فهرست مطالب

شیمی و مهندسی شیمی ایران - سال سی و چهارم شماره 1 (پیاپی 75، بهار 1394)
  • سال سی و چهارم شماره 1 (پیاپی 75، بهار 1394)
  • تاریخ انتشار: 1394/02/28
  • تعداد عناوین: 9
|
  • سحر فروغی راد، مرضیه خطیب زاده صفحات 1-9
    تهیه سبز نانوذره های نقره در دمای محیط با استفاده از روش سونوشیمیایی انجام گرفت که در طی آن از نقره نیترات به عنوان پیش ماده ی نقره، از ژلاتین و آسکوربیک اسید به ترتیب به عنوان پایدارکننده ی نقره و عامل احیا استفاده شد. اثر غلظت پایدارکننده، عامل احیا و زمان قرارگیری در معرض فراصوت در تهیه بررسی شد. بررسی اثر غلظت پایدارکننده و عامل احیا نشان داد که در غلظت های مواد افزودنی مقدارهای بهینه ای وجود دارد که در صورت عبور از این مقدارها یا استفاده کمتر از حد بهینه آن ها، اختلال در فرایند تهیه بروز نموده و اندازه ذره ها و توزیع آن ها را تحت تاثیر خود قرار می دهد. افزون بر آن، زمان قرارگیری در برابر فراصوت نیز در فرایند تهیه بسیار دارای اهمیت بوده و اندازه ذره ها و توزیع آن را متاثر می نماید. با استفاده از مقدارهای بهینه، نانوذره هایی با قطری در بازه ی 5 الی 9 نانومتر به دست آمد. از آزمون اسپکتروفتومتری مرئی فرابنفش به منظور دیدن پیک مشخصه ی نانوذره های نقره استفاده شد و دیدن این پیک در بازه ی 450 – 400 نانومتر، حضور نانوذره های نقره را در محلول نشان داد. از آزمون تفرق دینامیکی نور نیز برای بررسی دقیق و کمی اندازه ذره ها و توزیع آن ها استفاده شد. نتیجه ها نشان داد که در صورت استفاده از مقدارهای بهینه، ذراتی با اندازه های کوچک تر و توزیع باریک تر به دست می آید
    کلیدواژگان: نانوذره های فلزی، نقره، تهیه سبز، فرایند سونوشیمیایی
  • پریسا صادقپور، محمد حقیقی صفحات 11-27
    غربال مولکولی نانوساختار SAPO-34، بهترین عملکرد را در تولید الفین های سبک به خود اختصاص داده است. همچنین به دلیل اهمیت فرایندMTO پژوهش های گوناگونی برای بهبود ویژگی های کاتالیست SAPO-34 انجام گرفته است.از این رو مطالعه و بررسی سنتز این کاتالیست در کنترل ساختار و بهبود ویژگی های آن موثر می باشد. استفاده از فلزهای گوناگون از جمله فلزهای واسطه با ایجاد سایت های اسیدی جدید، اسیدیته کاتالیست را اصلاح کرده و سبب افزایش طول عمر این کاتالیست ها می شوند. از این رو، در این پژوهش به منظور بهبود عملکرد کاتالیست ها، زئولیت های SAPO-34با توزیع غلظت های متفاوتی از بهبوددهنده های Mnو Niدر ساختار کاتالیست ها تهیه شدند. کاتالیست های Mn0.05Ni0.1APSO-34 وMn0.1Ni0.05APSO-34 با ماده الگوساز DEA به روش هیدروترمال تهیه شده و ویژگی ها و فعالیت آن ها مورد ارزیابی قرار گرفت. پس از مرحله های سنتز، ویژگی های کاتالیست ها توسط آنالیزهایXRD، FESEM، EDX، BET و FTIR ارزیابی شده و آزمون های راکتوری برای بررسی ویژگی های کاتالیستی به منظور استفاده در فرایند MTO انجام شد.نتیجه های به دست آمده از آنالیزهای XRDو FESEMنشان داد که کاتالیست های Mn0.05Ni0.1APSO-34 وMn0.1Ni0.05APSO-34 به ترتیب دارای بلورهایی با اندازه در حدود 5/44 و 2/47 نانومتر و ذره هایی در حدود 15 و 2/12 میکرومتر شده اند. از نتیجه های آنالیز BET سطح ویژه بالایی برای کاتالیست تهیه شده با غلظت بالایی از Mnدیده شد. نتیجه های به دست آمده از آزمون های راکتوری نشان داد که میزان تبدیل متانول در بازه ی دمایی بررسی شده برای همه کاتالیست ها حدود 100% به دست می آید.همچنین کاتالیستMn0.1Ni0.05APSO-34 نسبت به نمونه Mn0.05Ni0.1APSO-34 از پایداری و فعالیت بالاتری برخوردار بود. به طوری که این کاتالیستبا داشتن سطح ویژه بالا بعد از گذشت 6 ساعت انتخاب پذیری 78% نسبت به الفین های سبک داشت.
    کلیدواژگان: MnNiAPSO، 34، غلظت فلز، متانول، الفین های سبک
  • سارا عبدالشاهی نژاد، سید مهدی برقعی، مجتبی سید ی صفحات 29-37
    در حال حاضر فلزهای سنگین در بسیاری از پساب های صنعتی یافت می شوند و از جمله مهم ترین آلاینده های محیط زیست محسوب می شوند. نانوذره های آهن مغناطیسی با استفاده از مکانیسم های جذب سطحی، تبادل یونی و نیروهای الکتروستاتیک می توانند در حذف فلزهای سنگین از پساب های صنعتی مورد استفاده قرار گیرد. هدف از انجام این پژوهش بررسی کارایی نانوذره های مگنتیت در حذف کروم شش ظرفیتی از پساب و پارامترهای موثر بر آن می باشد. نانوذره های مگنتیت در اندازه ی میانگین 70 نانومتری و به روش هم رسوبی سنتز و عامل های گوناگون موثر بر جذب یون های فلزی، به عنوان نمونه، pH، دما، مقدار جاذب، غلظت اولیه کروم و زمان تماس به منظور بهینه سازی شرایط عملیات بررسی شد. همچنین برای شناسایی نانوذره ها از الگوی پراش اشعه ایکس(XRD) و نیز برای بررسی ساختار و اندازه نانوذره های مگنتیت از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM)استفاده شد. نتیجه های این پژوهش نشان داد که همانند بسیاری از فرایندهای جذب، مکانیسم حذف به شدت تحت تاثیر pH قرار دارد. همچنین در pH معادل 2، در حالی که غلظت اولیه کروم 30 میلی گرم بر لیتر باشد با افزودن 5/3 گرم بر لیتر نانوذره های مگنتیت سنتز شده در زمان تماس 20 دقیقه حدود 94 درصد از کروم شش ظرفیتی حذف خواهد شد و در مقدارهای بالای pH بازده حذف کاهش خواهد یافت. بنابراین نانوذره های مگنتیت دارای توانایی بالایی در حذف کروم شش ظرفیتی از پساب دارای این یون می باشند و بازده حذف کروم شش ظرفیتی با افزایش pHکاهش می یابد. نتیجه ها همچنین نشان داد با افزایش غلظت اولیه کروم، میزان جذب کاهش و همچنین با افزایش میزان جاذب، مقدار جذب کروم افزایش می یابد. هم دمای حالت تعادل با مدل های هم دمای جذب لانگمویر و فرندلیچ مطابقت داده شد و نتیجه ها نشان داد که داده های به دست آمده از حذف کروم شش ظرفیتی توسط نانوذره های فرومغناطیسی با مدل هم دما جذب لانگمویر مطابقت خوبی دارد.
    کلیدواژگان: نانوذره ها، فریت، فلزهای سنگین، جذب سطحی، کروم
  • عباس بشارتی سیدانی، محمدرضا غلامی صفحات 39-49
    نانوذره های TiO2 به روش سل ژل سنتز شد. اصلاح نانوذره های تهیه شده با فلزهای واسطه Pt، Pd و Ni انجام شد. فوتوکاتالیست های تهیه شده با روش های XRD، BET، SEM، DRS و FT-IR شناسایی شدند. سینتیک و بازده ی تخریب فوتوکاتالیستی یک نمونه رنگ آزو AB92 مورد بررسی قرار گرفت. تاثیر پارامترهایی مانند غلظت کاتالیست، اسیدی بودن محیط، غلظت رنگ، دمای کلسیناسیون و همچنین نوع فلز دوپه شده بر روی میزان بازده ی فرایند تخریب مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه های تجربی نشان داد که سرعت تخریب فوتوکاتالیستی به شدت تحت تاثر pH بوده و همچنین مشخص شد، بهترین دمای کلسیناسیون 500 درجه می باشد.
    کلیدواژگان: نانوذره ها، TiO2، سل، ژل، رنگ آزو، تخریب فوتوکاتالیستی
  • الهام صابری خواه، آزاده ابراهیمیان پوربازاری، جمشید محمدی روشنده صفحات 51-57
    در این مطالعه سینتیک لیگنین زدایی فرایند خمیر کاغذ سازی از ساقه گندم با استفاده از گلیسرول،در شرایط استفاده از کاتالیست سدیم هیدروکسید 2% و بدون آن، در دمای °C200 و در زمان های 30 تا 180 دقیقه درشرایط رفلاکس انجام شد. نتیجه های به دست آمده نشان می دهد که با افزایش زمان خمیر کاغذ سازی مقدار لیگنین باقیمانده در خمیرکاغذ، درصد کربو هیدرات و بازده در هر دو حالت استفاده از کاتالیست و بدون آن کاهش می یابد. معادله های سرعت بر حسب غلظت لیگنین باقیمانده در خمیر کاغذ هریک از فازهای لیگنین زدایی ارایه شد. بررسی ها نشان داد که سرعت لیگنین زدایی در این شرایط از واکنش مرتبه اول پیروی می نماید و ثابت سرعت واکنش ها در هر فاز لیگنین زدایی به ترتیب برابر 1-min3-10×3، 1-min 4-10×6 و 1-min 3-10×4، 1-min 3-10×1 تعیین شد.
    کلیدواژگان: کاه گندم، حلال آلی، گلیسرول، لیگنین زدایی، سینتیک، ثابت سرعت
  • اسماعیل رسولی گرمارودی، الناز محمدی رودپشتی، حسین جلالی ترشیزی، علی اکبر رزاقی صفحات 59-68
    روش جذب قلیا برای اندازه گیری واکنش پذیری، در تیمار مکانیکی (فراصوتی) و شیمیایی (اکسیداسیون انتخابی و غیر انتخابی و نیز با هیدروژن پراکسید) الیاف خمیر آلفاسلولز به دست آمده از لینتر پنبه مورد استفاده قرار گرفت. ارزیابی فرایند اکسیداسیون و تیمار مکانیکی الیاف با اندازه گیری گرانروی، وزن مولکولی سلولز، جایگزینی گروه های کربوکسیل به روش جذب متیلن بلو و نیز میزان جذب قلیایی الیاف نشان داد که تیمار مکانیکی پیش از تیمار شیمیایی باعث افزایش دسترس پذیری و واکنش پذیری الیاف شده است. میزان جذب قلیا به روش اکسیداسیون الیاف و تیمار مکانیکی قبل از اکسیداسیون بستگی دارد. نتیجه های به دست آمده از این پژوهش نشان می دهد که الیاف اکسید شده غیر انتخابی به همراه تیمار مکانیکی پیش از اکسیداسیون، واکنش پذیری الیاف خمیر آلفاسلولز را تا % 49/2 و جایگزینی گروه های کربوکسیل را تا mmol/kg 45/51 نسبت به الیاف سلولز تیمار نشده افزایش می دهد.
    کلیدواژگان: آلفاسلولز، اکسیداسیون، واکنش پذیری، دسترس پذیری، فراصوتی
  • طه خادمی نژاد، حسن رحیم زاده صفحات 69-76
    روش رطوبت زنی و رطوبت زدایی از جمله روش های ارزان تولید آب در مقیاس کوچک می باشد که در سالیان اخیر با توجه به پیش بینی های نگران کننده در رابطه با منابع رو به پایان سوخت های فسیلی، توجه ویژه ای را به خود جلب کرده است. در این مقاله روش رطوبت زنی و رطوبت زدایی بر اساس سیکل بسته هوا باز آب به وسیله نرم افزار تجاری EES مورد بررسی ترمودینامیکی (قوانین اول و دوم) قرار گرفت. در ادامه تاثیر پارامترهای حاکم بر مسئله مانند ظریب های اثر بخشی محفظه های رطوبت زنی () و رطوبت زدایی ()،دمای آب ورودی به محفظه رطوبت زنی () و دمای آب ورودی به محفظه رطوبت زدایی ()، نسبت شدت جریان جرمی () بر نسبت خروجی سامانه () و نرخ تولید آنتروپی بی بعد شده () بررسی شد. از شبیه سازی های ترمودینامیکی این نتیجه به دست آمد که بازده محفظه رطوبت زدایی به شدت بر بازده کل سامانه اثرگذار بوده و اثر آن به مراتب بیشتر از بازده محفظه رطوبت زنی می باشد. افزون بر این، در نسبت شدت جریان های پایین، نسبت خروجی به ازای دماهای پایین تر آب ورودی به محفظه رطوبت زدایی افزایش پیدا می کند. این در حالی است که در نسبت شدت جریان های جرمی بالا بر خلاف نسبت شدت جریان های جرمی پایین، دماهای بالاتر آب ورودی به محفظه رطوبت زدایی منجر به نسبت خروجی بیشتری می شوند.
    کلیدواژگان: تحلیل ترمودینامیکی، روش رطوبت زنی و رطوبت زدایی، سیکل بسته هوا، باز آب، نمک زدایی آب، نرم افزار EES
  • هانیه قنبر خرقانی نژاد، محمدرضا جعفری نصر* صفحات 77-104

    مقاله حاضر به تحلیل گرمایی و هیدرولیکی مبدل های گرمایی فشرده ی صفحه ای با پره های موج دا رمی پردازد. این بررسی نشان می دهد که چگونه عملکرد یک مبدل گرمایی فشرده به شدت به نوع و پارامترهای هندسی سطوح انتقال گرما وابسته است و می تواند در قالب ضریب های گرمایی کلبورن و هیدرولیکی فنینگ ارایه شود. به همین رو، ابتدا اثرهای 4 پارامتر هندسی ارتفاع پره، فاصله بندی بین پره، دامنه و طول موج پره های موج دار در قالب پارامترهای هندسی بدون بعد (a، b و g) بر روی این ضریب ها در بازه گسترده ای از عدد رینولدز (15000£Re£100) بررسی شد. سپس به منظور افزایش انتقال گرما و با هدف بهبود بازده مبدل به واسطه ی تغییر در هندسه، دو نوع پره موج دار با دیواره های ناپیوسته ی (افست دار) S و C شکل مورد مطالعه قرار گرفت. نتیجه های این بررسی نشان می دهد که افزایش پارامتر هندسی بدون بعد و کاهش دو پارامتر b و g سبب افزایش ضریب های کلبورن و اصطکاک فنینگ می شود. همچنین یک شاخص مناسب برای سنجش عملکرد مبدل های با پره های موج دار ناپیوسته ی S و C شکل در مقایسه با پره های موج دار پیوسته (بدون افست) ارایه می شود. استفاده از این شاخص نشان می دهد، حجم مبدل ها با پره های موج دار ناپیوسته به مراتب کمتر از مبدل هایی است که با پره های موج دار پیوسته طراحی می شوند.

    کلیدواژگان: مبدل های گرمایی فشرده، تحلیل گرمایی و هیدرولیکی، ضریب کلبورن، ضریب اصطکاک فنینگ، پره های موج، دار
  • هوتن گل دوست، قاسم عموعابدینی، حمید راشدی، ابراهیم عموعابدینی، عماد ایمنی پور، مهدی پسران حاجی عباس صفحات 105-111
    در این مقاله طراحی و ساخت راکتور زیستی لرزشی یک بار مصرف در مقیاس نیمه صنعتی مورد مطالعه قرار گرفت. ترکیب فناوری ساده و پر استفاده ی راکتور های زیستی لرزشی با راکتورهای یک بار مصرف استوانه ای یک گزینه ی ایده آل برای کشت سلول های گیاهی و جانوری به منظور تولید در مقیاس نیمه صنعتی ایجاد کرد.در این مطالعه، راکتور زیستی یک بارمصرف تا حجم 50 لیتر در مقیاس نیمه صنعتی طراحی و ساخته شد و به کمک سامانه اکسایش سولفیت از نظر پارامتر های مهم مهندسی افزایش مقیاس مانند اختلاط، توان مصرفی و سرعت انتقال اکسیژن با میلی راکتورهای زیستی مدل در مقیاس آزمایشگاهی دارای حجم 500 میلی لیتر مقایسه شد. بهترین بازده ی در سرعت گردش rpm250 و حجم عملیاتی %20 به دست آمد. با افزایش دور لرزاننده از 200 به rpm250 و در نتیجه کاهش زمان اختلاط به اندازه ی % 13، توان مصرفی %50 افزایش یافت که این مسئله انتخاب شرایط مناسب برای تولید اقتصادی فراورده را ضروری می کند. به منظور تایید نهایی عملکرد راکتورهای زیستی، بیشینه و کمینه ی OTRmax در راکتورهای زیستی محاسبه شد. این مقدارها به ترتیب mol/L/h 028/0 و 008/0 (در rpm 250 و 100)بود. کمینه ی OTRmax به دست آمده، دو برابر بیشینه ی مورد نیاز گزارش شده در منابع برای رشد انواع سلول های گیاهی و جانوری بوده و در نتیجه قابلیت کشت این سلول ها را در راکتوهای زیستی جدید با عملکرد میانه ی آن به خوبی تایید می کند
    کلیدواژگان: راکتورهای زیستی یک بار مصرف، میلی راکتور زیستی، فناوری لرزشی، سامانه سولفیت
|
  • Sahar Foroughi Rad, Marzieh Khatibzadeh Pages 1-9
    Synthesis of silver NanoParticles (NPs) was done in aqueous solution at ambient temperature by the use of ultrasound irradiation. Silver nitrate was used as Ag precursor; gelatin and ascorbic acid were used as eco-friendly capping agent and reducing agent، respectively. Ascorbic acid was added to the 1% wt. aqueous solution of silver nitrate and gelatin slowly. This yellow solution was then sonicated while its color changed continuously to brown، indicating the formation of Ag NPs. The effect of reducing agent and stabilizing material was investigated. UV-Visible test was done for the observation of SPR peak in range of 400-450 nm، which indicates the formation of silver nanoparticles. DLS test was done for better quantitative comparison، and the results showed that the finer particles with narrower distribution can be achieved by using the optimum concentrations. Finally، by using the optimum concentrations and the proper sonication time، the silver nanoparticles were achieved having an average diameter of 7±2 nm.
    Keywords: Metal nanoparticles, Silver, Green synthesis, Sonochemical process
  • Parisa Sadeghpour, Mohammad Haghighi Pages 11-27
    Nanostructured molecular sieve، SAPO-34 exhibits the best performance in the production of light olefins. Furthermore، due to the importance of MTO process، various researches have been conducted to improve SAPO-34 properties. Therefore، studying catalyst synthesis could be effective in controlling its structure and improving its properties. Using various metals like transition metals، could enhance catalyst acidity by creating new acid sites and resultantly increasing the catalyst lifetime. So، the present research is focused on the incorporation of Mn and Ni modifiers with different concentrations in synthesis of SAPO-34 zeolites to enhance the catalyst properties. MeAPSO-34s (Mn0. 05Ni0. 1APSO-34 and Mn0. 1Ni0. 05APSO-34) were synthesized by hydrothermal method using DEA as template and their catalytic properties and activities were investigated. The catalysts were characterized by XRD، FESEM، EDX، BET and FTIR techniques and catalytic performance tests were carried out toward MTO reaction. The results of XRD and FESEM for Mn0. 05Ni0. 1APSO-34 and Mn0. 1Ni0. 05APSO-34 catalysts showed a crystal size of 44. 5 and 47. 2 nm and particle size of 15 and 12. 2 μm، respectively. The BET analysis indicated large specific surface area for the catalyst synthesized with high concentration of Mn. The catalytic performance of the synthesized catalysts in MTO reaction showed that methanol conversion of all samples were 100% in the studied range of temperatures. Moreover، Mn0. 1Ni0. 05APSO-34 catalyst with respect to catalyst stability and activity is much better than Mn0. 05Ni0. 1APSO-34. The selectivity of light olefins for this catalyst with high specific surface area was 78% after 6 h time on stream.
    Keywords: MnNiAPSO, 34, Metal concentration, Methanol, Light olefins
  • Sara Abdolshahi Nezhad, Seyed Mahdi Borghei, Mojtaba Sayedi Pages 29-37
    Heavymetals، present in many industrial wastewaters،are considered as majorpollutants of environment. Magnetic iron nanoparticles are known for their superior adsorption، ion exchange and electro-static forces characteristics. The aim of this study was to evaluate the efficiency of magnetic nanoparticles for removal of hexavalent chromium from wastewater and the parameters that influence the removal. The magnetite nanoparticles were prepared by co-precipitation method where produced Fe3O4 nanoparticle’s average size was 40 nm. Various factors influencing the adsorption of metal ions، e. g.، pH، temperature، amount of adsorbent (magnetic nanoparticles)، initial concentration of chromium، andcontact time were investigated to optimize the operational conditions of the process and to detect particles of X-Ray Diffraction (XRD) pattern was used. Results indicated that the mechanism was strongly influencedby solution pH، similar to many adsorption processes. At pH= 2، while initial concentration of chromium was 30 mg/L and a dose of 3. 5 g/L synthesized magnetite nanoparticles was added، in 20 minutes contact time 94 % of chromium (VI) was removed. At higher pH levels of the solution، efficiency of removal declined. Final results proved that magnetite nanoparticles have high capacity for removal of chromium (VI) from solutions containing this salt، and removal efficiency for chromium (VI) is reversely related to pH. The results also showed the adsorption was decreased by increasing the initial concentrations of chromium (VI) in solutions. As expected an increase in adsorbent dosage increased the removal of chromium (VI). Equilibrium isotherms were analyzed by Langmuirand Freundlichadsorption models and the results proved that the behavior of chromium adsorption by Ferro-magnetic nano-particles is best expressed by Langmuir isotherm.
    Keywords: Nanoparticles, Ferrite, Heavy metals, Adsorption, Chromium
  • Abbas Besharati Seidani, Mohammad Reza Gholami Pages 39-49
    TiO2 nanoparticles were synthesized by sol-gel method. The modification of prepared nanoparticles was achieved with transition metals Pt، Pd and Ni. The prepared photocatalysts were characterized by XRD، BET، SEM، DRS and FT-IR Techniques. The kinetic and efficiency of photocatalytic degradation of azo dyeAB92 were investigated. The effect of some parameters such as catalyst concentration، acidity of medium، dye concentration، calcination temperature and the type of doped metal on degradation efficiency were investigated. The experimental results were indicated that the photocatalytic degradation rate is strongly influenced by pH and also it was found that the best calcination temperature is 500ºC.
    Keywords: Nanoparticles, TiO2, Sol, gel, Azo dye, Photocatalytic degradation
  • Elham Saberikhah, Azadeh Ebrahimian Pirbazari, Jamshid Mohammadi Roshandeh Pages 51-57
    In this study، the kinetic of the lignin dissolution in paper pulping process of wheat straw by Glycerol was carried out under the reflux conditions in the presence and absent of 2% NaOH as catalyst، at 200°C and selected time 0 to 180 min. Obtained results showed with an increasing in paper pulping process time، the residual lignin in pulp، carbohydrate yield and recovery decreases in the presence and absent of catalyst. We presented rate equations versus residual lignin in paper pulp for each phase of lignin dissolution. Investigations showed the kinetic of lignin dissolution in this condition is first-order reaction and rate constants in each phase of lignin dissolution are 3×10-3، 6×10-4 and 4×10-3، 1×10-3 respectively.
    Keywords: Wheat straw, Organosolv, Glycerol, Delignification, Kinetic, Rate constant
  • Esmaeil Rasooly Garmaroody, Elnaz Mohammadi Roudposhti, Hossein Jalali Torshizi, Ali Akbar Razzaghi Pages 59-68
    Alkali absorption method was used for reactivity measurement، in mechanical (ultrasonic) and oxidation (selective and non-selective and also by H2O2) treatments of alpha cellulose fibers made from cotton Linter. Evaluation of oxidation process and mechanical treatment of fibers by measuring of viscosity، cellulose molecular weight، carboxyl groups’ substitution in methylene blue methods and also fiber alkali absorption were shown that the mechanical treatment before chemical one was led to high accessibility and reactivity of fibers. Alkali absorption depends to fiber oxidation method and mechanical treatment before that. Results show that un-selective oxidized fiber with mechanical treatment compared to untreated samples increases reactivity and carboxyl groups’ substitution 2. 49% and 51. 45 mmol/kg، respectively.
    Keywords: Alpha cellulose, Reactivity, Accessibility, Ultrasonic
  • Taha Khademinejad, Hassan Rahimzadeh Pages 69-76
    The humidification-dehumidification desalination system is a carrier-gas-based thermal desalination technique which is ideal for small-scale water production purposes. This technique has attracted many attentions in previous years due to low fossil energy demand and its low integration costs. In this paper، the water desalination system based on humidification-dehumidification process in closed-air open-water cycle is investigated thermodynamically by the commercial software EES. Furthermore، the effects of the governing parameters such as humidifier and dehumidifier effectiveness (and)، temperature of the inlet water into the humidifier and dehumidifier (and) and mass rate ratio () are investigated to maximize the performance of the system which is presented by Gained Output Ratio (GOR) and minimize the non-dimension entropy generation rate (). Form thermodynamic analysis of the system we can conclude that the efficiency of the whole system is more affected by efficiency of the dehumidifier rather than the efficiency of the humidifier. Moreover، in low mass rate ratio،GOR increase for lower inlet water temperatures of dehumidifier. On the other hand، in high mass rate ratio، higher temperatures of inlet dehumidifier water will lead to higher performance (GOR) of the system.
    Keywords: Thermodynamic analysis, Humidification, Dehumidification, Close air, open water cycle, Water desalination, Engineering Equation Solver (EES)
  • Hanieh Ghanbar Kharghani Nejad, Mohammad Reza Jafari Nasr Pages 77-104

    Thermo-hydraulic analysis of compact heat exchangers is strongly depended on the performance of heat transfer surfaces. This is evaluated by Colburn and Fanning friction factors versus Reynolds number. In this paper، CFD analysis is carried on with 18 different type of wavy fins geometries. The effects of the four geometrical factors of fin; height، fin spacing، wave amplitude، wavelength over a wide range of Reynolds number are investigated. Then a parametric study for two enhanced designs C-shaped and S-shaped sinusoidal wavy offset-strip fins is conducted. Those four geometrical factors described the wavy channel and combined and related by the parameters α، β and γ which represent the dimensionless geometrical parameters. The numerical computations are performed by solving a steady، three dimensional Navier-Stokes equation and energy equation using Ansys Fluent 15. 0 software program. Air is considered as working fluid. The computational results have an adequate accuracy when compared to experimental data. The CFD simulation results reveal that the geometrical parameters of wavy fins have significant effects on the j and f factors as a function of Reynolds number.

    Keywords: Compact heat exchangers, Thermo, hydraulic analysis, Colburn factor, Fanning friction factor, Wavy fins
  • Hotan Goldoost, Ghasem Amoabedini, Hamid Rashedi, Emad Imenipour, Emad Imenipour, Mahdi Pesaran Hajiabbas Pages 105-111
    In this paper، design and manufacturing of a pilot scale shaken disposable bioreactor was studied. The very simple، versatile and widely used shaken technology was combined with the cylindrical disposable reactors to make it an ideal choice for cultivation of plant، animal and insect cell cultures for pilot-scale production. To study scale up parameters، cylindrical millibioreactors of 500 mL volume as lab-scale models and disposable bioreactors up to 50 L volume as the main bioreactors were thoroughly characterized in terms of important engineering parameters such as mixing، power consumption، and oxygen transfer rate. To evaluate these bioreactors، some case studies were conducted. Tests were done using the Sulfite System which is a promising method based on oxidation of SO3 ­to SO4­. Effect of RPM، filling volume، aeration and power consumption were studied on bioreactor operation and scale up parameters discussed based on the presented results. The best performance obtained at 250 RPM with 20% filling volume. Power consumption was highly dependent on mixing and increasing the RPM from 200 to 250 and subsequent 13% reduction in mixing time led to 50% increase in power consumption. Hence،the choice of optimum economic condition will be project dependent. As the final verification، OTRmax values were calculated. The maximum and minimum values were 0. 028 and 0. 008 mol/L/hr (at 250 and 100 RPM) respectively. The minimum OTRmax obtained in this large shaking bioreactor is twice as the maximum oxygen demand of plant، animal and insect cells reported in references and hence these cells can be easily cultivated at relatively “mild” operating conditions.
    Keywords: Disposable bioreactor, Millibioreactor, Shaken technology, Sulfite system