فهرست مطالب

مهندسی شیمی ایران - پیاپی 95 (اسفند 1396)
  • پیاپی 95 (اسفند 1396)
  • بهای روی جلد: 100,000ريال
  • تاریخ انتشار: 1396/12/06
  • تعداد عناوین: 12
|
  • راهنمای ارسال مقالات
  • راهنمای نگارش مقاله
    صفحه 3
  • راهنمای ارسال مقاله از طریق تارنما
    صفحه 4
  • مقالات
  • فرهاد سلیمی، جواد سلیمی، محمدجواد مارالی صفحه 6
    رنگ متیلن بلوی موجود در فاضلاب به علت مشکلاتی که برای محیط زیست پیش می آورد، باید به طور کامل از فاضلاب ها حذف شود. هدف از این مطالعه بررسی و شناسایی امکان استفاده از جاذب حاصل از بلوط به عنوان جاذبی کم هزینه برای حذف متیلن بلو از محلول های آبی است. در این آزمایش از یک سیستم ناپیوسته برای انجام فرایند جذب بهره برده شد. اثر pH، دوز جاذب، غلظت اولیه متیلن بلو، مدت زمان تماس و دما به عنوان پارامترهای کلیدی و تعیین کننده مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، از دو مدل همدمای لانگمویر و فروندلیچ برای بررسی داده های آزمایشگاهی استفاده شد. نتایج به روشنی نشان می دهند که افزایش pH باعث افزایش درصد حذف می شود و بیشترین مقدار جذب در pH معادل 9 به دست آمد. همچنین، مدل همدمای لانگمویر نسبت به مدل فروندلیچ با داده های به دست آمده بهتر تطابق می کند. منفی بودن تغییر انرژی آزاد گیبس در دمای بالا و مثبت بودن تغییرات آنتالپی نیز حاکی از خودبه خودی و گرماگیر بودن واکنش است. از نتایج این مطالعه می توان نتیجه گرفت که بازده جاذب به کار رفته برای حذف متیلن بلو بالاست.
    کلیدواژگان: رنگ متیلن بلو، جاذب، بلوط
  • پریسا فتوحی، لیدا احمدخانی، علی باغبان صفحه 15
    نانوکامپوزیت تشکیل یافته از گرافن، پلی وینیل پیرولیدون و پلی آنیلین برای اصلاح زیست حسگرهای با پایه کاغذی به کار گرفته شده است. نانو ساختارهای شبه قطره ای الکترودهای اصلاح شده گرافن/ پلی وینیل پیرولیدون/ پلی آنیلین با اندازه متوسط 20/1 ±160 نانومتر فراهم شدند. حضور پلی وینیل پیرولیدون (در حدود 2میلی گرم بر میلی لیتر) در نانوکامپوزیت ها بهبود چشمگیری در قابلیت پخش شدن گرافن و افزایش رسانایی الکتروشیمیایی الکترودها پدید می آورند که به تسهیل گزینش پذیری زیست حسگر می انجامد. ولتانگاری چرخه ای (فرو یا فری سیانید) استاندارد بر الکترود اصلاح شده گرافن/ پلی وینیل پیرولیدون/ پلی آنیلین به دست آمد. الکترود اصلاح شده غالبا فعالیت الکتروکاتالیتیکی بسیار مناسبی را نسبت به اکسایش هیدروژن پراکسید بروز می دهد. همچنین، کلسترول اکسیداز جهت تعیین کلسترول به الکترود اصلاح شده گرافن/ پلی وینیل پیرولیدون/ پلی آنیلین متصل می شود. تحت شرایط بهینه، فعالیت الکترود در گستره 50 میکرومولار تا 10 میلی مولار از غلظت کلسترول به صورت خطی است و محدودیت آشکارسازی کلسترول در حد 1 میکرومولار به دست آمده است. این نانوکامپوزیت برای تعیین کلسترول در سیال زیستی مانند سرم انسانی به کار برده شد.
    کلیدواژگان: گرافن، پلی وینیل پیرولیدون، پلی آنیلین، نانوکامپوزیت، زیست حسگر با پایه کاغذی، کلسترول
  • مقایسه نتایج مدل سازی ترمودینامیکی سیستم دو جزئی (کربن دی اکسید -دی متیل سولفوکسید) و سیستم سه جزئی / (کربن دی اکسید - دی متیل سولفوکسید -آمپی سیلین) به کمک معادلات حالت مختلف
    نادیا اسفندیاری صفحه 27

    قابلیت جذب زیستی و حلالیت مواد دارویی متناسب با کاهش اندازه ذرات آنها افزایش می یابد. یکی از روش های کاهش اندازه ذرات، استفاده از کربن دی اکسید فوق بحرانی به عنوان ضد حلال است. از جمله مزیت های این فرایند این است که دما در این فرایند بالا نمی رود و ماده دارویی دستخوش تغییر در ساختار نخواهد شد. فرایند ضد حلال گازی در هر محدوده دما و فشار روی نمی دهد. بنابراین، قبل از انجام آزمایشها، باید محدوده دمایی و فشار لازم به منظور انجام این فرایند ها را به دست آورد. برای تعیین دما و فشار قابل قبول مدل سازی ترمودینامیکی فرایند ضروری است. در فرایند ضد حلال گازی باید ضد حلال قابلیت آمیختگی مطلوبی با حلال داشته باشد. به همین منظور، در این تحقیق ابتدا مدل سازی دو جزئی کربن دی اکسید و دی متیل سولفوکسید، و سپس سیستم سه جزئی کربن دی اکسید- دی متیل سولفوکسید- آمپی سیلین بررسی خواهد شد. برای مدل سازی از معادله حالت استفاده می شود. در این مطالعه مدل سازی با معادلات حالت ردلیش- کوانگ، سو و سو- ردلیش- کوانگ انجام شده و نتایج آن با هم مقایسه می شود.
    کلیدواژگان: مدل سازی ترمودینامیکی، کربن دی اکسید، دی متیل سولفوکسید، آمپی سیلین، ضد حلال گازی، معادله حالت ردلیش- کوانگ، سو، سو- ردلیش- کوانگ
  • بهنام مقصودی، داود کاه فروشان، الناز صفری صفحه 41
    حذف فلزات سنگین از فاضلاب های صنعتی به علت سمی بودن پردامنه آنها از اهمیت زیادی برخوردار است. در این تحقیق، شرایط حذف همزمان فلزات سنگین از یک نمونه فاضلاب صنعتی، فاضلاب پتروشیمی جزیره خارک به صورت موردی بررسی شده است. برای بررسی شرایط تصفیه فاضلاب از چهار نقطه سیستم تصفیه نمونه برداری شده و آزمایشها روی آن انجام شد. نتایج نشان داد مقدار مواد آلی فاضلاب زیاد است و حتی پس از فرایند تصفیه به طور کامل حذف نمی شوند. در ادامه، برای کاهش فلزات سنگین خروجی، از روش جذب سطحی با بهره گیری از کربن فعال استفاده شد. برای تولید کربن فعال از پوست گردو استفاده شد. پس از سنتز کربن فعال و ارزیابی خاصیت جذبی آن، آزمایشهای جذب با استفاده از نمونه فاضلاب پتروشیمی صورت گرفت. در آزمایشهای جذب تاثیر پارامترهای دما، pH، میزان جاذب و مدت زمان بررسی شد. نتایج نشان داد که pH معادل 6 بهترین عملکرد را در جذب دارد. بر اساس نتایج برای فلزات سنگین کروم، مس و سرب زمان تعادلی 60 دقیقه به دست آمد، در حالی که برای نیکل این مقدار 300 دقیقه بود. همچنین، نتایج نشان داد که افزایش دما سبب افزایش میزان جذب می شود. سرانجام، تاثیر میزان جاذب نشان داد که غلظت میزان جاذب g/L 18 فاضلاب بهترین میزان حذف را در پی خواهد داشت.
    کلیدواژگان: فاضلاب صنعتی، فلزات سنگین، جذب سطحی، کربن فعال
  • رقیه شیرازی، حمید بخش آبادی، مسعود بذرافشان صفحه 49
    به طور کلی، پرس مکانیکی یکی از پرکاربردترین روش های استخراج روغن از دانه های روغنی گیاهی در سراسر جهان است.
    در این تحقیق تاثیر سرعت دورانی پرس مارپیچی بر میزان ترکیبات فنولی، پایداری اکسایشی و برخی خواص فیزیکوشیمیایی روغن تولید شده از بادام زمینی، شامل بازده فرایند استخراج، شاخص رنگ، اسیدیته، و قدرت به دام اندازی رادیکال آزاد DPPH با استفاده از طرح کاملا تصادفی، و با سه سطح سرعت چرخشی پرس مارپیچی (11، 33 و 57 دور در دقیقه) و در سه تکرار بررسی شد. بنابر نتایج به دست آمده، زمانی که سرعت چرخشی پرس 11 دور در دقیقه بود، بازده فرایند استخراج با میانگین 07/34 درصد بیشترین بازده استخراج روغن را به خود اختصاص داد. با افزایش سرعت چرخشی پرس اسیدیته، ترکیبات فنولی کل، شاخص رنگ و قدرت به دام اندازی رادیکال آزاد DPPH افزایش یافت. در این مطالعه با افزایش سرعت چرخشی پرس از 11 به 57 دور در دقیقه پایداری اکسایشی روغن از 31/8 به 99/8 ساعت افزایش یافت. در پایان، می توان گفت که پرس مارپیچی با سرعت چرخشی 33 دور در دقیقه برای استخراج روغن بادام زمینی مناسب تر است.
    کلیدواژگان: فنول کل، روغن بادام زمینی، سرعت چرخشی پرس، خواص شیمیایی
  • احد قائمی، سلمان موحدی راد، محمدرضا جمالی صفحه 59
    در این تحقیق، راکتور هیدروژن دارکردن استیلن واحد الفین پتروشیمی امیرکبیر مدل سازی و شبیه سازی شده است. واکنش های فرایند هیدروژن دارکردن به صورت اتان زوا با زنجیره ابتدایی است که استیلن را حذف و به اتیلن تبدیل می کند. مدل سازی ریاضی واحد با نوشتن معادله موازنه جرم و فرضهای ساده کننده آن انجام شد. مجموعه معادلات مدل، شامل معادلات دیفرانسیل پاره ای و معمولی است که با بهره گیری از ترکیب روش های خطوط و تفاضل محدود، گسسته سازی و به طور همزمان حل شدند. بنابر نتایج به دست آمده، شبیه سازی با 80 عنصر در راستای محور راکتور، نسبت به داده های تجربی از کمترین خطا برخوردار است. نتایج شبیه سازی با داده های تجربی واحد صنعتی ارزیابی شد. نتایج نشان داد که مدل ارائه شده با دقت خیلی خوب فرایند را شبیه سازی می کند. مدل با خطای کمتر از 1 درصد توانسته است داده ها را پیش بینی کند. تاثیر متغیرهای فرایند شامل دمای ورودی راکتور، دبی ورودی و میزان کربن مونواکسید نیز بررسی شدند که بر اساس آن مقدار بهینه کربن مونوکسید برای بالاترین گزینش پذیری در تولید اتیلن 700 قسمت در میلیون است. بنابر نتایج حاصل، در دمای 77 درجه سلسیوس، فرایند از بهترین انتخاب پذیری برخوردار است.
    کلیدواژگان: استیلن، هیدروژن دارکردن، گزینش پذیری، مدل سازی، شبیه سازی
  • سمانه قنبرلو، علی نعمت اله زاده، عزیز باباپور، ماندانا امیری صفحه 72
    فرایندهای جداسازی با استفاده از غشاء مایع امولسیونی در انواع فرایندهای شیمیایی و تصفیه فاضلاب های صنعتی به کار گرفته می شود. به دلیل اهمیت پایداری امولسیون در طی فرایند جداسازی، و امکان شکستن راحت آن در مرحله نهایی عملیات استخراج، همواره انواع پایدارکننده های امولسیون از جمله مواد فعال در سطح و انواع عوامل امولسیون ساز جامد در منابع و مقالات متعدد معرفی شده اند که هریک مزایا و معایب خاصی دارد. مشکل پایداری و یا دشواری شکستن امولسیون باعث شده است این فرایند در مقیاس صنعتی به مصرف نرسد. یکی از راهکارهای ارایه شده برای رفع این مشکل، استفاده از نانوذرات پایدارکننده امولسیون است. بنابراین در مقاله حاضر موارد کاربرد غشاء مایع امولسیونی و انواع امولسیون های پایدار شده با ذرات جامد، به نام پیکرینگ امولسیون، بررسی شده است.
    کلیدواژگان: غشاء مایع امولسیونی، پیکرینگ امولسیون، پایداری، نانوذرات
  • مجید ساقی، علی آراسته نوده صفحه 86
    تثبیت موثر نانو ذرات، بخصوص نانو ذرات اکسید فلزی بر سطح پایه کاتالیست های مختلف شامل پایه کاتالیست های آلی، معدنی و یا آلی- معدنی یکی از روش های مناسب برای بهبود خواص نانو ذره و نیز افزایش بهره وری از کاتالیست هاست. در این مقاله، نانو ذرات کروی α-Fe2O3 با بهره گیری از روش پراکندگی در حالت جامد (SSD) بر سطح سیلیس معدنی به عنوان یک پایه کاتالیست تثبیت شدند. تمامی محصولات از طریق آنالیز فلوئورسانی پرتو ایکس (XRF) ، طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR) ، تصویربرداری با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) ، طیف سنجی پراش پرتو ایکس (XRD) و مساحت سطح ویژه (BET) مشخصه یابی شدند. بنابر نتایج به دست آمده، نانوکاتالیست حمایت شده اکسید آهن/ سیلیس با موفقیت تهیه شده است. با استفاده از آنالیز XRD و روش وارن- آورباخ میانگین اندازه بلوری بودن کاتالیست آهن اکسید/ سیلیس معادل 5/27 نانومتر اندازه گیری شد. نانوکاتالیست معرفی شده در این مطالعه می تواند در حوزه های مختلفی مانند واکنش های کاتالیستی و فتوکاتالیستی به کار رود.
    کلیدواژگان: آهن اکسید، سیلیس، کاتالیست، پراکندگی در حالت جامد
  • احمدعلی شکری، مینا فراهانی، مهدی بابائی صفحه 92
      افزایش میزان انتقال حرارت از بستر راکتورهای فاز گازی تولید پلی الفین، به عنوان راهکاری برای افزایش حجم تولید راکتورهای موجود مطرح است. کارکرد راکتور فاز گازی در حالت عملیاتی تراکمی به عنوان روشی موثر در افزایش میزان انتقال حرارت، مسلتزم انتخاب درست عامل تراکمی است. عامل تراکمی مناسب، علاوه بر افزایش ظرفیت حرارتی گاز گردشی با افزایش حلالیت گاز در ذره بسپار در حال رشد، و در پی آن افزایش غلظت موضعی اتیلن، سرعت واکنش را نیز افزایش می دهد. نوع و میزان عامل القای تراکمی (جزء قابل تراکم گاز گردشی) ، بر میزان افزایش سرعت بسپارش، جذب حرارت، خواص محصول و هیدرودینامیک بستر موثر است؛ درنتیجه چالش مطرح در این مورد، دستیابی به شرایط بهینه کاربرد عامل القای تراکمی است. مباحث ترمودینامیکی و ارائه مدل فرایندی با قابلیت پیشگویی سرعت بسپارش در شرایط عملیاتی مختلف می تواند موضوع مطالعات آتی در این زمینه باشد.
    کلیدواژگان: راکتور بستر سیال بسپارش گازی، انتقال حرارت، سرعت بسپارش، حالت تراکمی
  • صفحه 105
|
  • F. Salimi, J. Salimi, M. J. Marali Page 6
    Methylene blue dye in the wastewater must be completely removed because it causes problems for the environment. The aim of this study is to evaluate and determine the possibility of using absorbent obtained from the oak as a low-cost adsorbent for the removal of methylene blue from aqueous solution. In these tests, a batch system was used for the absorption process. The effect of pH, adsorbent dosage, and initial concentration of methylene blue, time and temperature as key parameters were evaluated. The Langmuir and Freundlich isotherm models were used to evaluate experimental data. The results that increasing pH increases the removal rate and the highest adsorption was obtained at pH 9. Also the Langmuir isotherm model is better than Freundlich model with data obtained. The thermodynamic study showed that the adsorption process was endothermic and spontaneous (high temperature) in nature. Finally, the results of this study indicate that used absorbent have high efficiency for removal of methylene blue.
    Keywords: Methylene Blue Dye, Adsorbent, Oak
  • P. Fotoohi, L. Ahmadkhani, A. Baghban Page 15
    A novel nanocomposite of graphene (G), Polyvinylpyrrolidone (PVP) and Polyaniline (PANI) has been prepared and this nanocomposite used for the modification of paper – based biosensors for determination of cholesterol. The droplet–like nanostructures of G/PVP/PANI-modified electrodes were obtained with an average size of 160±1.02 nm. Presence of Polyvinyl pyrrolidone (~ 2mg/ml) in this nanocomposite can be improving the dispersibility of graphene, furthermore increase the electrochemical conductivity of electrodes that leading to enhanced sensitivity of the biosensor. This modified electrode also shows high electrocatalytic activity towards the oxidation of hydrogen peroxide. Moreover, cholesterol oxidase (ChOx) Connected to graphene/ Polyvinyl pyrrolidone/ Polyaniline (G/PVP/PANI) - modified electrode for the amperometric determination of cholesterol. Under favorable conditions, a linear range of 50 µM to 10 mM of cholesterol is achieved and the limit of detection designated to be 1 µM for cholesterol. Eventually, the recommended system can be applied for the determination of cholesterol in a complex biological fluid.
    Keywords: Paper-Based Biosensor, Cholesterol, Graphene, Polyvinylpyrrolidone, Polyaniline
  • N. Esfandiari Page 27
    The bioavailability and solubility of pharmaceutical compounds are increased via size reduction. One of the new method of size reduction is using of supercritical carbon dioxide. This method has some advantage. The process temperature is not high. Therefore, the nature of pharmaceutical compounds is not damage. The supercritical gas antisolvent (GAS) process not occur at arbitrary operating conditions. Thus, the thermodynamic models are necessary to evaluate the suitable operating condition. In the GAS process, the miscibility of antisolvent and solvent is important factor. In this study, the thermodynamic modeling of binary system carbon dioxide-dimethyl sulfoxide and ternary system carbon dioxide- dimethyl sulfoxide- ampicillin was investigated. The Redlich-Kwong equation of state, the Soave equation of state and the Soave-Redlich-Kwong equation of state was used to model.
    Keywords: Thermodynamic Modeling, Carbon Dioxide, Dimethyl Sulfoxide, Ampicillin, Gas Antisolvent, Redlich-Kwong equation of State, Soave, Soave-Redlich-Kwong
  • B. Maghsoudi, D. Kahforoushan, E. Safari Page 41
    The removal of heavy metals from industrial wastewaters is an important issue due to their high toxicity. In this research, the conditions of simultaneous removal of heavy metals from industrial wastewater (Khark Island petrochemical wastewater as a case study) have been investigated. By testing of some samples, the quality of wastewater was analyzed. The results showed a high amount of organic matters in wastewater which even after the treatment processes are not removed completely. Then, to reduce the heavy metals in the wastewater, a method based on adsorption using activated carbon was investigated. The activated carbon was made from walnut shell. After the synthesis of activated carbon and evaluation of its adsorption characteristics, some tests were carried out of using samples of petrochemical wastewater. The considered absorption parameters were temperature, pH, the amount of absorbent and the adsorption time. The results showed that pH = 6 has the best performance on heavy metals removal. Based on the results, the equilibrium time for lead, copper, chrome was obtained 60 minutes while this value for nickel was equal to 300 minutes. The results also showed that the increase in temperature had an increase in the adsorption efficiency. Finally, the result showed that the activated carbon concentration equal 18g/L wastewater caused the best in heavy metals removal.
    Keywords: Industrial Wastewater, Heavy Metals, Adsorption, Activated Carbon
  • R. Shirazi, H. Bakhshabadi, M. Bazrafshan Page 49
    Generally the mechanical press is one of the most favorite methods for extracting oil from plant oil seeds all over the world. In this research, the effect of screw press rotation speed on phenolic compounds, oxidative stability and some physicochemical properties of peanut oil, including oil extraction efficiency, color index, acidity and DPPH Scavenging Activity  with using a completely randomized design with screw press and with three rotation speeds (11, 33 and 57 rpm) were investigated in three replications. The results showed that when the screw press rotation speed was 11 rpm, the oil extraction efficiency with 34.07 percent had the highest oil extraction efficiency. Increasing the screw press rotation speed on acidity, total phenolic compounds, color index, and DPPH Scavenging Activity increased. In this study, increasing screw press rotation speed from 11 to 57 rpm, the oxidative stability increased from 8.9 to 8.9 hours. In the end, it can be said that screw presses with a speed of 33 rpm are best suited for peanut oil extraction.
    Keywords: Total Phenol, Peanut oil, the Rotational Speed of Press, Chemical Characteristics
  • A. Ghaemi*, S. Movahedirad, M. R. Jamali Page 59
      In this research, the modeling and simulation of hydrogenation reactor of Amirkabir petrochemical acetylene unit was carried out. The reaction processes are elementary and in this process acetylene was converted to ethylene. The modeling process was happed with introducing mathematical equations of mass transfer. The set of process equations were solved simultaneously using method of lines and finite difference techniques. The results showed that simulation with 80 elements has minimum deviation with experimental data. The results showed that the simulation result has good agreement with experimental data. The maximum relative error of this mathematical model is well under about 1%. After model validation, various variable profiles along the reactor are discussed. Then, the effects of effective parameters such as inlet temperature, total inlet mass flow rate and CO flow rate are investigated in detail. The optimum value of carbon monoxide to get highest selectivity is 700 ppm. Also the results showed that the process has good selectivity at temperature 77oC.
    Keywords: Acetylene, Selective, Hydrogenation, Front-End, Mathematical Model, Simulation.
  • S. Ghanbarloo, A. Nematollahzadeh, A. Babapoor, M. Amiri Page 72
    Separation processes by emulsion liquid membrane are used in various processes of chemical and industrial wastewater treatment. Due to the importance of the stability of the emulsion during the separation process and the possibility of its easy breakdown in the final stage of the extraction operation, all kinds of emulsion stabilizers, including surfactants and solid emulsion solids, have always been introduced in numerous sources and articles, each of which benefits and has its own disadvantages. The problem of the stability or hardness of breaking the emulsion has made this process not used on an industrial scale. Therefore, in the present paper, the use of emulsion liquid membrane and solids solidified emulsions, which are referred to as emulsion pickering, are investigated.
    Keywords: Emulsion Liquid Membrane, Pickering Emulsion, Stability, Nanoparticles
  • M. Saghi, A. Arasteh Nodeh Page 86
    The effective supportation of nano particles specialty metal oxide on the surface of different catalyst supports including organic, inorganic or organic-inorganic catalyst supports is a suitable method for improvement of nano particle properties and increasing of catalysts yield. In the paper, spherical α-Fe2O3 nanoparticles were supported on the surface of inorganic silica as a catalyst support, using solid-state dispersion (SSD) method. All products were characterized by using XRF, FTIR, SEM, XRD and BET surface area. The results indicated that the supported nanocatalyst (α-Fe2O3 /Silica) successfully was prepared. By using XRD analysis and
    Warren-Averbach method average size of spherical α-Fe2O3 NPs supported by SSD method were measured 27.50 nm. The nanocatalyst presented in this study can be applied in the different areas such as catalytic and photocatalytic reactions.
    Keywords: Ironoxide, Silica, Catalyst, SSD
  • A. A. Shokri*, M. Farahani, M. Babaei Page 92
    Due to the ever-increasing demand for polyolefins, there is a real economic driving force to increase the productivity and space-time yield in gas phase process in order to expand production. Heat removal is one of the main upper limitations on permissible production rates. In order to improve heat removal, the use of condensed mode cooling operation is proposed. It is observed that the instantaneous rate of ethylene polymerization is promoted in presence of induced condensing agents (ICAs). The presence of different commonly used ICAs has a significant impact on the polymerization rate, heat removal, final polymer properties and bed hydrodynamic. So, for achieve the best result, ICA chosen and its amounts are very important.
    Keywords: Heat Removal, Fluidized Bed Reactors, Polymerization, Induced Condensing Agent