.0721 min−1 was observed for dye photocatalytic degradation.
    Keywords: Ag-NPs, Photocatalytic degradation, Experimental design, reactor
  • Masoumeh Ahmadi Sarkhouni, Hassan Mansouri Torshizi, Khatereh Abdi * Pages 81-90
    Three complexes: bis(2,2′-bipyridine)-, bis(1,10-phenanthroline)- and (2,2′-bipyridine)(1,10-phenanthroline)-chlorocopper(II) chloride with molecular formula of [Cu(bpy)2Cl]Cl, [Cu(phen)2Cl]Cl and [Cu(bpy)(phen)Cl]Cl, having trigonal-bipyramidal geometry were prepared according to the reported procedure via the reaction of CuCl2 with bpy and phen ligands. The interaction of these complexes with bovine serum albumin (BSA) was studied by electronic absorption spectroscopy at two temperatures of 296 and 310 K in Tris buffer medium (pH = 7) containing sodium chloride (10 mM). These interactions include the determination of the binding constant of each metal complex to serum albumin (K), the midpoint concentration of each metal complex that can denature half of the BSA molecules present in the medium (L1/2), and the thermodynamic studies. The binding constant values obtained in the range of 2.08 ‒ 65.7 × 104 M‒1 indicate the proper interaction of each complex with BSA. In the titration of BSA with each of the complexes, it was found that the conformation of this protein changed upon the addition of these compounds. It is because the absorbance of BSA at 280 nm showed a significant decrease with increasing the concentration of each compound. While studying thermodynamic parameters: the negative values of Gibbs free energy changes in the interaction of all three complexes with BSA, confirmed the spontaneous nature of the reaction between them. The positive values of standard enthalpy changes for the [Cu(bpy)2Cl]Cl and [Cu(bpy)(phen)Cl]Cl and the negative value for the [Cu(phen)2Cl]Cl indicate that these processes are endothermic and exothermic, respectively. In addition, the positive values of the standard entropy changes for the [Cu(bpy)2Cl]Cl and [Cu(bpy)(phen)Cl]Cl indicate the irregularity of the system (entropy driven) and its negativity for the [Cu(phen)2Cl]Cl indicates ordering. The positive values of ΔH° and ΔS° for the [Cu(bpy)2Cl]Cl and [Cu(bpy)(phen)Cl]Cl and the negative values for [Cu(phen)2Cl]Cl complexes indicate hydrophobic and H-binding + van der Waals interactions, respectively.
    Keywords: Cu(II) complexes, Polypyridyl ligands, Bovine serum albumin, Thermodynamic parameters
  • Mohammadreza Mehralizadeh, Bahman Abdollahi * Pages 91-104
    In this research, NiTiO3 electrocatalyst was prepared by sol-gel method and coated on graphite surface by electrophoretic method. Several analyzes were performed in order to investigate the microscopic morphology and structural characteristics of NiTiO3. The NiTiO3 particles were obtained in spherical form and in nano size. In addition, the cyclic voltammetry results demonstrated that the NiTiO3/G electrode exhibited superior electrocatalytic activity when compared to the G electrode. The oxidation potential of the NiTiO3/G electrode, 0.3 mV, indicated improved involvement in the anodic oxidation reaction. Conversely, the impedance results revealed a decreased charge transfer resistance for the NiTiO3/G electrode in comparison to the G electrode, thereby accelerating the degradation process. The prepared electrocatalyst was used to remove reactive black 5 (RB5) pollutant from aqueous solution by anodic oxidation process. For this purpose, the reaction reactor with NiTiO3/G anode electrode and graphite cathode electrode was used. The effect of current, initial pH, initial concentration of RB5 and process time on the removal efficiency of RB5 was investigated and the response surface method was used to optimize the anodic oxidation process. The results showed that the maximum removal efficiency of RB5 was observed in applied current, pH, initial concentration of RB5 and process time of, 500 mA, 6, 20 mg/L and 200 minutes, respectively. Based on this, such a method can be used to remove RB5 from polluted water.
    Keywords: electrocatalyst, Anodic oxidation, Reactive black, Response surface methodology, NiTiO3
  • Ezzatollah Najafi *, Esmail Vessally, Narges Mottaghi Nia, Bagher Mohammadi, Mohammad Reza Poor Heravi Pages 105-119
    A new optical mixed-ligand complex of cadmium(II), [(C15H9O2)(OMe)2(Me2Sn)4O2] (1), was prepared from the reaction of cadmium nitrate with anthracene-9-carboxylic acid and bipyridine ligands by the branched tube method and the prepared compound was fully characterized  by IR, UV spectroscopies and elemental analysis. The solid state structure of 1 was also investigated via single crystal XRD. The results showed that compound 1 is a mononuclear complex crystallized in triclinic system with space group of. The asymmetric unit of 1 is comprised of one cadmium ion, one anthracene-9-carboxylate anion, two bipyridine ligands and one nitrate anion. The thermal stability of the prepared complex was investigated by thermal gravimetric method (TGA). The prepared complex was used as light emission layers in two different concentrations in the fabrication of organic light-emitting diodes. Examining the results showed that the concentration of the complex has a significant effect on the electrical properties of the prepared diodes.
    Keywords: Mononuclear complex, Anthracene-9-carboxylic acid, Electrical properties, OLED, thermal stability
  • Fatemeh Khajoee Nejad, Mehrji Khosravan *, Yousef Ebrahimipour Pages 121-133
    In this research, two tridentate Schiff base ligands 3-((2‐hydroxy‐3 methoxybenzylidene) amino)-2-methylquinazolin-4(3H)-one [HL1] and 3-((5-bromo-2-hydroxy-3-methoxybenzylidene)amino)-2-methylquinazolin-4(3H)-one [HL2] and their mixed-ligand complexes [Cu(L1)(bipy)] and [Cu(L2)(bipy)]; (bipy=2,2 bipyridine) were synthesized and fully characterized using spectroscopic techniques such as FT-IR, UV-Vis, and mass spectroscopy techniques. The element analysis, molar conductivity and melting points of these compounds were also determined. Antibacterial activities of the ligands and Cu(II) complexes were evaluated against Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa. According to the results, complexes showed significantly higher antibacterial activities compared to their related ligands
    Keywords: Schiffbase, Cu(II) complex, spectral technique, Antibacterial activity
  • Javad Zolgharnein *, Shahab Feshki, Saeideh Dermanaki Farahani Pages 135-153
    A fast, simple, inexpensive, sensitive, efficient, and environment-friendly magnetic solid phase extraction (MSPE) procedure has been developed to concentrate two polycyclic aromatic hydrocarbons (Acenaphthene and Pyrene) from water samples prior to quantification by UV-vis spectrophotometric. CoFe2O4 nanoparticles modified by aspartic acid have been synthesized by co-precipitation processes.  This adsorbent was analyzed by FT-IR spectroscopy, SEM, and XRD methods. A D-optimal design was used for optimizing the factors and evaluating their influence upon extraction. The optimum experimental conditions were: pH= 3; sorbent dosage= 15 mg; Acenaphthene concentration = 150(µg/L); Pyrene concentration =400(µg/L). Under the experimental conditions, the method presents a good level of relative standard deviation for Acenaphthene and Pyrene, 2.9% and 3.1 % (n = 9; spiking level 5 mg/L) respectively. The detection limit for the Acenaphthene and Pyrene with 9 times measuring was 34 and 25 (µg/L) and the quantities limit was 84 and 114 (µg/L), respectively. Finally, the proposed method was applied to the analysis of four types of water samples, tap water, well water, river water, and effluent wastewater. The samples were previously analyzed and confirmed free of target analytes. At 50 (µg/L) spiking level recovery, values ranged between 80 and 90% for effluent wastewater samples showing that the matrix had a negligible effect upon extraction.
    Keywords: Acenaphthene, d-optimal design, Cobalt ferrite, nanoparticles, Magnetic nanoparticles, Pyrene, Solid phase extraction
  • Hamdollah Salehi *, Khadijeh Gharbavi, Narges Sadat Mousavinezhad Pages 155-164
    In this Paper, structural , electronic and optical properties in orthorhombic phase o HgO were  studied by using Peduopotential method in the framework density functional theory (DFT) with the different approximations such as LDA and GGA. The electronic calculations showed that the results of the electron state densities and the band structure are in agreement with each other. The different approximations in electronic calculations also predicted the existence of a band gap of about 0.691 to 1.052 volts. Also, optical calculations showed that the static refractive index of mercury oxide is maximized for polarization in the y direction. The optical  gap calculated in the z direction agrees more with the band gap obtained from the band structure calculations. It was also observed that the optical gap of this compound is minimal for its polarization in the y direction.
    Keywords: Lattice constant, Refractive index, Electronic structure, HgO
  • Ali Tahmasebi, Mohammad-Hossein Sarrafzadeh *, Behnam Ghaffari Pages 165-176
    The pulp and paper industry has historically been one of the world‘s largest consumers of freshwater resources and producers of wastewater, which, can cause serious damage to the water and soil ecosystem if directly discharged into the environment. On the other hand, the use of traditional treatment techniques including biological treatment and coagulation is restricted by the presence of non-biodegradable organic compounds with high molecular masses. The photo-Fenton process is an environmentally friendly, simple, and fast method with low operational cost which could oxidize polluting substances by producing powerful hydroxyl radicals. The most important variables in the effectiveness of this process are the concentration of the oxidant agent, the concentration of Ferro ions, and pH. With three variables; the dimensionless concentration of hydrogen peroxide, the concentration of Ferro ions, and the pH, the experiment's design was carried out by the central composite method based on the response surface method in 18 experiments. pH was adjusted, Ferro ion and hydrogen peroxide were added, and the solution was then immediately exposed to UV light in order to apply the Photo Fenton treatment procedure to the sample. COD was defined as an indicator of wastewater pollution, and sodium sulfite was used to eliminate the effect of hydrogen peroxide on COD test. Effective factors were also optimized for the best performance at the most economical cost. The maximum value of COD removal = 71.51% was obtained experimentally. In the economic optimal state with the initial concentration of dimensionless oxidant dose = 0.369, ferro ion concentration = 98.99 mg/L, and pH = 3.28, 65.21% of COD removal was achieved and 1.37 riyals for removal of 1 COD unit were obtained.
    Keywords: Advanced Oxidation Process, photo Fenton, pulp & paper mill wastewater, Optimization, Central composite design
  • Mohsen Esmaeilpour *, Majid Ghahraman Afshar, Hossein Ghaseminejad Pages 177-189
    Today, the progress of industries, health, energy and food security, which are the main components of the sustainable development of societies depend on water more than anything else. Moreover, water shortage is a serious problem for human survival and the natural ecosystem. The average amount of raw water consumption in Shahid Montazer Ghaem steam power plant is 25,000 m3/day, which is significant considering the production capacity and the existence of a cooling tower in this power plant. Therefore, it is important to provide effective solutions that is able to be implemented in order to modify the consumption pattern and prevent water wastage in this power plant. Effective proposed solutions according to the in-person visit, receipt of documents and consultation with specialists, experts and operators in this power plant in order to modify the consumption pattern is including the recycling of clean drain (boilers blowdown, backwash of filters, samplers) in the final stage of washing resin filters, purification and recirculation of cooling tower sludge, increasing the degree of concentration and optimization of cooling towers (replacing drippers, changing nozzles, changing the angle of lavers, etc.), the use of ozone in order to purify the water of the cooling tower, water storage during equipment repair, especially in the cooling towers, installation of the RO system in the inlet of the cooling tower's compensating water.  Finally, considering the technical-economic conditions and volume and quality of water, a high priority solution was proposed in this power plant in order to modify the consumption pattern and prevent water wastage.
    Keywords: Montazer Ghaem Power Plant, Boiler Blowdown, Cooling Tower Blowdown, Improving of Cooling Tower, heat exchanger, Technical-Economic Evaluation
  • Mohammad Akbari Kooshkajeh, Seyed Nezameddin Ashrafizadeh *, Ahmad Rahbar Pages 191-203
    The use of copper metal and its alloys is increasing day by day due to the unique properties of this metal in the electronics, steel alloys and other applications. One of these methods is the use of microfluidic systems. The use of microfluidic systems in continuous separation processes has received much attention in the last two decades. In this study, first the microfluidic system made of glass was made by laser cutting method and then the solvent extraction of copper metal ion was performed by using the microfluidic technique and using PHOSPHORIC ACID 2-ETHYLHEXYL ESTER (MDEHPA) cation extractor in the Y-Y microchannel and the parameters that affecting it have also been investigated, the experiment was designed by using the response level method and the effect of single and simultaneous operational parameters including volume concentration of the extractor, pH of the aqueous phase and residence ion extraction was investigated. In this regard, the amount of extractor concentration 11% (vol/vol), pH equal to 5 and residence time equal to 20 seconds were obtained as optimal operating conditions. In optimal operating conditions, the amount of copper extraction from the aqueous phase was 88.45%. Also the ratio of two-phase aqueous and organic discharges was changed, which according to the results obtained in the Qorg⁄Qaq ratio equal to 2⁄1 the copper ion extraction efficiency increased from 88.45% to 90.54%. The total volumetric mass transfer coefficients (KLa) were also calculated under different conditions to evaluate the mass transfer performance in the microfluidic system. The results showed that KLa values decreased nonlinearly with increasing residence time. The highest KLa values were observed between (0.13-0.78 1⁄s) during the residence time equal 20 second, which is much higher than the KLa values in batch extraction, which indicates better mass transfer performance of the microfluidic system.
    Keywords: copper metal, Solvent extraction, Microfluidic system, Y-Y microchannel, Volumetric mass transfer coefficient
  • Sedighe Fazli, Salman Movahedirad *, Sasan Asiaei Pages 205-217
    Droplet formation process is one of the most important steps in many microfluidic proceses with biological and chemical applications. Factors affecting the droplet formation process include the geometry of the device, fluid properties, operating parameters and external forces. Since the construction of many samples to optimize the microchannel geometry is required to incur heavy costs, in this study, with the help of computational fluid dynamics technique, the droplet formation process is studied. The purpose of this study is to numerically simulate flow-focusing microchannels to study microchannel dimensions and produce small droplets under the influence of an external electrical field. The innovative aspect of the present work is the study of parameters that have not been considered in open literachar. Numerical simulation of this chip was performed in two-dimensional space. According to the flow physics, the phases of the current are assumed to be incompressible. Two geometric parameters of flow concentrating region length and orifice length were investigated. The results of this study showed that for a length of 100 μm for the flow focusing region at high voltages, the droplet diameter can be reduced to less than 55 μm. The time difference between the formation of two consecutive drops for a length of 200 μm in this region at 300V increases to 0.178 seconds. It was shown that although the length of the orifice has no considerable effect on the droplet diameter, but at the length of 90 μm, droplets are formed after the orifice. It was also shown that when the distance between the electrodes is short, smaller droplets are formed due to the increase in electrical force applied to the common boundary of the two fluids. In fact, smaller droplets can be formed by selecting the appropriate configuration for the electrodes at lower voltages.
    Keywords: Microfluidic, microdroplet, Electric field, flow focusing
  • Mahmood Reza Rahimi, Hakimeh Sharififard *, Pouyan Rezapour Pages 219-228
    Today, it is known that the emission of carbon dioxide as a greenhouse gas is one of the most important causes of global warming. Fossil power plants are known as one of the major producers of carbon dioxide. Due to this, the separation of carbon dioxide from the gases that are released into the atmosphere by the chimney of fossil power plants seems to be necessary as an effective method to control the emission of this gas. In the current project, the separation of carbon dioxide from flue gas using natural chitosan membrane is presented. At first, the mathematical model was used to separate carbon dioxide using the module of hollow fibers; In such a way that the flow of gas inside the shell and inert gas (Argon) in the tube are in an unequal way to minimize the partial pressure of carbon dioxide. The above process as well as the effect of changes in different operating conditions on the process were simulated based on computational fluid dynamics with Comsol 6.0 software. The simulation results show that the carbon dioxide/nitrogen selectivity is 15-5 and the permeability is 1-26 Barrer. Increasing the temperature and pressure of the inlet gas has a positive effect on the separation efficiency; while the input percentage of carbon dioxide has no significant effect and its effect can be ignored.
    Keywords: Chitosan Membrane, Computational fluid dynamics, carbon dioxide separation, Biodegradable Membrane
  • Taleb Zarei *, Mohammad Sadegh Asadi Pages 229-238
    In this study, a three-dimensional simulation model has been carried out to investigate the flow pattern and the effect of picket fences on the performance of the settler in the solvent extraction plant in the Miduk copper complex. The effect of picket fences on the settler and their arrangements, flow distribution blades, separation of phases and the droplet size distribution has been investigated with CFD simulations.  The simulation has been carried out with an Eulerian-Eulerian method in conjunction with the incorporated MUSIG model which is based on a population balance equation and takes into account the break up and coalescence models of droplets.  The simulation of settler shows that feed spouting velocity was propagated for long distances in the settler and dispersion band continues to the end of the settler. By setting one picket fence in the settler, velocity vectors transmitted and the width of dispersion band decreased which as a result increasing droplet size. By increasing number of picket fences dispersion band almost disappears. The inspection of distribution of droplet size at different points in the settler showed that the presence of picket fences increases the size of droplets. Finally, the effect of closed to opened (C/O) area ratio of the picket fences on the performance of the settler was studied. The results showed that by increasing the C/O ratio, some circulation appears in the flow which causes a negative effect on phase separation.
    Keywords: settler, copper solvent extraction, picket fences, flow distribution blades, Computational fluid dynamics
  • Behnam Ranjbar, Ehsan Jafarbeigi, Masoud Rahimi, Faezeh Mohammadi * Pages 239-249
    Generally, gas is known as the main source of energy. In the industry, a lot of energy is used to increase the power of the heaters in the pressure reduction stations. Therefore, in this study, in order to increase the speed of the heat transfer rate in the heaters of the pressure reduction station, parts with special angles (classic twisted tape) have been embedded in the coils. The above study was carried out on the heater of CGS & TBS pressure reduction station of Maviyan (Kamiaran city, Kurdistan province) with a capacity of 2500 2500 m3/h. In this regard, different temperature conditions of the water heater have been carefully investigated. On the other hand, three classic twisted tape with three different steps had been designed. In all models, the length of the classic twisted tape is 200 cm, and the height is 3.8 cm. The length of each step in the first model is 8 cm, the second model is 6 cm, and in the third model is 4 cm. The results shows that the maximum percentage of heat transfer improvement using the classic twisted tape with the third structure in a water temperature of 35º Celsius is 16%. On the other hand, the minimum percentage of heat transfer improvement in the classic twisted tape with the first structure at 60° Celsius is about 3.82%. These results can be effective and practical for increasing heat transfer efficiency and reducing conversion costs.
    Keywords: Heat Transfer, Classic twisted tape, Heater, Pressure Reducing Station
  • Erfun Shabani, Ali Reza Shahab Lavasani *, Mahmoud Habibian, Mohammad Reza Eshaghi, Sara Movahed Pages 251-260
    Cold plasma is one of the food preservation methods in the food industry, which increases the shelf life of food products, the purpose of this research is to investigate the increase in shelf life of oyster mushrooms under cold plasma treatment under the treatment of two gases (argon and air) for the duration of (0, 5, 10, 20) minutes at the pressure of 1 torr and the power of 100 watts, the surface of oyster mushroom was exposed to cold plasma radiation, which led to a decrease in the total count, coliform, mold and yeast and Pseudomonas syringic PV. The results of microbial and physical analyses showed that in five minutes under cold plasma treatment, excited gases of argon and air reduced the microbial load by 99% and caused the least effect on the physical and appearance properties of oyster mushroom products. In the examination of the physical properties of oyster mushrooms (texture and weight), it was shown that the effect of gas type had a significant effect on these indicators. And about ten percent performance improvement. Increasing plasma treatment time to twenty minutes led to a significant difference (p<0.05). Examining the type of gas and its effect on the treatment showed that the type of gas makes a significant difference and the effectiveness of air gas is slightly higher than argon in the overall count (p<0.05). Cold will be a suitable and low-cost method for sterilizing and pasteurizing mushrooms to increase their shelf life.
    Keywords: Shelf life, oyster mushroom, Cold plasma
  • Fateme Rashidi, Soroush Baradaran *, Mohammad Amin Sobati Pages 261-278
    In this study, a systematic approach is introduced for process hazard Identification and dynamic risk assessment focusing on the process equipment failure as well as control and instrument facilities in a typical gas compressor station. The survey was initially performed via HAZOP analysis for the main process facilities of the case study. Then, the Bow-Tie analysis was proposed as a combination of fault tree and event tree. Because of the static nature of these conventional risk assessment methods and the limitations such as uncertainty in modeling casual relationships between components, this study proposes a dynamic approach using Bayesian networks for safety risk assessment of gas compressor stations. Critical points in the unit were identified after updating the probability of the main event occurrence using sensitivity analysis. The HAZOP results showed that the compressor node had a high potential for loss of containment or compressor failure. The evaluation of human error is also performed using specific data. The results of the quantitative risk assessment show that the probability of compressor damage due to surge conditions is equal to 2.163 × 10-3. It is also found that the probability of jet fire and flash fire is equal to 1.51E-6 and 9.58E-6. The bow tie was mapped to the Bayesian network for dynamic risk assessment. After setting the new evidence, the probabilities of intermediate events and basic events were updated. Sensitivity analysis using the ROV criterion showed that compressor protection system failure, anti-surge control valve failure, and the events associated with the compressor strainer were the main contributors. Finally, suggestions were made to improve the unit's safety and reduce its risk.
    Keywords: Process Hazard Identification, D risk assessment, Gas compressor station, HAZOP, Fault Tree Analysis