فهرست مطالب

مهندسی شیمی ایران - پیاپی 36 (مهر و آبان 1387)

دوماهنامه مهندسی شیمی ایران
پیاپی 36 (مهر و آبان 1387)

  • 96 صفحه، بهای روی جلد: 10,000ريال
  • تاریخ انتشار: 1387/09/20
  • تعداد عناوین: 10
|
  • سرمقاله
  • مقالات
  • کیوان شایسته، جعفر صادق مقدس صفحه 3
    هدف از اختلاط ف رسیدن به محصولی با کیفیت قابل قبول و با کنترل سرعت های انتقال حرارت، انتقال جرم و واکنش شیمیایی می باشد. اولین بخش این مقاله مروری، معرفی جایگاه اختلاط جامدات در صنایع می باشد. در بخش دوم، مکانیزم های اختلاط جامدات مورد بررسی قرار گرفته و به دنبال آن پدیده جدایش ذرات که تعیین کننده موفقیت فرایند اختلاط جامد بوده مختصرا مورد بحث قرار می گیرد. مبحث بعدی، بررسی انواع مخلوط ها و نیز ارزیابی آنها می باشد. در خاتمه بطور مختصر اصول نمونه برداری و نحوه انتخاب مخلوط کن مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
    کلیدواژگان: اختلاط جامدات، جدایش ذرات، مکانیزم اختلاط، جامدات، شاخص های اختلاط، مخلوط کن های سیستم جامد
  • سعیده ناصح، علی محبی، امیر صرافی صفحه 15
    شوینده های ونتوری یکی از موثرترین دستگاه های کنترل آلودگی هوا بشمار می روند. یکی از مشکلات این نوع شوینده ها افت فشار بالا می باشد. بنابراین کاهش این افت فشار می تواند در گسترش به کارگیری این دستگاه ها موثر واقع شود. در این راه داشتن مدلی که با دقت کافی بتواند افت فشار را پیش بینی کند ضروری است. مدل های مختلفی برای محاسبه افت فشار در شوینده های ونتوری ارائه شده است، از جمله مدل ویسواناتان که بر مبنای جریان های دوفازی حلقوی می باشد. جریان های دوفازی حلقوی شامل جریان یک لایه فیلم مایع روی دیواره دستگاه و یک جریان گاز محتوی قطرات مایع در مرکز می باشد. به دلیل شباهت جریان های دوفازی حلقوی با جریان گاز و قطرات در شوینده های ونتوری این مدل می تواند در پیش بینی افت فشار در این دستگاه ها کارایی خوبی داشته باشد. مدل پیشنهاد شده توسط ویسواناتان دارای ابهاماتی است که در این پژوهش سعی در اصلاح مدل ویسواناتان در جهت رفع این ابهامات و افزایش کارایی مدل شده است. توافق بهتر نتایج مدل پیشنهادی با داده های تجربی نشان دهنده قابلیت این مدل در پیش بینی افت فشار در شوینده های ونتوری می باشد.
    کلیدواژگان: افت فشار، شوینده ونتوری، مدلسازی، جریان های دوفازی حلقوی، آلودگی هوا
  • شهریار عصفوری صفحه 28
    میسل های معکوس سامانه هایی با ابعاد نانومتری بوده که در فرایندهای متفاوتی از جمله فرایندهای جداسازی و سینتیکی کاربرد دارند. همچنین از یان نانوسامانه ها می توان برای مدل سازی برخی از فرایندهای غشاء های زیستی در محیط خارج از بدن نیز استفاده نمود. در این تحقیق نانو کپسوله سازی ماکرومولکول DNA در محلول میسلی معکوس آنیونی AOT و بر همکنش میان این ماکرومولکول بر میسل معکوس مورد بررسی قرار گرفت. برای این مقصود از طیف UV برای اثبات فرایند انحلال نانوکپسوله سازی، و از طیف سیرکولاردیکرویزم برای بررسی برهمکنش ایجاد شده استفاده گردید. نتایج آزمایشگاهی نشان دهنده قاطعیت استفاده از نانوسامانه های میسلی معکوس برای نانوکپسوله سازی این ماکرومولکول و همچنین فرایند تراکم مولکولی می باشند.
    کلیدواژگان: میسل معکوس، نانوکپسوله سازی، تراکم، سیر کولاردیکرویزم، DNA
  • ابوالفضل شکوری، سیدغلامرضا اعتماد، تورج توکلی صفحه 34
    این تحقیق، گزارشی است از وضعیت کنونی انرژی های خورشیدی در دنیا و راه کارهایی که نانوفناوری در این عرصه جهت افزایش عرصه جهت افزایش راندمان ایجاد کرده است. به سبب افزایش قیمت و بی ثباتی بازار سوخت های فسیلی هم اکنون تحقیقات وسیعی در دنیا بر روی انرژی های جایگزین در حال انجام است. انرژی خورشیدی یکی از این منابع جایگزین است که در بسیاری از نقاط دنیا قابل حصول است، بنابراین همیشه مورد بررسی و تحقیق پژوهشگران بوده است. مشکلاتی که در راه استفاده از این انرژی وجود دارد عبارتند از: راندمان پایین پیل های خورشیدی و هزینه بالای تولید آنها. تحقیقات اخیر نشان داده است که استفاده از نانوذرات در تولید پیل های خورشیدی قادر به بهبود این وضعیت است. این گزارش به فعالیت های اساسی در زمینه کاربرد نانوفناوری در تولید و بهینه سازی پیل های خورشیدی پرداخته است.
    کلیدواژگان: انرژی تجدیدپذیر، نانوفناوری، پیل خورشیدی، نانوذره
  • حنانه رسولی کناری، محمدحسین صراف زاده *، محمدرضا مهرنیا، زینب صالحی صفحه 42

    اخیرا روش های زیستی متنوعی برای حذف نیتروژن از پساب ها توسعه پیدا کرده است. فرایندهای سنتی حذف نیتروژن شامل دو مرحله مجزای نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون می باشد. ابتدا آمونیوم به نیتریت و سپس نیتریت به نیترات تبدیل می شود و در مرحله دنیتریفیکاسیون نیترات به نیتریت و در پی آن نیتریت به گاز نیتروژن تبدیل می گردد. حضور میکروارگانیسم های اتوتروف و هتروتروف متفاوت در این دو مرحله و همچنین نیاز به شرایط متفاوت هوازی و بی هوازی استفاده از دو راکتور جداگانه را در فرایند متعارف حذف نیتروژن الزامی می نماید که هر راکتور شاملی یک کلاریفایر مستقل است، اما فرایندهای جدید عموما مبتنی بر یک مرحله نیتریفیکاسیون جزئی تا نیتریت و در ترکیب با اکسیداسیون بی هوازی آمونیوم می باشد که موجب کاهش نیاز به اکسیژن و منبع کربن می شود همچنین بعضی از این فرایندها تک راکتوری هستند که باعث می شود هزینه ها کاهش یابد و نیز فضای کمتری اشغال گردد و لجن کمتری نیز تولید می شود. از این فرایندهای جدید می توان فرایندهای کانون، شارون، انوماکس و انوماکس - شارون را نام برد. در این مقاله ابتدا روش های گوناگون حذف نیتروژن معرفی می گردد و در انتها این روش ها از لحاظ تولید گاز N2O، نیازی به کنترل pH، غلظت اکسیژن، نیاز به منبع کربنی، تولید لجن، درصد حذف نیتروژن و شرایط اقتصادی مقایسه می شوند.

    کلیدواژگان: پساب، تصفیه زیستی، نیتریفیکاسیون، دنیتریفیکایون، حذف مواد مغذی، فرایند شارون، فرایند آنوماکس، فرایند کانون
  • مریم رنجبر صفحه 54
    فلز کادمیم اولین بار در سال 1817 از معادن روی توسط دانشمند آلمانی به نام استرودمیر کشف شد. مقدار این فلز در پوسته زمین 08/0 تا 5/0 ppm است. به طور کلی تولید کادمیم یا از معدن (کادمیم اولیه) یا از بازیافت کادمیم مستعمل در صنایع مختلف باتری، آلیاژ و گرد و غبار تولید شده در طی عملیات کوره های قوس الکتریک در کارخانجات استیل (کادمیم ثانویه) انجام میگیرد. از آنجایی که وجود این فلز برای موجودات زنده بسیار سمی و زیان آور است و ضایعات آن به شدت آلوده کننده محیط زیست می باشد، و از طرفی صنایع مصرف کننده کادمیم رو به رشد می باشند، بازیافت آن ضروری به نظر می رسد. در این کار تحقیقاتی، منابع و ذخایر کادمیم تولید و مصرف آن در جهان و کاربردهای آن در صنایع مختلف باتری، رنگدانه، آبکاری، پلاستیک ها و مواد سنتزی و آلیاژها مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین روش های مختلف استحصال کادمیم شامل پسمانده های کارخانجات هیدرومتالورژیکی تولید روی، استفاده از گرد وغبارات حاوی کادمیم، استفاده از میکروارگانیسم ها و روش های استخراج با عمل لیچینگ و استخراج با حلال مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. در نهایت، روش استخراج با حلال برای جداسازی انتخابی نیکل، کادمیم و روی به عنوان بهترین روش استحصال کادمیم پیشنهاد شده است.
    کلیدواژگان: کادمیم، لیچینگ، استخراج با حلال، استحصال
  • ابوالفضل حاجی پور، محسن نصرتی، اسماعیل فاتحی فر صفحه 67
    در یان مقاله تصفیه پساب ها به صورت ترموفیل مورد بررسی قرار گرفته است. بیشتر فرایندهای ترموفیل در مقیاس آزمایشگاهی و پایلوت مورد مطالعه قرار گرفته اند و در مقیاس های بزرگ این فرایندها نادر هستند. مزایای این روش شامل سرعت های تجزیه بیولوژیکی سریع، تولید کم لجن، قابلیت تحمل سرعت های بار آلودگی بالا و غیر فعال کردن ارگانیزم های بیماری زا می باشد. سرعت های مصرف سوبسترا در سیستم های ترموفیل در مطالعاتی که انجام شده حدود سه تا ده برابر سرعت های آن تحت شرایط مزوفیل می باشد. مقادیر تولید لجنی که گزارش شده است نیز حدود 3kg SS/kg COD یم باشد که کمتر از تولید آن در شرایط مزوفیل می باشد. همچنین قدرت تحمل سرعت های بار آنها حدود 30-180 kg COD/m گزارش دشه است. فرایندهای ترموفیل به دلیل سرعت های تجزیه بیولوژیکی بالا و تولید کم لجن برای تصفیه پساب های بسیار غلیظ مناسب می باشند، اما باکتری های ترموفیل با وجود داشتن مزایایی که گفته شد، همانطوری که محققان گزارش کرده اند در تشکیل فلوک (لخته) مانند خاصیت آبگریزی آنها، دچار ضعف می باشند. بنابراین هنوز تحقیقات بیشتری در مورد فرایندهای ترموفیل و مشخص کردن شرایط بهینه آنها نیاز است و همچنین تعیین بهترین روش برای اصلاح سیستم مصرف اکسیژن این فرایند ضروری می باشد.
    کلیدواژگان: تصفیه زیستی، هوازی، ترموفیل، پساب های بسیار غلیظ
  • معرفی، اخبار و گزارش ها
  • صفحه 83
  • صفحه 92
|
  • K. Shayesteh, J. S. Moghaddas Page 3
    The target of solids mixing is to obtain a product with acceptable quality or to control rates of heat transfer, mass transfer and chemical reaction. First, the part of this review paper is to introduce the role of solids mixing in industries. Second, mechanisms of solids mixing are investigated, and then segregation phenomenon which determines a satisfactory mixing is briefly discussed. In the next section, types and quality of mixtures are investigated. Finally, the principles of sampling and selection of mixers are briefly investigated.
  • S. Nasseh, A. Mohebbi, A. Sarrafi Page 15
    Venturi scrubber is one of the most effective devices controlling the air pollution. High pressure drop in these devices is one of the problems affecting their efficiency. So it is necessary to develop a model to predict pressure drop in venturi scrubbers accurately. There are many models for this purpose. The model of Viswanathan is based on annular two phase flow. This is a flow pattern that includes a flow of liquid film layer on the walls and a flow of gas and liquid drops in the core. Due to similarities between annular two phase flow pattern and the flow of gas and drops in venturi scrubber, this model can predict pressure drop in these devices effectively. Unfortunately there are some ambiguities in the model proposed by Viswanathan. In the present work it is tried to modify this model to remove its ambiguities and improve it. Good agreement between results of the proposed model with experimental data shows the ability of this model to predict pressure drop in venturi scrubbers.
  • S. Osfouri Page 28
    Reverse micelles are nano-size systems were used in different processes such as, separations and kinetics. Also, these systems are suitable for modeling of bio-membrane processes in laboratory, invivo conditions. In this study, the nano-encapsulation of DNA macromolecule in an anionic reverse micellar system, AOT, and interaction between species were investigated. For this purpose, the UV and circular dichroism spectra were used to show DNA solubilization, nano-encapsulation, and interaction between entrapped DNA and reverse micelles, respectively. The experimental results showed the capability of anionic reverse micellar system for DNA nano-encapsulation and molecular condensation.
  • A. Shakouri, S. G. Etemad, T. Tavakoli Page 34
    This research is a report on nowadays situation of solar energy in the world and methods which nanotechnology could increase the efficiency of solar cells. Because of increasing price and instability in fuels market, researches have been developed about replacement energies. Solar energy is one of these replacement sources, that is reachable in most of the world. so it always have been in survey and research via scientists. Problems in the using of this kind of energy are including: low efficiency of solar cells and their expensive costs. Recent researches showed that using of nanoparticles in solar cells manufacturing can improve this situation. This review explains the basic activities to usage of nanotechnology in production and improvement of solar cells.
  • H. R. Kenari, M. H. Sarrafzadeh, M. R. Mehrnia, Z. Salehi Page 42

    Recently, several new processes for nitrogen removal have been developed. Conventional microbial nitrogen removal includes two separate steps of nitrification and denitrification. In the nitrification step, the conversion of NH4+ to NO2- and further to NO3- will be happened and in the denitrification step nitrate will be converted to gaseous nitrogen with nitrite as intermediate component. The presence of different autotrophic and heterotrophic microorganisms in these two steps and different aerobic and anaerobic conditions needed for nitrification and denitrification, make require the use of two separate reactors with independent clarifier. The new processes are based on partial nitrification of ammonium to nitrite combined with anaerobic ammonium oxidation that decreases the carbon source and oxygen demand. Some of these processes include the single reactor that decrease the costs, needs lesser space and produce lesser sludge. Among these new processes, we can mention system for high ammonia removal over nitrite (SHARON), the anaerobic ammonium oxidation (ANAMMOX) process, the completely autographic nitrogen removal over nitrite (CANON) process, and the combined ANAMMOX- SHARON. In this paper, different biological nitrogen removal methods have been presented and a comparison has been made with the criteria such as N2O production, needs of pH control, dissolved oxygen concentration, chemical oxygen demand, sludge production, percentage of nitrogen removal and economical conditions.

  • M. Ranjbar Page 54
    The cadmium element was discovered by Strodmeyer from Germany in1817. Its concentration in the earth crust is about 0.08 to 0.5 ppm. The cadmium atom and its compounds are very toxic and poisonous through inhalation and ingestion. In spite of its toxicity, its uses in different industries have been developed so the production and recovery of it seems extremely necessary. In this paper we discussed the primary and secondary cadmium resources and different methods for production and recovery of it. Also its application in different industries such as battery, electroplating, pigments, synthetic chemicals and ceramic was mentioned. Production of cadmium from hydrometallurgical zinc residue, dusts containing cadmium, bacterial methods, leaching, non- solvent extraction, and solvent extraction methods, was studied. Finally solvent extraction methods for selective extraction of cadmium, nickel, and zinc were proposed as the best method.
  • A. Hajipour, M. Nosrat, E. Fatehifar Page 67
    Wastewater treatment using Thermophilic aerobic method was reviewed in this article. Most of thermophilic processes have been studied in laboratory or pilot scale, while full-scale applications are rare. The thermophilic aerobic treatment includes advantages like fast biodegradation rates, low sludge production yield, resistance against high organic loading rates, and effective inactivation of pathogenic microorganism. Substrate utilization rates, reported in the literatures are 3-10 times greater than that observed with analogous mesophilic processes. Sludge production values reported under thermophilic condition is less than 0.3 Kg SS/Kg CODremoved, which is lower than generally obtained in mesophilic processes. Also the stability against high loading rates in thermophilic processes is reported 30–180 Kg COD/m3.d which is obviously more than those of mesophilic treatments. Thermophilic aerobic process is particularly advantageous for the treatment of high-strength wastewaters because of fast biodegradation rates and low sludge yields. However, despite of above-mentioned advantages, many researchers have reported poor bacterial flock formation as well as weak sludge dewaterability for thermophiles. Therefore, further work on thermophilic aerobic processes is still needed to identify optimum operating conditions, and determine the best method to accommodate the oxygen uptake rates of these systems.