فهرست مطالب

کاربرد شیمی در محیط زیست - پیاپی 31 (تابستان 1396)
  • پیاپی 31 (تابستان 1396)
  • 76 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1396/11/25
  • تعداد عناوین: 8
|
  • محمد کاظم محمدی، زینب مرادی صفحات 1-8
    بررسی جذب سطحی و خروج چند نمونه ترکیب رنگی آزو و غیر آزو که در صنایع غذایی و رنگ استفاده می شود  و پس از مصرف  وارد پساب های زیست محیطی می گردد، با استفاده از جاذب کیتوزان در این پژوهش مورد بررسی قرارگرفت.رنگ های آنیونی سانست یلو و کارموزین  مورد استفاده در این تحقیق از نوع رنگ های خوراکی آزویی سولفونه و محلول در آب می باشند که به منظور رنگ دهی به محصولات مختلف در صنایع غذایی مانند صنایع تولید نیشکر، مکمل های غذایی، نوشابه، ژله، آب میوه های مختلف و... به کار می روند. نتایج حاصل نشان داد که بیش ترین درصد حذف رنگ های کارموزین و سانست یلو با استفاده از جاذب کیتوزان در 5=pH  بوده و در مقادیرpH  بالاتر و پایین تر،  این بازدهی کاهش می یابد. هم چنین از نتایج حاصل مشاهده شد که بیش ترین درصد حذف رنگ های کارموزین و سانست یلو با مقدار 5/0گرم در لیتر از جاذب کیتوزان، اتفاق افتاده و بیش ترین درصد حذف برای رنگ کارموزین در مدت زمان 50 دقیقه و برای رنگ سانست یلو در مدت زمان 40 دقیقه توسط جاذب کیتوزان صورت گرفته است.

    کلیدواژگان: جذب سطحی، کیتوزان، سانستیلو، کارموزین
  • بهناز معمار ماهر، رضا صادقی یامچی، زکیه جدالی صفحات 9-15
    در این کار پژوهشی  تهیه و بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی آمیخته پلی اتیلن ترفتالات/پلی اتیلن نفتالات انجام شد. آلیاژ PET/PEN  با درصدهای وزنی مختلفی نسبت به هم شامل100/0، 25/75، 50/50، 75/25، 0/100 درصد وزنی با استفاده از دستگاه اکسترودر ZSK در دمای 280 و 300 درجه سانتی گراد و در زمان اختلاط 10 و30 دقیقه تهیه شده است. رفتار فیزیکی مکانیکی نمونه ها با استفاده از دستگاه تست کشش، ضربه و SEM مورد بررسی قرار گرفت و تغییرات به وجود آمده در ساختار مولکولی و زنجیره های پلیمری مشاهده شد. آلیاژ این دو پلیمر ذراتی مات با فاز ناسازگار می باشد که سعی  و کوشش های فراوانی جهت تولید نوع شفاف آن شده است و رسیدن به خواص مطلوب مستلزم انجام فرآیند های سازگاری بین این دو پلیمر می باشد. نتایج نشان داد PEN به دلیل ساختار مشابه با PET، توانایی ایجاد پیوندهای استر- استر و تولید کوپلیمر PET/PEN را دارا می باشد، اما استفاده از PEN برای تقویت PET به دلیل قیمت بالای PEN در ترکیب درصدهای بالاتر از 25% مقرون به صرفه نمی باشد. به همین جهت ترکیب درصد 25/75 هم به دلیل داشتن خواص فیزیکی و مکانیکی نسبتا مناسب و صرفه اقتصادی، ترکیب درصد بهینه برای آلیاژ PET/PEN در این تحقیق پیشنهاد شده است.
    کلیدواژگان: پلی اتیلن ترفتالات، پلی اتیلن نفتالات، رفتار رئولوژیکی، خواص فیزیکی، آلیاژ
  • وحید نژاداهری، رضا حاجی محمدی، علیرضا عیوض زاده صفحات 17-24
    تجهیزات صنعتی دارای پیچیدگی خاص خود بوده که در صورت بیش تر شدن این پیچیدگی ها، احتمال رخداد حوادث عمده در عملیات فرآیندی بیش تر خواهد شد. از جمله صنایع دارای پیچیدگی، صنعت نفت بوده که مدیریت ریسک عملیات فرآیندی انبارهای نفت شرکت پخش فرآورده های نفتی ایران نقطه ی هدف این مطالعه می باشد. شرکت پخش فرآورده های نفتی ایران دارای 37 منطقه بوده که انبار نفت شهید بهفر منطقه ی اردبیل به عنوان مطالعه ی موردی انتخاب شده است. در واقع انجام این مطالعه، امکان تهیه ی یک مدل بومی مدیریت ریسک عملیات انبارهای نفت کشور را فراهم می آورد. به همین منظور، روش ریسک بر پایه ی نگهداری برای محاسبه ی ریسک مورد استفاده قرار گرفته است. برای جمع آوری  داده ها، از روش دلفی استفاده شده است. عدد ریسک با استفاده از فاکتورهای بومی سازی شده قابل محاسبه خواهد بود. اما این نوع ارزیابی کلاسیک ریسک همواره با عدم قطعیت هایی همراه است. عدم قطعیت می تواند ناشی از عدم وجود اطلاعات دقیق و کافی، نوع ابراز بیان متفاوت افراد از ریسک ها، نقص در داده ها و خطاهای اندازه گیری و غیره باشد. بهترین و پرکاربردترین روش برای غلبه بر این عدم قطعیت ها، روش فازی معرفی شده است. در این مطالعه، روش فازی برای مدل سازی ریسک های عملیات فرآیندی به کار گرفته شده است. در نهایت عدد ریسک با استفاده از مدل فازی محاسبه شده است.
    کلیدواژگان: عملیات فرآیندی، ریسک عملیات، ریسک بر پایه نگهداری، ارزیابی کلاسیک ریسک، روش فازی
  • محمد سعید محمدی، عزیز باباپور صفحات 25-32
    روش های مختلفی برای پاک سازی مناطق آلوده به نفت ارائه شده است که شامل روش های فیزیکی مانند سوزاندن، افزایش تهویه و جذب دمایی می باشد. روش های شیمیایی شامل رسوب دادن، استخراج از طریق حلال ها، اکسایش و احیا می باشد. در مقابل، زیست پالایی خاک های آلوده یعنی به کارگیری گیاهان سبز و میکروارگانیسم ها در اصلاح خاک و حذف آلاینده های زیست محیطی، یک روش کم هزینه و بدون آسیب به بیولوژی خاک و اکوسیستم است. این رویکرد به دلایل ارزانی، سادگی، عدم تاثیر سوء بر خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک، افزایش پوشش گیاهی و پیامدهای مثبت آن در سال های اخیر روزبه روز رو به افزایش می باشد. قارچ ها می توانند با تجزیه مواد نفتی موجب کاهش آلودگی نفتی شوند. آن ها می توانند مواد مضر خاک را تغییر داده و یا از بین ببرند و در نتیجه، آن ها را از دسترس سایر موجودات خارج نموده و سبب کاهش مخاطرات زیست محیطی شود. در طی زیست پالایش مناطق آلوده با نفت، ترکیبات مضر می توانند توسط آنزیم ها در داخل قارچ یا خاک متابولیزه شوند. گیاه باعث افزایش اکسیژن خاک می شود و اکسیژن یک عامل تعیین کننده در رشد و فعالیت میکروارگانیسم های هوازی خاک و هم چنین عامل تعیین کننده در اولین مرحله از تجزیه تعداد زیادی از ترکیبات شیمیایی ازجمله ترکیبات آروماتیکی می باشد.
    کلیدواژگان: آلودگی، خاک، نفت، شیمیایی
  • فریبا تدین، سید داریوش داودی صفحات 33-40
    هدف در این مطالعه بررسی شرایط بهینه در سنتز نانوذرات مغناطیسی سه جزیی آهن، مس و منگنز با استفاده از روش هم رسوبی می باشد. به منظور یافتن بهترین مقادیر و پارامترهای ممکن در سنتز نانوذرات مغناطیسی از روش طراحی آزمایش پاسخ سطح با طرح مرکب مرکزی استفاده شد. متغیرهای در نظر گرفته شده در روش طراحی آزمایش، دما و سرعت همزن با محدوده سطوح به ترتیب C 85-60 وrpm1500-500 می باشند. نتایج به دست آمده نشان می دهند که مناسب ترین نانوذرات مغناطیسی سه جزیی از لحاظ اندازه در دمای C 60 و سرعت همزن rpm1500 سنتز می گردد. در این شرایط نانوذراتی با ابعاد حدود nm43 به دست می آید. جهت شناسایی، تعیین اندازه و ساختار نانوذرات از تکنیک های طیف سنجی مادون قرمز، پراش اشعه ایکس و عکس برداری با میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. از نانوذرات تهیه شده در حذف ماده رنگ زای بازیک بنفش 16 استفاده شد. در شرایط بهینه درصد حذف 54/96 % می باشد.
    کلیدواژگان: نانوذرات مغناطیسی، طراحی آزمایش پاسخ سطح (RSM) نانوذرات سه جزیی، رنگ بازیک بنفش 16
  • هدی پاسدار، بهاره هدایتی سقاواز، ناصر فروغی فر، مهران دولو صفحات 41-46
    در شیمی سبز همیشه به دنبال موادی هستیم که ساختن یا استفاده از آن به محیط زیست صدمه نزند. واضح است که آبلیمو به عنوان یک ترکیب کاملا طبیعی می تواند به عنوان یک حلال-کاتالیست سبز اسیدی ملایم طیف گسترده ای از واکنش های شیمیایی را کاتالیز نماید. در این پژوهش از این کاتالیست جهت تراکم مشتقات آنیلین و مشتقات بنزآلدهید جهت تهیه مشتقات –N بنزیلیدن آنیلین استفاده شد. ترکیبات تهیه شده با روش های طیف سنجی FTIR و HNMR و CNMR شناسایی شدند. برای به دست آوردن محصول نیز نیازی به استفاده از
    حلال های آلی نیست چرا که خود تاکیدی دیگر بر سبز بودن کامل این واکنش ها است. در مرحله آخر فعالیت ضد باکتری این ترکیبات بر روی باکتری های گرم مثبت و گرم منفی مورد بررسی قرار گرفت. در میان ترکیبات تهیه شده، ترکیب 3e با داشتن گروه های OH و Cl دارای بیش ترین فعالیت ضد باکتریایی می باشد.
    کلیدواژگان: شیمی سبز، آبلیمو، مشتقات آنیلین، مشتقات بنزآلدهید، N، بنزیلیدن آنیلین، فعالیت ضد باکتری
  • فیروز فاخری، محمدرضا جعفری نصر صفحات 47-55
    با توجه به اهمیت استفاده بهینه از انرژی به جهت کاهش اثرات مخرب زیست محیطی و هم چنین کاهش هزینه های عملیاتی، از تکنولوژی پینچ در واحد بازیابی بوتابل جهت صرفه جویی در مصرف انرژی استفاده شده است. سرویس های جانبی شامل آب 20 درجه سانتی گراد (cooling water) و بخار اشباع (Medium Pressure) جهت تبادل حرارت با مخلوط آب و بوتانل با درصد ترکیب مختلف در مبدل ها استفاده شده است. با تعیین اختلاف دمای مینیموم بهینه بین جریان های گرم و سرد به اندازه 5 درجه سانتی گراد (Tmin=5 C∆) می توان مقدار بار حرارتی سرویس های جانبی گرم و سرد با هدف گذاری انجام شده در حدود 16و 6 درصد به ترتیب برای سرویس های جانبی گرم و سرد کاهش داد.  برای شرایط موجود با هدف گذاری انجام شده مقدار هزینه های عملیاتی در سال می تواند تا 3/13درصد در حالت ایده ال کاهش یابد. اضافه و کم نمودن سطوح جدید هزینه های مربوط به راه اندازی (Capital Cost) تا 31662 دلار مازاد بر هزینه گذاری اولیه افزایش خواهد یافت. هزینه های مربوط به صرفه جویی انرژی تا 1/10 درصد کاهش می یابد که دوره بازگشت سرمایه 9/5 سال محاسبه شده است.
    کلیدواژگان: تکنولوژی پینچ، بوتانل، سرویس جانبی، نمودار مرکب
  • محمد فلاحی یکتا، داود دادوند، ارسلان پرواره صفحات 57-65
    در این مقاله آنالیز حرارتی عملکرد یک مبدل حرارتی به وسیله استفاده هم زمان از نوارهای پیچشی و نانوسیال بهبود پیدا کرد. نتایج این کار با استفاده از الگوریتم طراحی سریع ارزیابی شد و با مبدل حرارتی پوسته و لوله معمولی و سایر مبدل هایی که تنها حاوی نانوسیال و یا نوار پیچشی بودند، مقایسه شد. براساس الگوریتم طراحی سریع رابطه بین ضرایب انتقال حرارت، افت فشارها و سطح انتقال حرارت به دست آمد. با استفاده از ماکزیمم افت فشار مجاز در الگوریتم، حداقل سطح مورد نیاز انتقال حرارت قابل حصول خواهد بود. این الگوریتم با استفاده از روش عددی نیوتن رافسون حل شد. نتایج نشان داد که مبدل حرارتی حاوی نانوسیال و نوارپیچشی طراحی شده عملکرد حرارتی موثرتری نسبت به مبدل های پوسته و لوله معمولی دارد، به طوری که سطح انتقال حرارت کم تری در مقدار مشخص بار حرارتی مدنظر حاصل خواهد شد.
    کلیدواژگان: طراحی الگوریتم سریع، مبدل حرارتی، نوارهای تابیده، نانوسیالات
|
  • Pages 1-8
    Investigation of absorption and removal of several kinds of azo and un azo dyes that used in food and dye industrials and after composition, enter the environmental wastewaters, with chitosan as an absorbent. Anionic dyes like sunset yellow and carmoisine that used in this research belong to the sulphunated food azo dyes and dissolved in water. This matter use for coloring of different products like sugar cane, Nutritional supplement, soft drinks, jelly, different fruit juices and etc.
    We can see from results that the maximum removal percentage of sunset yellow and carmoisine, with the chitosan in the pH=5 and in the upper and lower pH values, the yield is decreased. It sees from results that the maximum removal for carmoisine in the 50 min and for sunset yellow is in the 40 min for chitosan absorbent.
    Keywords: Absorbent, Carmoisine, Chitosan, Sunset yellow
  • Pages 9-15
    In this research, produced and mixed physical and mechanical properties of polyethylene  terephthalate / polyethylene naphthalate was done. Alloy PET / PEN with different weight percentages relative to the 100/0, 25/75, 50/50, 75/25, 0/100 percent by weight using a ZSK twin-screw extruder at a temperature of 280 and 300 °C and at the time of incorporation of 10 and 30 minutes is provided. similar to PET, PEN ability to create links and generate copolymer PET / PEN is capable, but the use of PET because of the high price of PEN/ PEN to strengthen the combined percentages higher than 25% gets involved not affordable. That is why the composition of the 25/75 because of the physical and mechanical properties appropriate and cost-effective, optimized alloy composition of PET / PEN in the study suggested.
    Keywords: Polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, rheological behavior, Physical properties, Alloy References
  • Pages 17-24
    Industrial equipment has its own complexities that the greater the complexity, the probability of major events in operations will be further processed. Including industrial complex, the oil industry that oil depots risk management process operations Iranian Oil Products Distribution Company is the point of this study. Iranian Oil Products Distribution Company, which has 37 oil storage area martyr Behfar Ardabil region was chosen as a case study. In fact, this study may provide a local model provides risk management operations of the country's oil depots. Therefore, risk method for calculating risk-based maintenance is used. To collect data, the Delphi method is used. Risk number using localized factors can be calculated. But this classic evaluation of risk is always associated with uncertainties.Uncertainty can result from lack of accurate data and adequate, express different types of risks, defects and errors in data measurement and so on. The best and most widely used approach to overcome this uncertainty, fuzzy methods are introduced. In this study, fuzzy approach to risk modeling process operations is employed. The risk value is calculated using fuzzy model.
    Keywords: maintenance-assessment process operations, Risk Operations-Risk based on the classic risk-fuzzy approach
  • Pages 25-32
    Different methods have been proposed for the purification of contaminated areas, which include physical methods such as burning, ventilation and temperature absorption. Chemical methods include sedimentation, solvent extraction, oxidation and reduction. In contrast, biodegradation of contaminated soils, the use of green plants and microorganisms in soil remediation and the removal of environmental pollutants, is a low cost method without harm to soil biology and ecosystem. This approach has been increasing day by day for cheap reasons, simplicity, lack of adverse effects on physical, chemical and biological properties of soil, increasing vegetation cover and its positive consequences. Fungi can degrade oil pollution by analyzing petroleum products. They can change or eliminate harmful substances and, consequently, remove them from the reach of other organisms and reduce environmental hazards. During biodegradation of contaminated areas with oil, harmful compounds can be metabolized by enzymes into the fungus or soil. The plant increases the oxygen content of the soil, and oxygen is a determinant factor in the growth and activity of aerobic microorganisms in the soil, as well as the determinant factor in the first stage of the decomposition of a large number of chemical compounds, including aromatic compounds.
    Keywords: Pollution, Soil, Oil, Chemical
  • Pages 33-40
    This paper deals with the optimal condition for synthesis of three-component Magnetic nanoparticles (MNPs) of iron, copper and manganese using co-precipitation method. The response surface methodology (RSM) with Central composite design (CCD) was used to investigate the optimal condition to syntheses the magnetic nanoparticles. The structures of MNPs were characterized by infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM) techniques. The influences of reaction temperature (60-85 °C) and stirring rate (500-1500 rpm) during the precipitation were considered. The appropriate conditions for the synthesis of these particles found to be 60 °C and 1500 rpm. In this condition a nanoparticle of 43 nm dimensions was obtained. The nanoparticles prepared in optimal conditions, can be used for removal of 16 violet basic dye from aqueous solutions.
    Keywords: Magnetic Nano particles, Response Surface Method (RSM), Co-precipitation method, Three-component MNPs
  • Pages 41-46
    In green chemistry we are always looking for materials that preparation or use of them does not pollute the environment. It is clear that lemon juice as a natural compound can be used as a green solvent-catalyst in a wide range of chemical reactions. In this study, lemon juice was used for condensation of aniline and benzaldehyde derivatives to prepare N-benzylidene aniline substituted.  The synthesized compounds were characterized by FTIR, 1HNMR and 13CNMR spectroscopies. In the process of synthesis of these compounds no unnatural solvent were used, that emphasizes on the greenness of these reactions. Finally, antibacterial activities of synthesized compounds were studied against Gram-positive and Gram-negative bacteria strains. Results showed that the 3e compound has the highest antibacterial activity when compared to the other synthesized compounds.
    Keywords: green chemistry, lemon juice, aniline derivatives, benzaldehyde derivatives, N-benzylidene aniline, Antibacterial Activity
  • Pages 47-55
    Optimizing energy consumption is important for reducing environmental degradation and reducing operating costs. In this project, Pinch technology is used at the Butanol Recovery Unit to save energy. The Utilities include cooling water (20 ̊C) and pressure steam for exchanging heat with a mixture of water and butanol with different mixing rates. By reducing the optimal minimum temperature difference between hot and cold currents of 5°C (ΔTmin = 5 ̊C), the thermal load of the hot and cold Utilities can be reduced. This work by targeting of around 16% and 6%, will be decrease for hot and cold Utilities, respectively. In this project with targeted goals, operating costs per year can be reduced up to 13.3 percent in ideal condition. With increasing and lowering of new area the capital costs will increase to 31,662 $ an additional surplus on initial spending. Energy saving costs are reduced by up to 10.1%, with a return on investment of 5.9 year.
    Keywords: Pinch Technology, Butanol, Utility, Composite curve
  • Pages 57-65
    In this paper the thermal analysis performance of heat exchanger is improved by twisted tapes and nanofluid simultaneously. Results of the system are assessed by a rapid design algorithm (RDA) and compared to conventional shell and tube heat exchanger and other traditional including the heat exchanger with nanofluid and twisted tape. Based on the RDA, a relationship between heat transfer coefficients, pressure drops and heat transfer area is derived. Using the maximum allowable pressure drops in this algorithm, the minimum required heat transfer area can be determined. The algorithm is solved numerically by Newton-Raphson method. The results demonstrated that RDA-designed with twisted tape and nanolfuid provide higher efficiency compared with the traditional heat exchangers with in such that the design needs a lower heat transfer area for a given heat load.
    Keywords: Rapid design algorithm, Heat exchanger, Twisted tape, Nanofluid