فهرست مطالب

دوماهنامه مهندسی شیمی ایران
پیاپی 119 (بهمن و اسفند 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/12/25
  • تعداد عناوین: 8
|
  • رحمت ستوده، جعفرصادق مقدس صفحه 6
  • عباس احمدی، محمدحسین صراف زاده*، سید محمد رضوی، مهران عباسجوبی صفحات 7-21
    تامین آب آشامیدنی در بخش مصرف خانگی به دلیل اثربخشی مستقیم بر سلامت انسان همواره مورد تاکید بوده است. یکی از روش های رایج برای کاهش آلاینده های جامد محلول که در بسیاری از مناطق کشور به کار می رود، استفاده از دستگاه های تصفیه کننده آب خانگی است. باوجود مصرفی بودن پالایه های این دستگاه ها کهدر بازه های زمانی مشخصی تعویض می شود، با توجه به سازوکار عمل کردشان که مبتنی بر اسمزمعکوس است، 70-80% از آب لوله کشی را با انتقال به پساب هدر می دهند. در مقابل، سامانه های تقطیر خورشیدی وجود دارد که با استفاده از انرژی خورشیدی، آب مقطر تولید می کنند. سامانه های تقطیر خورشیدی به دلیل جلوگیری از هدررفت آب، استفاده آسان و طول عمر زیاد، توان بالایی برای تامین آب آشامیدنی با کیفیت برای نواحی با جمعیت اندک و آب و هوای گرم دارند. بررسی فنی و اقتصادی استفاده از دستگاه های تصفیه آب خانگی و سامانه تقطیر خورشیدی برای دستیابی به آبی با کیفیت و قابل آشامیدن در منازل و هم چنین بررسی تجزیه حساسیت هزینه آب، هزینه عملیاتی و افزایش هزینه ثابت اولیه، هدف این پژوهش است. نتایج نشان می دهد که باوجود هزینه اولیه بالاتر سامانه تقطیر خورشیدی، هزینه استفاده از این سامانه در درازمدت از نظر اقتصادی به صرفه تر است، ضمن آن که کاستی هدررفت آب نیز در این سامانه ها وجود ندارد.
    کلیدواژگان: تقطیر خورشیدی، تصفیه آب خانگی، آب آشامیدنی، کل جامدات محلول
  • حجت الله جاهد شهرکی، نادیا اسفندیاری* صفحات 22-30

    خطوط لوله، یکی از مهم ترین ابزار انتقال گاز است. ایجاد نشتی در خطوط انتقال گاز، باعث خسارت های مالی و جانی می شود؛ از همین رو دست یابی به اطلاعاتی مانند حد اکثر شعاع ایمن آتش، انفجار و نشت مواد بسیار ارزشمند است و در مقابله با حوادث در شرایط اضطراری نقش مهمی را می تواند بازی کند. در این پژوهش، حریم ایمن برای خط لوله گاز 42 اینچ با استفاده از نرم افزار PHAST ورژن 7.11 مطالعه شد. بیشترین میزان تشعشع مربوط به حالت افقی و کمترین میزان تشعشع مربوط به حالت عمودی است؛ جهت عمودی کمترین مسافت تشعشع از منبع انتشار را دارد، در حالی که جهت افقی با زاویه 45 درجه، بیشترین مسافت تشعشع از منبع انتشار را نشان می دهد. نتایج شبیه سازی پیامد کمترین تشعشع را برای محیط های تحت فشار و خطرناک ترین تشعشع را برای مناطق خطر نشان داد. برای نمونه، اگر نسبت قطر نشتی به قطر سوراخ مقدار 25/0 و حالت نشتی به صورت افقی باشد. حریم ایمن ناشی از آتش سوزی برای مناطق خطر، محیط های محصور و محیط های تحت فشار به ترتیب 850، 1070 و 1360 متر است.

    کلیدواژگان: ارزیابی فرایند، آتش سوزی، خط لوله، شبیه سازی، نرم افزار PHAST
  • اسما اعزازی ملکی، افشین جوادی، هدا جعفری زاده مالمیری*، حمید میرزایی صفحات 31-40
    در این مطالعه، ویژگی های فیزیکی و شیمیایی و ضدمیکروبی عصاره الکلی بره موم مطالعه شد. ویژگی های فیزیکی و شیمیایی نمونه بره موم یعنی میزان رطوبت، رنگ، کدورت و خاصیت آنتی اکسیدانی و ترکیب شیمیایی اندازه گیری و خاصیت ضدمیکروبی عصاره نیز بررسی شد. خاصیت آنتی اکسیدانی بره موم، با روش DPPH به میزان 75/92% اندازه گیری شد. در تجزیه شیمیایی عصاره، 61 ترکیب فعال زیستی شناسایی شد. چالکون بیشترین ترکیب فعال عصاره را تشکیل داده است. آزمون های ضد میکروبی نشان داد که حداقل غلظت مهارکنندگی عصاره بره موم در برابر باکتری های سالمونلا اینتریتیدیس، استافیلوکوکوس اوریوس و اشریشیا کولای و مخمر کاندیدا آلبیکنس به ترتیب 40، 10، 40 و 5 میکروگرم در میلی لیتر و حداقل غلظت کشندگی به ترتیب 40، 10، 80 و 5 میکروگرم در میلی لیتر است. یافته ها حاکی از آن است که بره موم یک ترکیب ضدمیکروب با خاصیت آنتی اکسیدانی بالاست و در صنایع غذایی و دارویی می توان از آن استفاده کرد.
    کلیدواژگان: عصاره الکلی بره موم، خاصیت ضدمیکروبی، خاصیت آنتی اکسیدانی، کروماتوگرافی (سوا نگاری)
  • لیلا فیضی، نادر راحمی*، سمیه الهیاری صفحات 41-52
    در این تحقیق از راکتور هیبریدی پلاسمای فیلم ریزان نوع تخلیه مانع دی الکتریک، به همراه زیولیت همنهشتی برای حذف آلاینده دارویی تتراسایکلین از پساب ها استفاده شده است. سه نوع زیولیتبر اساس نسبت دی اکسید سدیم به دی اکسید سیلیکات 1، 2 و 3 با روش هیدروترمال، همنهشت شده است. تجزیه های طیف سنجی مادون قرمز (FT-IR)، پراش پرتو ایکس (XRD) میکروسکوپ الکترونی (SEM)، تجزیه اندازه گیری سطح ویژه و طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) بر روی این زیولیت های همنهشتی انجام گرفته است. میزان حذف تتراسایکیلین از پساب در زمان60 دقیقه در راکتور هیبریدی طراحی شده، برای زیولیت همنهشتی با نسبت اکسید دی سدیم به دی اکسید سیلیکات 1، حدود 81 درصد بوده است. مشخص شد که این میزان حذف آلاینده، 55 درصد بیشتر از سامانه پلاسمای بدون زیولیت است. میزان درصد حذف COD بر اساس تست های انجام شده حدود 71 درصد بوده است. بر اساس نتایج مربوط به آزمایش های اثر گونه های فعال در حذف تتراسایکلین اثر رادیکال هیدروکسیل از رادیکال سوپر اکسید 12 درصد بیشتر بوده است. سازوکار پیشنهادی برای انجام واکنش اکسایش پیشرفته در حذف تتراسایکلین بحث و بررسی شده است.
    کلیدواژگان: پلاسما، فیلم ریزان، زئولیت، تتراسایکلین، هیبرید
  • زهرا قاضی زاهدی، مجید حیاتی آشتیانی* صفحات 53-63
    فناوری پینچ یکی از روش های موثر و پرکاربرد در بهینه سازی مصرف انرژی است. در تحقیق پیش رو، از فناوری پینچ برای بهینه سازی مصرف انرژی در واحد ایزومریزاسیون کمک گرفته شد. در نتیجه، از یک پمپ حرارتی برای بهینه سازی مصرف انرژی استفاده شد که در اثر اعمال آن میزان سرویس جانبی گرم و سرد از 61/128 و 9/143GJ/h به مقادیر 8/127 و  152GJ/h تقلیل یافت که این کاهش باعث کاهش میزان مصرف انرژی و افزایش بازدهی واحد مذکور شد. به علاوه، استفاده از پمپ های حرارتی برای مطالعه مبدل هایی که بیشترین میزان عبور از پینچ را داشته اند منجر به کاهش میزان حرارت عبوری پینچ از 47/22 به  90/19GJ/h شد که معادل 3/11% کاهش در انرژی مصرفی واحد است و این تغییر بسیار کارامد و مفید است.
    کلیدواژگان: فناوری پینچ، پمپ حرارتی، سرویس های جانبی، ایزومریزاسیون، کارنو
  • یوسف نصیری، مصطفی تیموری، مسعود صابری* صفحات 64-75

    غلظت بالای جلبک ها سبب قرمزشدن سطح آب دریا و احتمال تغییر رنگ به زرد، سبز و قهوه ای است که در نهایت موجب مرگ و میر بسیاری از آبزیان دریایی می شود. گستردگی کشند قرمز باعث آلودگی سطح دریا می شود؛ پیش بینی دقیق این پدیده ممکن نیست. این جلبک ها، فیتوپلانکتون هایی هستند که غلظتی در حدود 2000 عدد در لیتر دارند که با رشد و تکثیر در خلیج فارس، کدورت آب دریا را به شدت بالا برده و واحد های آب شیرین کن منطقه را به مشکلاتی از جمله گرفتگی سریع فیلترها و کاهش تولید آب شیرین دچار کرده اند. در این پژوهش با استفاده از نرم افزار شبیه سازGPS-X 8.0 ، اثر وقوع پدیده کشند قرمز در فرایند متداول پیش تصفیه واحد اسمز معکوس و هم چنین بهینه سازی فرایند پیش تصفیه واحد اسمز معکوس با دو روش DAF+DMF و UF+DMF بررسی شد. نتایج نشان داد که میزان حذف متغیر  TOCدر روش متداول 44% و در دو روش بهینه سازی شده مذکور به ترتیب 95% و 76% و میزان حذف کدورت در روش متداول 18% و در دو روش بهینه سازی شده مذکور به ترتیب 94% و 78% است. هم چنین با انجام ارزیابی اقتصادی، هزینه اجرای روش DAF+DMF، تقریبا 27% کمتر از هزینه اجرای روش UF+DMF تخمین زده شد. نتایج نشان می دهد که روش DAF+DMF در فرایند پیش تصفیه، از لحاظ فنی و اقتصادی بهترین عملکرد را در هنگام وقوع کشند قرمز دارد که پیشنهاد می شود در طراحی واحدهای آب شیرین کن آب دریا مد نظر قرار گیرد.

    کلیدواژگان: پیش تصفیه، کشند قرمز، GPS-Xاسمز معکوس
  • صفحات 78-83
|
  • R. Sotoudeh, J. Moghaddas Page 6
  • A. Ahmadi, M. H. Sarrafzadeh *, S. M. Razavi, M. Abbasjoobi Pages 7-21
    Drinking water supply in the household consumption sector has always been emphasized due to its direct impact on human health. One of the common methods to reduce soluble solid pollutants that is used in many parts of the country, is the use of household water purifiers. Despite the usefulness of filters in these devices which need to be replaced at regular intervals, they waste 70-80% of piped water by transferring it to sewage due to their mechanism of action based on reverse osmosis. In contrast, there are solar distillation systems that produce distilled water using solar energy. The use of solar distillation systems has a high potential to provide quality drinking water for sparsely populated areas and hot weather due to its prevention of water loss, easy use and long life. The purpose of this research was to Techno-economic study the use of household water purifiers and solar distillation system to achieve quality and potable water in homes, as well as to analyze the sensitivity of water cost, operating cost and increase the initial fixed cost. The results show that despite the higher initial cost of the solar distillation system, the cost of using these systems in the long run is more economical, and the water loss for these systems can be ignored.
    Keywords: Solar distillation, Household Water Purifiers, Drinking Water, Total Dissolved Solids
  • H. Jahedshahraki, N. Esfandiari * Pages 22-30

    The use of pipelines is one of the most important methods of gas transmission. Leakage in gas transmission lines causes financial and life-threatening damages. For this reason, it is very valuable to obtain information such as maximum safe radius of fire, explosion and leakage of materials. This information can play an important role in dealing with accidents in emergencies. In this study, safe privacy for 42-inch gas pipeline was studied using PHAST software version 7.11. The highest amount of radiation is related to the horizontal state and the lowest amount of radiation is related to the vertical state. The vertical direction has the lowest radiation distance from the propagation source, while the horizontal direction at an angle of 45 degrees shows the highest radiation distance from the propagation source. Simulation results showed the lowest radiation outcome for pressurized environments and the most dangerous radiation for hazardous areas. For example, if the ratio of leakage diameter to hole diameter is 0.25 and leakage mode is horizontal. The safety privacy caused by fire for hazardous areas, enclosed environments and pressure environments is 850, 1070 and 1360 meters, respectively.

    Keywords: Process Evaluation, Fire, Pipe Line, Simulation, PHAST software
  • A. Ezazi Maleki, A. Javadi, H. Jafarizadeh-Malmiri *, H. Mirzaei Pages 31-40
    In this study, the physico-chemical and antimicrobial properties of alcoholic extract of propolis were evaluated. Physico-chemical properties of propolis samples including moisture content, color, turbidity and antioxidant activity and chemical composition were measured. The antimicrobial properties of the extract were also investigated. The antioxidant property of propolis was 92.75%. In chemical analysis of the extract, 61 bioactive compounds were identified. Chalcone is the most abundant substance in the extract. Antimicrobial tests showed that the minimum inhibitory concentrations of propolis extract against Salmonella enteritidis, Staphylococcus aureus and Escherichia coli and Candida albicans was 40, 10, 40 and 5 (μg/ml) and the minimum bactericidal concentration of the provided extract against mentioned microorganisms was 40, 10, 80 and 5 (μg/ml), respectively. Findings indicate that propolis is an antimicrobial compound with high antioxidant properties and can be used in food and pharmaceutical industries.
    Keywords: Alcoholic Extract of Propolis, Antimicrobial properties, Anti-oxidant properties, Chromatography
  • L. Feyzi, N. Rahemi *, S. Allahyari Pages 41-52
    In this research, a hybrid water falling film plasma reactor dielectric barrier discharge with synthesized zeolite has been used to remove the tetracycline from aqueaus solution. Three types of zeolites have been synthesized by the hydrothermal method based on the ratio of sodium dioxide to silicate dioxide 1, 2 and 3. Infrared spectroscopy (FT-IR),X-ray diffraction (XRD), electron microscopy (SEM), specific surface area, X-ray energy diffraction (EDX), and dot-mapping have been performed on these synthesized zeolites. The tetracycline removal efficiency was about 81% at 60 min in a hybrid reactor designed for synthesized zeolite with a ratio of sodium oxide to silica 1. It was found that this removal percentage is 55% higher than the only plasma system. The percentage of COD removal in hybrid system was about 71% based on the tests performed. Based on experiments related to the effect of active species in the tetracycline removal as a radical trapping experiment, the hydroxyl radical was 12% effective than the superoxide radical. The proposed mechanism is discussed for performingan advanced oxidation reaction to remove tetracycline.
    Keywords: Plasma, Falling Film, Zeolites, Tetracycline
  • Z. Ghazizahedi, M. Hayati-Ashtiani * Pages 53-63
    Pinch Technology is one of the effective and practical methods for energy consumption economization. In this research, Pinch Technology has been used for energy consumption optimization in the isomerization unit. As a result, heat pumps have been used for energy consumption optimization in this unit in which the amount of energy consumption in heating and cooling utilities has decreased from 128.61 GJ/h and 143.9 GJ/h to 127.8 GJ/h and 152.0 GJ/h, respectively. This energy-saving leads to a decrease in the amount of energy consumption and an increase in the efficiency of the unit. Heat pumps have been additionally applied to study the heat exchangers with the highest amount of cross-pinchheat transfer. This study resulted in a significant decrease in the cross-pinch heat transfer, from 22.47 GJ/h to 19.90 GJ/h (11.3% decline).
    Keywords: Pinch Technology, Heat Pump, Utilities, Isomerization, Carnot
  • Y. Nasiri, M. Teimouri, M. Saberi * Pages 64-75

    High concentrations of algae cause the sea surface to turn red and there is a possibility of discoloration to yellow, green and brown, which has eventually led to the death of many marine aquatic animals. The extent of the red tide has polluted the sea surface, making it impossible to accurately predict this phenomenon. These algae are phytoplankton with a concentration of about 2000 per liter. With the growth and multiplication of these phytoplankton in the Persian Gulf, the turbidity of seawater has increased sharply and desalination units in the region have problems such as rapid clogging of filters and reduced freshwater production. In this research, using GPS-X 8.0 simulator software, the effect of red tide phenomenon on the conventional reverse osmosis unit pre-treatment process and also the optimization of the reverse osmosis unit pre-treatment process with two methods DAF+DMF and UF+DMF are investigated. it placed. The results showed that the removal rate of TOC variable in the conventional method was 44% and in the two optimized methods mentioned was 95% and 76%, respectively, and the turbidity removal rate was 18% in the conventional method and in the two optimized methods mentioned was 94% and 78%, respectively. Also, with the economic evaluation, the cost of implementing the DAF+DMF method was estimated to be approximately 27% lower than the cost of implementing the UF+DMF method. The results show that the DAF+DMF method in the pretreatment process, technically and economically has the best performance when the red tide occurs, which is suggested to be considered in the design of seawater desalination units.

    Keywords: Pretreatment, red tide, GPS-X, Reverse Osmosis
  • Pages 78-83