فهرست مطالب

مهندسی شیمی ایران - پیاپی 33 (فروردین و اردیبهشت 1387)

دوماهنامه مهندسی شیمی ایران
پیاپی 33 (فروردین و اردیبهشت 1387)

  • 96 صفحه، بهای روی جلد: 10,000ريال
  • تاریخ انتشار: 1387/02/20
  • تعداد عناوین: 11
|
  • سرمقاله
  • مقالات
  • کیومرث جلیلی، فرهنگ عباسی*، امیر زمانی زینلی صفحه 3
    مزایای زیست محیطی و اقتصادی فرآیندهای پلیمریزاسیون جرمی یا توده ای باعث شده تا این روش همیشه جذابیت خاصی برای تولیدکنندگان داشته باشد. در مواردی که تولید پلیمر با خواص نوری بهتر مد نظر باشد، به خاطر مواد افزودنی اندک مورد نیاز و نیز عدم استفاده از حلال و آب، پلیمریزاسیون جرمی گزینه اول جهت تولید پلیمر خواهد بود. با این حال، با توجه به مشکلات فرآیندی مطرح در این روش از جمله انتقال حرارت پایین، گرانروی بالای محیط پلیمریزاسیون و سختی کنترل ترکیب درصد کوپلیمر حاصل و ریخت شناسی آن باعث شده تا این پلیمریزاسیون سهم اندکی را از پلیمریزاسیون پلیمرهای ABS پیوندی به خود اختصاص دهد. اما در مقابل بیشتر SAN موجود در بازارهای جهانی با استفاده از این روش تولید می-شوند. در این مقاله فرآیندهای جرمی و جنبه های مختلف اقتصادی، زیست محیطی و سهولت یا پیچیدگی کنترل این نوع از فرآیندها بررسی شده است. علاوه بر این، اثرات فرآیند روی خواص فیزیکی-مکانیکی از قبیل مقاومت ضربه، براقیت و غیره نیز مورد توجه قرار می گیرند.
    کلیدواژگان: SAN، ABS، پلیمریزاسیون جرمی
  • مریم خواجه نوری، علی حقیقی اصل*، فرامرز هرمزی صفحه 10
    هنگامی که دمای آب مایع تحت فشار، بین oC 374-100 افزایش می یابد، قطبیت آن به طور محسوسی کاهش می یابد و آب مایع می تواند به عنوان حلال استخراج برای محدوده وسیعی از نمونه های تجزیه ای (آنالیت ها) استفاده شود. بیشترین استفاده آن برای تعیین مقدار بی فنیل چند کلره، هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای و آفت کش ها در نمونه های محیطی است که نتایج مشابهی را با روش استخراج سوکسله می دهد. اما خیلی سریع تر و بدون استفاده حجم زیادی از حلال های آلی است. در حالی که در استخراج سیال فوق بحرانی آلکان های نرمال بدون این که فشار کاهش یابد، استخراج نمی شود و باید از بخار آب استفاده شود.
    از کاربردهای دیگر آب فوق داغ استخراج اسانس ها از مواد گیاهی است که بیشترین اهمیت آن از نظر اقتصادی در مقایسه با روش تقطیر بخار آب برای ترکیبات اکسیژن دار است. در موارد زیادی استخراج آب فوق داغ بسیار تمیز تر، سریع تر و ارزان تر از شیوه های استخراج متداول است.
    کلیدواژگان: آب فوق داغ، استخراج، تجزیه محیطی، آفت کش ها، اسانس ها
  • سیداحمد حسینی* صفحه 18
    در این مقاله بررسی انواع پایه های مورد استفاده در ساخت کاتالیست کبالت در فرایند فیشر-تروپش مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. کاتالیست های کبالت در فرایند سنتز فیشر-تروپش جهت تولید محصولات میان تقطیری نفتی مورد استفاده قرار می گیرد. نوع پایه مورد استفاده در ساخت کاتالیست کبالت بر میزان گزینش پذیری و حجم محصول تولیدی تاثیر به سزایی دارد. در انجام بررسی فوق سعی شد از مراجع متعدد و معتبر استفاده شده و در انتها مقایسه کوتاهی بین پایه های فوق در راکتورهای بستر ثابت و دوغابی و با استفاده از نتایج عملی انجام گرفت.
    کلیدواژگان: کاتالیست کبالت، فیشر، تروپش، راکتور بستر ثابت، دوغابی، پایه نیوبیا
  • سیدسیاوش مدائنی*، مهناز یاسمی صفحه 22
    انسان از دیر باز ارزش غذایی شیر و نقش آن را در تغذیه شناخته است، شیر با داشتن ویژگی ها و صفات ممتاز غذایی، به سرعت در معرض آلودگی های گوناگون قرارمی گیرد و می تواند بیماری ها و عوارض مختلفی را از حیوان به انسان و یا از انسان به انسان منتقل کند. استفاده از روش های مختلف پاک سازی شیر مانند: روش های حرارتی (پاستوریزاسیون، استریلیزاسیون، ترمیزاسیون)، اشعه UV، سیال فوق بحرانی، انرژی الکتریکی لازم و ضروری است، هرکدام از روش های بالا مزایا و معایبی دارند، از یک طرف باعث کاهش بار میکروبی و پاک-سازی شیر می شوند و از طرف دیگر بر روی خواص ارگانولپتیکی و تغذیه ای شیر اثر نامطلوب می گذارند. از جمله روش های جدید استریلیزاسیون در صنعت لبنیات، فرآیندهای غشایی است که سابقه کمی نسبت به روش های گفته شده در بالا دارند. رفع غیر حرارتی میکرو ارگانیسم ها شامل سلول های رویشی و اسپورها و رفع فیزیکی سلول های سوماتیک از شیرخام به وسیله تکنولوژی جداسازی غشاء، پتانسیل مهمی در بهبود کیفیت، طعم، ایمنی و سلامت و طول عمر شیر و محصولات لبنی ایجاد کرده است.
    کلیدواژگان: شیر، استریلیزاسیون، عشاء، میکروفیلتراسیون
  • تورج محمدی*، احسان سلجوقی صفحه 31
    یکی از مهم ترین کاربردهای فرایندهای غشایی، همودیالیز)تصفیه خون بیماران دارای نارسایی کلیوی(است. مدول غشایی مورد استفاده از نوع الیاف توخالی است که خون و محلول دیالیز به ترتیب در داخل و خارج الیاف و در خلاف جهت یکدیگر حرکت می کنند. ایده آل آن است که اولا خواص غربالی غشاء مورد استفاده به گونه ای باشد که مطابق با عملکرد کلیه طبیعی به دفع سموم بپردازد و ثانیا از سازگاری خونی بسیار خوبی برخوردار باشد. در ضمن برخورداری غشاء از پایداری زیاد حرارتی و شیمیایی در صورت تمایل به استفاده مجدد از آن، ضروری است. برای نیل به این اهداف، استفاده از فرایندهای با دبی زیاد و استفاده از غشاهایی با پایه پلیمری آبگریز و دارای مقاومت حرارتی و شیمیایی زیاد که حاوی لایه ای غنی از افزودنی های آبدوست در فصل مشترک با خون هستند، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. البته غشاهای همودیالیز ساخته شده از ماده اولیه سلولز استات از مزیت هایی چون سازگاری خونی به نسبت مناسب و ارزانی برخوردارند و عیب عمده آن ها عدم پایداری حرارتی و شیمیایی است که مانع از استفاده مجدد آن ها می شود. ساخت این غشاها، با استفاده از روش تغییر فاز صورت گرفته و گاهی با هدف افزایش سازگاری خونی آن اجزای شیمیایی خاصی بر سطح آن پیوند زده می شود. در این مقاله، ابتدا به بررسی تاریخچه توسعه دستگاه های همودیالیز و عملکرد ایده آل آن ها پرداخته و در ادامه، انواع مختلف فرایندهای همودیالیز و مدول و جنس غشاهای به کار رفته در آن ها مورد بررسی قرار می گیرد.
    کلیدواژگان: غشاء، تصفیه خون، همودیالیز، سلولزاستات
  • حسین صالحی زاده*، لیلا بایندری صفحه 40
    نانوذرات مغناطیسی دسته ای از نانومواد معدنی در ارتباط نزدیک با سیستم های زیستی و اجزای آن ها هستند. اندازه نانوذرات مغناطیسی در محدوده 10 تا 100 نانومتر و سازگار با مقیاس سلولی و اجزای آن است. در حال حاضر طیف وسیعی از کاربردهای نانوذرات مغناطیسی در عرصه های مختلف زیست فناوری و علوم زیستی نظیر حسگرهای زیستی، جداسازی ترکیبات فعال زیستی، تثبیت و تصحیح این ترکیبات، شناسایی و جداسازی سلول ها و اجزای سلولی مانند جداسازی گلبول های قرمز خون، ردیابی رادیو نوکلوئیدها و داروها و جداسازی ایزوتوپ های رادیواکتیو از محصولات غذایی و غیره شناخته شده است. توسعه و استفاده از روش های جداسازی ملکول ها و ماکروملکول های زیستی با کمک نانوذرات مغناطیسی مورد توجه روزافزون محققان بوده و تحقیقات در این زمینه با جدیت ادامه دارد. استخراج فاز جامد مغناطیسی، روشی نوین در زمینه تغلیظ و جداسازی ماکروملکول های زیستی از حجم بالای محلول است که با استفاده از جاذب های مغناطیسی یا با قابلیت مغناطیس انجام می شود. این مقاله به معرفی نانوذرات مغناطیسی، سنتز و تولید نانوذرات، روش های جداسازی زیست ملکول ها با کمک نانوذرات مغناطیسی و مقایسه این روش با سایر روش های معمول جداسازی ماکروملکول های زیستی، و کاربرد آن ها در عرصه فناوری زیستی می پردازد.
    کلیدواژگان: نانوذرات، نانوذرات مغناطیسی، مغناطیس، جداسازی مغناطیسی، نانوزیست فناوری
  • علی وطنی*، شهرناز مختاری، نسترن رزمی قاروجی صفحه 51
    در سال های اخیر تبدیل گاز طبیعی به ترکیبات شیمیایی با ارزش افزوده یکی از جنبه های مهم تحقیقاتی بوده است و در این میان واکنش جفت شدن اکسایشی متان از اهمیت ویژه ای برخوردار است. محصول مطلوب این فرایند اتیلن است که همراه با آن اتان و مقدار کمی ترکیبات سه کربنه نظیر استیلن به عنوان محصول زوج شدن و نیز اکسیدهای کربن به عنوان محصولات اکسیداسیون هیدروکربن ها تولید می شوند. در این تحقیق با معرفی واکنش های جفت شدن اکسایشی متان در شرایط مختلف فرآیندی (در غیاب کاتالیست، در حضور کاتالیست و در محیط پلاسمای هاله سرد) پارامترهای موثر از قبیل گزینش پذیری، درصد تبدیل و بازده مورد بررسی قرار گرفته و با ارائه مدل های سینتیکی موجود در مقالات برای فاز گاز و سطح کاتالیست، به صورت مجزا، پارامترهای فرایندی در هر مدل مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: جفت شدن اکسایشی متان، مدل های سینتیکی، کاتالیست، پلاسما، اتیلن، واکنش های فاز گاز، واکنش های سطحی، امکان سنجی اقتصادی
  • فاطمه الله دادی خیری، محسن دوازده امامی، ارجمند مهربانی* صفحه 62
    یکی از موضوعات مهم در طراحی برج های سوزا تعیین شکل و ساختار شعله است. در این مقاله طول شعله و انحراف آن نسبت به محور برج سوزا که توسط جریان عرضی هوا ایجاد می شود، درنسبت های مختلف سرعت هوا به سرعت جت سوخت برای سوخت هایی با ارزش حرارتی متفاوت توسط نرم افزار فلوئنت شبیه سازی و بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که در یک نسبت ثابت سرعت هوا به سرعت جت سوخت، طول شعله با افزایش ارزش حرارتی حجمی گاز افزایش می یابد. با افزایش سرعت عرضی هوا، به علت افزایش ورود هوا به شعله و ایجاد توربولانس، طول شعله کاهش یافته و به یک حداقل می رسد. با افزایش بیشتر سرعت هوا، قسمت اعظمی از جریان گاز، موازی جریان هوا می شود و اختلاف سرعت و در نتیجه میزان اختلاط بین جت سوخت و هوا کمتر شده و در نتیجه ورود هوا به جت سوخت کاهش، و طول شعله افزایش می یابد. رابطه ای برای انحراف شعله در دو جهت مختصات به عنوان تابعی از سرعت هوا به سرعت جت ارائه شده است.
    کلیدواژگان: برج سوزا، شعله پیش مخلوط، انحراف شعله
  • نظام الدین دانشور، سهیل عابر *، میرسعید سیددراجی، محمود زارعی، محمدحسین رسولی فرد صفحه 71
    در بیست سال گذشته، آب فوق بحرانی محیط جالبی برای شیمی بوده است. یکی از مهم ترین کاربردهای بررسی شده، تصفیه اکسایشی پساب های آبی حاوی ترکیبات آلی است که به تکنولوژی اکسایش آب فوق بحرانی معروف است. در این فناوری آب فوق بحرانی به عنوان یک حلال غیرقطبی عمل می کند. بنابراین ترکیبات آلی غیرقطبی و گازهایی مثل اکسیژن کاملا قابل امتزاج با سیال فوق بحرانی می شوند. در طول فرآیند اکسایش آب فوق بحرانی ترکیبات آلی کاملا با اکسید کننده که بیشتر اکسیژن است در یک واکنش تک فازی واکنش داده و دی اکسید کربن و آب تولید می کنند. هترواتم های موجود در پسابهای صنعتی نیز به اسیدهای معدنی تغییر شکل می دهند. در سال های اخیر استفاده از کاتالیزورهای اکسایشی ناهمگن به منظور کاهش دشواری و سختی شرایط فرآیند اکسایش آب فوق بحرانی، افزایش سرعت واکنش و همچنین بهبود اقتصادی فرآیند پژوهش های زیادی را به خود جلب کرده است. علی رغم کارآیی بالای فرآیند اکسایش آب فوق بحرانی در تصفیه پساب های آلی، توسعه تجاری آن کمتر صورت گرفته است. دلیل اول این مساله خوردگی راکتور توسط اسیدهای تولید شده در طول تصفیه ترکیبات آلی حاوی هترواتم ها است و دلیل دیگرجرم بستن و در نتیجه مسدود شدن راکتور که از ته نشینی نمک ها در دماهای فوق بحرانی و چگالی پایین ایجاد می شود، است. به همین خاطر تلاش قابل ملاحظه ای در تجاری سازی فرآیند توسط کمپانی های فعال در این زمینه و گروه های تحقیقاتی در آزمایشگاه های دانشگاهی و دولتی در طول سالیان متمادی انجام گرفته است.
    کلیدواژگان: آب فوق بحرانی، پساب های صنعتی، اکسایش کاتالیزی، خوردگی، ته نشینی نمک
  • معرفی، اخبار و گزارش ها
  • صفحه 86
|
  • K. Jalili, F. Abbasi*, A. Zamani Page 3
    Environmental and economical advantages of bulk or mass polymerization processes have made this process attractive for ABS producers. When an ABS resin with better optical properties is needed, because of small additive and no use of water and solvent, mass polymerization is the first choice. Processing problems of this method such as lower heat transfer, higher viscosity of reaction mass, and hardness of composition and morphology control in final copolymer make it to play a small role in polymerization of grafted ABS polymers. On the other hand, most of the SAN sales in the world markets are produced by this method. In this study, the bulk processes and different aspects including economical, environmental, and easiness or hardness of process control will be studied. In addition, the effects of polymerization process on the physical- mechanical properties like impact resistance and brightness will be discussed.
    Keywords: ABS, SAN, Bulk polymerization
  • M. Khajenoori, A. Haghighi Asl*, F. Hormozi Page 10
    As the temperature of liquid water is raised under pressure, between 100 and 374 ºC, the polaritydecreases markedly and it can be used as an extraction solvent for a wide range of analytes. Most interest has been in its application for the determination of PAHs, PCBs, and pesticides from environmental samples, where it gives comparable results to Soxhlet extraction but more rapidly and without the use of significant volumes of organic solvents. Unlike SFE, n-alkanes are not extracted unless the pressure is reduced and steam is used. Other applications have included the extraction of essential oils from plant material where it preferentially extracts the economically more important oxygenated components compared to steam distillation. In many cases the superheated water extraction is cleaner, faster and cheaper than the conventional extraction methods.
    Keywords: Superheated water, Extraction, Environmental analysis, Pesticides, Essential oils
  • S. Ahmad Hosseini* Page 18
    The types of used supports for cobalt catalysts in Fischer-Tropsch Synthesis have been evaluated. For Fischer-Tropsch synthesis, cobalt catalyst is used for producing of middle diatilated products. The support can be effected on the conversion and selectivity of the products. Some patents and papres for evaluation of the supports in the Fischer-Tropsch synthesis have been considered. Also effect of the support based on some practical results has been presented. At the end, all of supports are compared in the fixed and slurry reactors.
    Keywords: Cobalt Catalyst, Fischer, Tropsch, Fix Bed, Slurry reactor, Niobia support
  • M. Yasemi, S. S. Madaeni* Page 22
    For many years, man has recognized nutrition value and role of milk. Since milk has excellent characteristics as food, it can be contaminated rapidly. If health factors are not considered during different stages such as transportation, processing, distributing and consuming, it can be epidemic factor of diseases and various effects from animal to human and vice versa. Using various methods of milk purifying such as thermal methods (pasteurization, sterilization and termisation), UV, super critical fluid, electric energy (pulsed electric field) is required. One of the most important methods is using the membrane processes. Each of the above methods has its own advantages and disadvantages. Although these techniques decrease microbial load, they negatively affect the organolipitic and nutritional properties of milk. However application of membrane processes declines the problems associated with the other methods and provide high quality product without decreasing nutritional value.
    Keywords: Milk, Sterilization, Membrane, Microfiltration
  • T.Mohammadi*, E.Saljoughi Page 31
    Hemodialysis (blood purification in patients that suffers irreversible kidney failure) is one of the most important applications of membrane processes in which membrane module is usually in the form of hollow fiber. Blood and dialysate flow countercurrently in inner and outer of the fibers, respectively. Membranes ideally show suitable sieving coefficient that adjusts with the normal kidney action, high blood compatibility, high chemical and thermal resistance (for reuse). To approach high blood purification flux, membranes with hydrophobic polymer supports, having high chemical and thermal resistance, and hydrophilic additives should be used. In hemodialysis, cellulose acetate membranes have advantages such as good biocompatibility and relatively low cost, however, they behave low chemical and thermal resistance. Hemodialysis membranes are generally prepared via phase inversion. Chemical species can be bonded on the surface of membranes to increase their blood compatibility. The main objective of this article is to study the history of hemodialyzers and their optimal performance. Also various membranes, modules and blood purification equipments are investigated.
    Keywords: Membrane, Blood purification, Hemodialysis, Cellulose acetate
  • H. Salehizadeh*, L. Bayandory Page 40
    Magnetic nanoparticles are inorganic nanomaterials that having connections to biological systems and their components. The diameter of the magnetic nanoparticles differs from 10 to 100 nm and compatible to size of cells and intracellular components. Magnetic nanoparticles have recently found many useful and interesting applications in various areas of bioscience and biotechnology such as food industry, molecular and cell biology, microbiology, biochemistry, bioanalytical chemistry and biosensing, immobilization, modification, isolation and bioseparation of biological compounds. Recently increased attention has been paid to the development and applications of magnetic separation techniques. Magnetic solid phase extraction is a new method for isolation and separation of biological active compounds from large volume of solutions. This paper reviews magnetic nanoparticles, the way to synthesize biocompatible particles and their applications in various areas of biological sciences and biotechnologies.
    Keywords: Nanoparticles, Magnetic nanoparticles, Magnetism, Magnetic separation, Nanobiotechnology
  • A.Vatani*, Sh.Mokhtari, N.Razmi Faroogi Page 51
    In recent years, there is a strong incentive to study and develop processes that would convert methane into more valuable chemical and petrochemical products. Among various schemes of methane conversion, oxidative coupling of methane (OCM) is promising process to upgrade natural gas. In this article, effective parameters i.e. selectivity, conversion and yield in differential conditions of this process have been investigated. Then some of kinetic models in the gas phase and catalyst surface proposed in literature have been analyzed.
    Keywords: Oxidative coupling of methane, OCM, Kinetic models, Catalyst, Plasma, Ethylene, Gas, phase reactions, Surface reactions
  • Fatemeh Allahdadi, Kheiri, Mohsen Davazdahemami, Arjomand Mehrabani* Page 62
    The structure of flare flames are among the most important issues in design of industrial flares. The present paper demonstrates the ability of computational fluid dynamics (CFD) to predict the main features of flare flame structure, namely the length of the flame and its deflection due to cross wind. Results show that by fixing the ratio of cross wind to fuel jet velocities, the flame length increases by increasing the fuel volumetric calorific value. For a specified fuel, the flame length first decreases by increasing the cross flow velocity due to enhancement of mixing. However, further increase in the cross flow velocity causes flame deflection and degrades the mixing process causing an increase in the flame length. The present paper also proposes a correlation for flame deflection as a function of cross wind to fuel jet velocity ratio.
    Keywords: Flare, Non, premixed flame, Flame deviation
  • N. Daneshvar, S. Aber* Seyed Dorraji, M. Zarei, M. H. Rasoulifard Page 71
    In the last two decades, supercritical water has become an interesting medium for chemistry. One of its most investigated applications is the oxidative treatment of aqueous wastes containing organic compound in the so-called "supercritical water oxidation". In this technology, supercritical water acts as a non-polar solvent. Consequently, even non-polar organic compounds and gases like oxygen become completely miscible with the supercritical fluid. During the supercritical water oxidation (SCWO) process, the organic compounds react completely with oxidant -mostly oxygen- in a single phase reaction forming CO2 and H2O. The hetero-atoms present in the organic wastes are transformed into the mineral acids. In recent years, using heterogeneous catalysts has motivated much recent research in order to enhance the oxidation rates and reduce the severity of the processing conditions of SCWO and thereby improve the economics. Despite the potential of SCWO as a viable technology for organic waste destruction, its commercial development has been hindered by the problems of corrosion and salt precipitation. Consequently, much research in academia and government laboratories and many companies that have attempted to commercialize SCWO technology, over the years, have devoted considerable effort.
    Keywords: Supercritical water, Industrial wastewater, Catalytic oxidation, Corrosion, Salt precipitation