فهرست مطالب

مهندسی شیمی ایران - پیاپی 41 (امرداد و شهریور 1388)

دوماهنامه مهندسی شیمی ایران
پیاپی 41 (امرداد و شهریور 1388)

  • بهای روی جلد: 20,000ريال
  • تاریخ انتشار: 1388/06/25
  • تعداد عناوین: 10
|
  • سرمقاله
  • مقالات
  • وحیده عابدی، محمدرضا مقبلی * صفحه 3

    ریزپوشینه سازی1 (میکرو کپسولاسیون) فرایندی است که در آن ذرات یا قطرات و حباب های ریز پراکنده در یک زمینه بوسیله پوششی از جنس پلیمر و یا سایر مواد آلی و معدنی احاطه می شوند. مواد داخل پوشش را هسته یا فاز داخلی، و پوشش را پوسته یا غشاء می نامند. در بیشتر موارد انواع مواد غذایی، دارویی، مواد معطر، سموم کشاورزی و...، بخش هسته ریزپوشینه را تشکیل می دهند. پوسته ریزپوشینه ها اغلب از مواد پلیمری، به صورت طبیعی یا مصنوعی، تشکیل می شود که نوع آن به جنس ماده هسته، روش تهیه و خصوصیات و کاربرد مواد مورد نظر بستگی دارد. در اغلب موارد، هدف از بکارگیری ریزپوشینه، رها سازی کنترل شده ماده هسته با زمان و تثبیت غلظت ماده فعال هسته در محیط مصرف مدنظر می باشد. برای تهیه ریزپوشینه ها از دو روش شیمیایی و فیزیکی استفاده می شود، روش های شیمیایی اغلب جهت ریزپوشینه سازی مواد فعال شیمیایی مورد استفاده می باشند. همچنین، از روش های فیزیکی اغلب جهت ریز پوشینه سازی مواد دارویی و غذایی و موادی که در ارتباط مستقیم با موجودات زنده می باشند استفاده می شود. کاهش مصرف حلال های آلی و کنترل دمای عملیاتی از مهمترین ویژگی های روش های فیزیکی می باشند، که در این میان، روش ریزپوشینه سازی در شرایط فوق بحرانی، مناسب ترین روش جهت صنایع دارویی و غذایی محسوب می شود.

    کلیدواژگان: ریزپوشینه، رهایش، جدایی فازی، پلیمریزاسیون در فصل مشترک، پلیمریزاسیون درجا، پوشاننده بستر سیال، افشانگر، پاشنده، سیال فوق بحرانی
  • بابک قنبرزاده، الهامه رزمی راد، هادی الماسی، یونس زاهدی صفحه 20
    پروتئین ها یکی از انواع رایج زیست پلیمرهای زیست تخریب پذیر خوراکی می باشند. پروتئین های آب پنیر، بخشی از پروتئین های شیر هستند. یکی از کاربردهای بالقوه این پروتئین ها تولید فیلم ها و پوشش های خوراکی است. در این مقاله مروری، خواص کاربردی فیلم های حاصل از پروتئین های آب پنیری شامل بازدارندگی در برابر بخار آب و اکسیژن، خواص مکانیکی، خواص حرارتی و حسی مورد بررسی قرار گرفته است. بازدارندگی در برابر بخار آب از نظر جلوگیری از مهاجرت رطوبت از هوا و اجزای غذایی مختلف، بازدارندگی در برابر اکسیژن از نظر جلوگیری از واکنش های اکسیدکننده و تنفس مواد غذایی تازه و خواص مکانیکی از دیدگاه حفاظت مواد غذایی در برابر تنش های مکانیکی مهم می باشند. وارد کردن مواد مختلف نظیر لیپیدها و نرمسازها در فرمولاسیون این فیلم ها تاثیر زیادی بر خواص این فیلم ها دارد که در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته اند.
    کلیدواژگان: پروتئین آب پنیر، فیلم خوراکی، خواص مکانیکی، نفوذپذیری، خواص حرارتی
  • منصور شیروانی، مرتضی یونسی، منصوره اسماعیلی صفحه 32
    تاخیر زمانی یک مسئله مهم در کنترل فرآیندها به شمار می رود که باعث کاهش کیفیت کنترل و ناپایداری سیستمهای کنترلی می شود. در سال 1957 اسمیت روشی را برای خارج نمودن تاخیر زمانی از حلقه کنترل ارائه نمود که در ابتدا بسیار مورد توجه قرار گرفت. در این مقاله سعی شده است با استفاده از تابع انتقال حلقه باز سیستم های کنترل دارای جبران کننده تاخیر زمانی اسمیت، رفتار دینامیکی این گونه سیستم ها مورد بررسی قرار گیرد و حالتهایی که منجر به ایجاد حالت دینامیکی فاز محدود یا حالت دینامیکی فاز نامحدود می شوند، بررسی شوند تا بتوان مسائل پایداری یا ناپایداری اینگونه سیستم ها را بهتر مشخص کرد. به عبارت دیگر در این مقاله بیان می شود که سیستم های کنترلی دارای تاخیر زمانی نیز می توانند تحت شرایطی که بهره (Gain) قسمت بدون تاخیر زمانی بزرگتر از بهره قسمت دارای تاخیر زمانی باشد دارای رفتار مینیمم فاز باشند.
    کلیدواژگان: جبران گر تاخیر زمانی اسمیت، رفتار دینامیکی فاز محدود، رفتار دینامیکی فاز نامحدود، تاخیر زمانی
  • حمیدرضا عظیمی، مصطفی رضایی، مجید جمالی، علی چرچی صفحه 45
    در این مقاله، در زمینه سینتیک تخریب حرارتی (پیرولیز) پلیمرها بررسی و تحیلیل کلی صورت گرفته و سپس، درباره پیرولیز حرارتی پلی استایرن و پلی متیل متا کریلات، به عنوان دو پلیمر ترموپلاستیک (گرمانرم)، مطالعه موردی انجام شده است. اساس انجام محاسبات سینتیکی آنالیز گرماوزن سنجی است که در کنار روش های مختلف به منظور مطالعات سینتیکی مورد استفاده قرار می گیرد. از طریق روش های متنوع مانند؛ روش فلین-وال-ازاوا، روش فریدمن، روش کیسینجر و روش کوتس-ردفرن ارزیابی و محاسبه پارامترهای سه گانه سینتیکی صورت گرفته و مدل مناسب سینتیکی برحسب درصد تبدیل برای هر دو نوع پلیمر پیشنهاد شده و در نهایت، منحنی های شبیه سازی شده با منحنی های آزمایشی مقایسه گردیده است. مطالعات انجام شده در زمینه تخریب حرارتی پلی استایرن نشان می دهد که مکانیسم غالب پذیرفته شده گسست تصادفی زنجیر با مقدار کمی باز شدن و انتقال درون مولکولی می باشد. تخریب حرارتی پلی متیل متاکریلات نیز در چند مرحله کاهش وزن؛ پیشرفت می کند؛ بطوریکه ناپایدارترین مرحله با گسست پیوند های سر به سر آغاز می شود.
    کلیدواژگان: پیرولیز، سینتیک تخریب حرارتی، گسست تصادفی، پلی استایرن، پلی متیل متاکریلات
  • حسین ابوالقاسمی، مریم ظاهری*، محمد قنادی مراغه، پریسا ظاهری صفحه 59

    فرآیند استخراج با حلال به دلیل کاربرد فراوان در صنایع مهندسی همواره مورد توجه محققان بوده است. فرایند استخراج با حلال در دستگاه های مختلفی از قبیل ستونهای پر شده، ضربه ای، RDC، میکسر ستلر1 و... انجام می شود. به طور کلی بررسی پارامترهای موثر بر میزان انتقال جرم در فرایندهای استخراج، بسیار حائز اهمیت است. یکی از پارامترهای اصلی تاثیرگذار بر میزان انتقال جرم وجداسازی، اندازه قطرات است که اندازه گیری آن بسیار مهم می باشد. بنابراین بررسی عوامل موثر بر اندازه قطرات بسیار حائز اهمیت است. در این مقاله عوامل عملیاتی موثر بر اندازه قطرات از جمله سرعت همزن، هندسه پره و موقعیت آن، کسر حجمی فاز پراکنده2، فعال کننده سطحی3 در دستگاه هایی که شامل همزن هستند، مورد بررسی قرار گرفته اند.

    کلیدواژگان: اندازه قطره، سرعت همزن، هندسه پره، کسر حجمی فاز پراکنده، فعال کننده سطحی
  • محمد آقابیگی، ظهراب دستخوان، محمد کمال قاسم العسکری صفحه 70
    مکان چاه ها، فاصله چاه ها، نحوه ی قرار گرفتن و تعداد آنها عامل مهمی در میزان برداشت نفت یا گاز در یک میدان در یک بازه زمانی معین است. تعیین مکان حفر چاه های جدید به عوامل پیچیده ی متعددی بستگی دارد. برخی از این متغیرها علاوه بر تنوع و پیچیدگی، به زمان و فرآیند تولید وابسته اند و عدم قطعیت های فراوانی نیز دارند. از طرفی بین اکثر آن ها رابطه ی مشخصی وجود ندارد و نمی توان برهمکنش های آن ها را در قالب یک رابطه ریاضی بیان کرد.
    تنها مدل های عددی قادر هستند که تمام برهمکنش های متغیرهای موثر در مساله را در نظر بگیرند. بنابراین یک روش برای تعیین بهترین فاصله و مکان حفر چاه ها، استفاده از شبیه سازهای عددی مخزن است. این روش اگرچه دقیق است، ولی از نظر عملی، غیر ممکن است زیرا باید تعداد بیشماری حالت و مکان قرارگرفتن چاه ها در یک مخزن بررسی شوند. بنابراین در تعیین مکان بهینه ی چاه به یک ابزار بهینه سازی نیاز است.
    در این مقاله، الگوریتم ژنتیک به عنوان ابزاری برای بهینه سازی مکان چاه ها مورد بررسی قرار گرفته است. الگوریتم ژنتیک در قالب یک نرم افزار نوشته شده است که می تواند فایل های مدل را برای شبیه ساز Eclipse تهیه کند. در این مقاله نشان داده شده است که اگر الگوریتم ژنتیک به خوبی برای مساله ی مورد نظر تنظیم شود، تعداد شبیه سازی های لازم را به میزان قابل توجهی کم می کند.
    کلیدواژگان: مکان بهینه ی چاه، الگوریتم ژنتیک، شبیه ساز عددی مخزن
  • ناصر تیموری خانه سری صفحه 80
    نزول کیفیت تدریجی نفت در مخازن در اثر تولید و یا بعبارتی کاهش و محدودیت نفت متعارف، لزوم تامین تقاضای فزاینده برای نفت خام نیمه سنگین و سنگین بعنوان منبع برتر انرژی بویژه در دهه های آینده، چه در سطح ملی (کشور پهناور اسلامی ایران) و چه در سطح بین المللی، علاوه بر آنکه لزوم استفاده از روش های موثر تولید نفت از مخازن را ایجاب میکند بکارگیری و توسعه روش های کارآمدتر انتقال نفت خام سنگین توسط خطوط لوله را نیز می طلبد. در این مقاله روش های انتقال خط لوله ای نفت خام سنگین هم از لحاظ قابلیت های فنی و هم از لحاظ جذابیت های اقتصادی بعنوان یک روند استراتژیک بررسی می شود و لزوم و چگونگی توسعه روش مطلوب بویژه در آینده مورد بحث قرار میگیرد. مقاله حاضر ضمن تاکید بر اهمیت و ضرورت انتقال خط لوله ای نفت سنگین نخست به توصیف فنی روش های انتقال از هر دو جنبه نظری و عملیاتی می پردازد و سپس توجه و بحث و راهکارها را بر روی توانمندی های فنی- اقتصادی روش ها و چالش های پیش رو در جهت توسعه هر چه بیشتر آنها به منظور تامین نیازهای مبرم آتی در هر دو سطح ملی و بین المللی متمرکز می کند.
    کلیدواژگان: نفت خام سنگین، ویسکوزیته، گراویته ویژه، اسفالتین، رقیق سازی، بهسازی، امولسیون، جریان حلقه وار مغزه
  • صفحه 94
  • صفحه 97
|
  • V. Abedi, M. R. Moghbeli Page 3

    Microencapsulation is a process in which solid particles or droplets of liquids and gas bubbles are engulfed by a polymeric thin film or by a coat of inorganic materials. The material inside of a film and the film are so-called core and shell membrane, respectively. Many kinds of microcapsules are extensively used to encapsulate the foods, pharmaceuticals, perfumes, pigments, pesticide and insecticide, catalysts, and enzymes. The shell of microcapsules are often made from a variety of natural or synthetic polymers, depending on the kind of core agent, method of manufacture, and application and desired characteristics in microcapsules. Often, the target of applied microcapsule is controlled timed release and sustained release of core material into consumption medium. The aim of this study is to evaluate the kinds of methods used to prepare polymeric microcapsules. These methods are divided into two main categories: chemical methods and physical methods. Chemical methods have most been used to microencapsulate the chemical active agents. Physical methods have been applied to prepare microcapsules containing medicinal and alimentary materials which are directly connected to the life. The important advantages of the physical methods compared to the chemical ones are to minimize using organic solvents and to control processing temperature; hence using supercritical fluid method in between is the best suitable method which can be used in medicinal and food industries.

  • B. Ghanbarzadeh, E. Razmi Rad, H. Almasi, Y. Zahedi Page 20
    Proteins are major class of edible biodegradable biopolymers. Whey protein is one of the important protein sources. One of the potential uses of this protein is for production of biodegradable films and coatings. edible, biodegradable films and coatings, by acting as barriers to control the transfer of moisture, oxygen, carbon dioxide, lipids, and flavor compounds, can prevent quality deterioration and increase the shelf life of the food products. In addition, edible films or coatings may provide mechanical integrity and improve the handling characteristics of the food. They can be effective carriers of many functional ingredients, such as antimicrobial agents to improve safety and stability of foods, antioxidants to prevent lipid oxidation, and flavorings and pigments to improve quality of foods. in this manuscript, physico chemical properties of these films (including water vapor and oxygen barrier properties, mechanical, thermal and thermomechanical properties) were investigated.
  • M. Shirvani, M. Younesi, M. Esmaeli Page 32
    The problem of Time-Delay or Dead Time (DT) in control systems is an old problem which is of primary importance in process control as well. It is known as one of the main effects in attenuating the performance of control systems. The first proposed solution for this problem was the Smith predictor in 1957. It was based on the idea of removing the time-delay from the characteristic equation of the control loop, which seemed to be very attractive at the first. In this paper the dynamic behavior of the open loop transfer function of control systems with Smith dead-time compensator were investigated. The various cases resulting to limited or non-limited phase behavior were discussed. In this way the stability characteristics of such systems were discussed and revealed that it is possible to make the behavior of the closed loop system to trace the behavior of the minimum phase term available in the open loop transfer function of the system for improving the performance of the control loop.
  • H. R. Azimi, M. Rezaei, M. Jamali, A. Charchi Page 45
    In this work, the thermal degradation (pyrolysis) kinetic of polymers was studied. Attention was focused on the thermal pyrolysis of polymethylmethacrylate (PMMA) and polystyrene (PS) as two thermoplastic polymers. Thermogravimetric (TG) analysis is a basic method for kinetic analysis calculations. Different analytical methods such as Flynn-Wall-Ozawa, Friedman, Kissinger and Coats-Redfern were used to determine the triplet kinetic parameters. Consequently the best kinetics model for two polymers was proposed and the simulated kinetics curves based on the determined kinetics parameters were compared to the experimental TG curves. Investigation on thermal degradation of polystyrene shows that random chain scission, unzipping and intermolecular transition reactions are the most dominant mechanisms. Thermal degradation of PMMA progresses at different steps in which the most unstable step, initiates with head to head bounds cleavage.
  • H. Abolghasemi, M. Zaheri, M. Ghanadi Maragheh, P. Zaheri Page 59

    From the view point of industrial engineering, solvent extraction process because of many of its applications has been interested by a lot of researchers. Solvent extraction process is carried out in various equipments, such as packed column, pulse column, RDC, mixer settler and etc. Generally the study of effective parameters on rate of mass transfer in the extraction processes are very important. One of important effective parameters on mass transfer and separation is drop size and its measurement is very important. Therefore investigation of various parameters on drop size is very important. In this paper the effective operational parameters on drop size such as impeller speed, impeller geometry and its location, hold up, surfactants are investigated in agitated vessels.

  • M. Aghabeigi, Z. Dastkhan, M. K. Ghassem Alaskari Page 70
    Location, distance, placement, and number of wells are important factors in ultimate recovery from an oil or gas reservoir during a specific time interval. Well placement for new wells depends on numerous complex variables. Some of such variables are functions of time and hydrocarbon production. In addition, they are associated with large uncertainties and cannot be expressed by mathematical relations.Among all tools, numerical models can consider all interactions and dependencies of variables of the problem, therefore the best approach for calculation of well placement is numerical reservoir simulators. Although full-scale numerical simulator is the most accurate tool, but direct use of simulator is practically infeasible because the number of required simulation runs is very large. As an alternative, an optimization tool is required to be combined with numerical simulator.In this work, Genetic Algorithm (GA) has been used and investigated for optimization of well placement. A software was written for this purpose and Genetic Algorithm was embedded in it. The software can generate input model files for Eclipse reservoir simulator. We found that, if Genetic Algorithm is tuned carefully for desired problem, it will significantly reduce the number of required simulation runs.
  • N. Teymourei Khanesary Page 80
    The satisfaction of increasing future energy demands necessitates not only the production of heavy oil from reservoirs, but also requires the use and development of reliable and promising methods of pipeline transportation of heavy crude oil. This article examines various methods of crude oil transportation by pipeline (heating, dilution, oil- in- water emulsion, upgrading and core annular flow), describing their potentiality from both technical and economical views. This paper focuses on the technical solution and possible improvement on them underlying ongoing technological challenges in this regard. This paper also overviews the pipeline transportation of heavy crude oil as a need for Middle-Eastern oil-producing countries including the Islamic Republic of Iran on its routes towards progress, specifically in the future situation.