فهرست مطالب

علوم و مهندسی جداسازی - سال دوم شماره 1 (پیاپی 3، 1389)
  • سال دوم شماره 1 (پیاپی 3، 1389)
  • تاریخ انتشار: 1389/08/30
  • تعداد عناوین: 9
|
  • سعید شیرازیان، اعظم مرجانی، عبدالرضا مقدسی، صادق مرادی صفحه 1
    در این مقاله به بررسی شبیه سازی عددی فرآیند جداسازی مایعات در تماس دهنده های غشائی الیاف توخالی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی پرداخته شده است. شبیه سازی های انجام شده بر مبنای حل معادلات بقا برای جزء منتقل شونده در تماس دهنده غشائی می باشد. شبیه سازی برای فرآیند جداسازی کافئین از آب توسط دی اکسیدکربن زیر بحرانی در یک مدول غشائی 3 الیافی انجام گرفت. نتایج شبیه سازی با داده های آزمایشگاهی بدست آمده از مراجع مقایسه شدند تا دقت شبیه سازی بررسی شود. مقادیر محاسبه شده برای درصد جداسازی کافئین، مقدار انحراف متوسط 13 درصد را با مقادیر آزمایشگاهی نشان داد. اثرات خواص فیزیکی غشاء بر روی میزان جداسازی مورد بررسی قرار گرفت تا شرایط مناسب برای جداسازی تعیین گردد. نتایج شبیه سازی نشان داد که پارامترهای فیزیکی غشاء مانند نسبت تخلخل به پیچش و قطر داخلی الیاف، اثرات قابل توجهی را بر روی درصد جداسازی کافئین دارند.
  • بیتا سلطانی، احمد محب، محسن مهدی پور قاضی صفحه 13
    در این تحقیق جداسازی ترکیب قطبی- غیرقطبی متانول و MTBE در جداسازی متانول از MTBEدر فرایند تولید MTBE توسط جاذب غیر قطبی گرافیت ورقه ورقه بررسی شده است. در آزمایش های جداسازی متانول از MTBE، چهار عامل اصلی شناسایی گردید که دو عامل مربوط به مرحله ساخت جاذب (شامل نسبت اسیدها و دمای بالا عملیات حرارتی) و دو عامل دیگر مربوط به مرحله جذب (شامل نسبت MTBE به متانول در محلول و نسبت جاذب به محلول) بود. برای کاهش تعداد آزمایش ها و بررسی سهم هر یک از این عوامل از روش طراحی آزمایش تاگوچی استفاده شد. با استفاده از کاربرد آرایه متعامد L16 شرایط بهینه برای حذف MTBE از متانول پیش بینی گردید. بر اساس نتایج حاصله این جاذب قادر به جداسازی انتخابی MTBEاز متانول است و در شرایط بهینه 80 درصد از MTBEموجود در محلول، جداسازی می شود.
  • علی احمدی، مهین شفیعی، زهرا منافی، محمد رنجبر صفحه 23
    هدف از این تحقیق، بررسی بیولیچینگ کنسانتره کالکوپیریتی مس سرچشمه با استفاده از کشت مخلوط باکتریهای ترموفیل معتدل اکسید کننده آهن و سولفور است. آزمایشات با استفاده از یک طرح آزمایشی فاکتوریل کامل با لحاظ نمودن تاثیر پارامترهای دما، pH اولیه محیط، نوع محیط کشت و یون نقره بر بازیابی های مس و آهن و همچنین تعداد باکتریها طراحی شدند. در این راستا از دو انکوباتور شیکردار در دور همزدن rpm 150 استفاده و آزمایشات با دانسیته پالپ 10 درصد (وزنی به حجمی) برای مدت 30 روز انجام شدند. با استفاده از روش آنالیز واریانس با نرم افزار Design Expert، مدلهایی بین پارامترهای مورد بررسی و متغیرهای پاسخ توصیف گردید و برای پیش بینی شرایط بهینه به کار گرفته شد. نتایج نشان داد که بیشترین میزان بازیابی مس تحت شرایط بهینه (دمای °C50، pH اولیه 8/1، محیط کشت Norris و حضور کاتالیزور نقره به میزانmg/L 30 حاصل می شود.
  • آبتین عبادی عموقین، حمیدرضا سنایی پور، عبدالرضا مقدسی، علی کارگری صفحه 37
    یک مدل ریاضی دو بعدی با دو رویکرد برای تراوش گاز از یک غشای پلیمری صفحه ای تخت جداساز گاز ارائه شده است. در این مدل انتقال در جهت محوری و شعاعی درون غشاء مدنظر قرار گرفته است. نتایج مدل برای انتقال گاز دی اکسیدکربن، با داده های آزمایشگاهی غشای آلیاژی تهیه شده از آلیاژکاری کوپلیمر اکریلونیتریل-بوتادین-استایرن و پلیمر پلی وینیل استات مقایسه شده است. تراوایی گاز در ترکیب درصدهای مختلف پلیمر و اثر فشار بر تراوایی بررسی شد. پیش بینی های مدل از همخوانی خوبی با داده های آزمایشگاهی برخوردار بودند.
  • جواد رجبی خراسانی، علی اصغر خالقی، فرهاد شهرکی صفحه 49
    همپوشانی دمایی یکی از مواردی است که در جداسازی مواد نفتی همواره مورد توجه می باشد. در این پژوهش به منظور رفع مشکل همپوشانی دمایی منحنی تقطیر محصولات واحدهایی که خوراک آنها مایعات نفتی است و برای جداسازی آنها از برج تقطیر استفاده می شود مکانیسمی ارائه شده است. در این مکانیسم ابتدا واحد مورد مطالعه شبیه سازی و سپس با تعریف یک تابع هدف، بهینه سازی شده و شرایط عملیاتی بهینه بدون مشکل همپوشانی دمایی منحنی تقطیر تعیین می شود. مراحل تعیین تابع بهینه سازی در این مقاله تشریح و شمای کلی این تابع ارائه گردیده است. عملیات بهینه سازی با مکانیسم ارائه شده بر روی یک واحد پالایشگاهی که با این مشکل مواجه می باشد، اجرا شده است و نتایج نشانگر کاهش چشمگیر همپوشانی دمایی بین محصولات جداسازی شده توسط برج تقطیر این واحد و قرار گرفتن آنها در محدوده های مطلوب تعیین شده است. به علاوه با توجه به محاسبات اقتصادی صورت گرفته با اعمال شرایط عملیاتی بهینه رقم قابل توجه 2958486 دلار در سال به سود دهی این واحد افزوده می شود.
  • سید حسین بدیعی، ساسان اطرج، محمد رضا سائری صفحه 65
    در این تحقیق روش های مختلفی جهت فرآوری سرباره کوره های آلومینیوم سازی مورد استفاده قرار گرفته است و با توجه به نتایج، مناسب ترین روش جهت تبدیل سرباره به محصولی مناسب برای کاربرد در صنایع دیرگداز ارایه شده است. نتایج نشان می دهد که مناسب ترین روش جهت فرآوری شامل مراحل: آسیاب، سنگجوری و الک کردن، اسید شوئی و کلسیناسیون در دمای بالاتر از C° 1250 می باشد. روش فرآوری مناسب باعث حذف و یا کاهش قابل ملاحظه فازهایی با نقطه ذوب پایین همانند آلومینیوم از ترکیب سرباره می شود و آن را به ماده ای دیرگداز با قابلیت کارکرد تا دمای C° 1250 تبدیل می کند. موثر بودن این روش توسط آنالیزهای فازی اثبات گردید. در روش فرآوری بکار رفته، علاوه بر حفاظت از محیط زیست سرباره آلومینیوم به یک ماده دیرگداز برای ساخت دیرگدازهای ریختنی عایق تبدیل می شود. همچنین اکسید آلومینیوم نیز بعنوان یک محصول فرعی در روش بکار رفته تهیه می شود.
  • زهره شهریاری، عطا اللهسلطانی گوهرریزی، علی محبی صفحه 75
    در این تحقیق جذب متیلن بلو از محلول آبی بر روی نانولوله های کربنی مورد مطالعه قرار گرفته است. داده های آزمایشگاهی در سه دمای 290، 300 و K310 با مدلهای تعادلی و در دمای K300 با مدل های سینتیکی مطابقت داده شد و مشاهده گردید که داده های تعادلی جذب منطبق بر ایزوترم لانگمویر بوده و سینتیک جذب با معادله سینتیکی شبه درجه دوم مک کی و هو سازگار است. پارامترهای دیگری نظیر زمان تماس، pHمحلول، غلظت اولیه متیلن بلو و مقدار جاذب به عنوان فاکتورهای مؤثر بر جذب بررسی شدند. نود دسته از داده های آزمایشگاهی برای توسعه یک شبکه عصبی بکار گرفته شد. ورودی های شبکه شامل پارامترهای غلظت اولیه محلول، میزان جاذب، pH اولیه محلول، زمان تماس و دما بودند و خروجی شبکه غلظت نهایی متیلن بلو در فاز محلول بوده است. شبکه با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه شده و نتایج آن با داده های آزمایشگاهی مقایسه شد که مطابقت بسیار خوبی مشاهده گردید.
  • سید محسن صفوی، حامد معصومی، سید سعید میریان، محمود تبریزچی صفحه 85
    در این مقاله روشی مناسب، دقیق و سریع برای جداسازی اتوماتیک رزین های پلاستیکی از جریان زباله های پلاستیکی ارائه می شود. در سیستم جداسازی، نمونه های پلاستیکی بر روی نوارنقاله ی جداسازی تغذیه می شوند و هنگام عبور نمونه ها از نزدیکی انتهای نوارنقاله، طیف بازتابشی مادون قرمز نزدیک (NIR) آن ها توسط یک دستگاه طیف سنج سریع گرفته می شود. واحد کنترل، از نمودار طیف، مشتق مرتبه ی دوم می گیرد و با انجام یک سری آنالیزها بر روی آن، جنس نمونه را تشخیص می دهد. سرانجام رزین هدف با جریان هوای فشرده به مکان مناسب پرتاب می شود. بر این اساس، امکان جداسازی رزین های PET، HDPE، PVC، PP و PS به صورت اتوماتیک با نرم افزار LabVIEW فراهم می گردد. دقت این روش بر روی رزین های مختلف نشان داده شده، و تاثیر پارامترهای مختلفی نظیر آلودگی سطحی، ضخامت نمونه، وجود برچسب و درپوش بر روی دقت سیستم شناسایی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج آزمایشات، دقت بالای این روش جدید را تایید کرده اند.
  • حامد غفارزاده زارع، احمد غضنفری مقدم صفحه 105
    در تهیه بیوکمپوزیت ها از الیاف لیگنوسلولزی و ترموپلاستیک ها الیاف را تحت تیمار شیمیایی قرار داده تا خصوصیات آنها بهبود یابد. در این تحقیق الیاف خرما جهت کاهش لیگنین تحت چهار تیمار شیمیایی قرار گرفته و سپس درصد لیگنین خاکستر، ضریب اصطکاک، قطر و استحکام کششی الیاف خام و تیمار شده مورد اندازگیری و مقایسه قرار گرفت. از مدل وایبول برای بررسی توزیع استحکام کششی الیاف خرما و مقایسه آن با الیاف مصنوعی استفاده گردید. نتایج نشان دادند که تیمارهای شیمیایی باعث کاهش لیگنین الیاف بین 20 تا 50 درصد، کاهش خاکستر بین 37 تا 75 درصد و کاهش قطر بین 37 تا 62 درصد گردید. همچنین استحکام کششی الیاف در تیمار های مختلف از 15 تا 60 درصد افزایش داشته است. نتایج توزیع وایبول نشان دادند که توزیع استحکام کششی الیاف خالص سازی شده نسبت به الیاف اولیه همگن تر و یکنواخت تر بود.
|
  • Saeed Shirazian, Azam Marjani, Abdolreza Moghadassi, Sadegh Morad Page 1
    In this work, numerical simulation of liquid separation process through hollow-fiber membrane contactors (HFMCs) using computational fluid dynamics (CFD) is investigated. Simulations are based on solving conservation equations for solute in the membrane contactor. Simulations are performed for separation of caffeine from water by subcritical carbon dioxide in a 3-fiber membrane module. Simulation results were compared with the experimental data reported in literature to evaluate the accuracy of the developed model. The modeling findings showed an average deviation of 13% with the experimental data. Effect of physical parameters of membrane on the separation of caffeine was investigated to obtain optimum conditions. The simulation results revealed that physical parameters of membrane such as porosity to tortuosity ratio and inner diameter of fiber have remarkable influence on the separation efficiency.
  • Bita Soltani, Ahmad Moheb, Mohsen Mehdipour Ghazi Page 13
    In this work, feasibility of using a non polar adsorbent known as exfoliated graphite (EG) for the separation of polar/non-polar mixture of MTBE/MEOH has been studied. In the case of removal of methanol from MTBE, four main effecting parameters were recognized to study their effect on the adsorption capability of EG. Two parameters of high temperature of thermal treatment and nitric acid/sulfuric acid ratio were related to the synthesis process of adsorbent, whereas MTBE/MEOH ratio in the solution and adsorbent to the solution ratio were other factors related to adsorption stage. To decrease the number of required experiments and determining the contribution of each factor, the Taguchi method was used for design of the experiments. By application of L16 orthogonal array, optimum condition for eliminating MTBE was predicted. According to the obtained results, EG was able to eliminate MTBE from MEOH effectively and at optimum condition, the removal percentage of MTBE was 80.
  • Ali Ahmadi, Mahin Schaffie, Zahra Manafi, Mohammad Ranjbar Page 23
    The main objective of this research was to study the bioleaching of Sarcheshmeh chalcopyrite copper concentrate by mixed iron- and sulfur- oxidizing bacteria. Experiments were designed using a full factorial design program. The effects of temperature, pH, nutrient medium and silver ions on the iron and copper recovery from chalcopyrite concentrate as well as on the cell concentration were considered. The experiments were carried out at a pulp density of 10% (w/v) using shake flasks in incubator (150 rpm) for 30 days. Several models have been developed between the target variables and relevant parameters by means of variance analysis using the Design-Expert software. It was found that the maximum copper recovery can be achieved under the following optimum conditions: T= 50°C; initial pH= 1.8; nutrient medium= Norris; silver concentration, 30 mg/L.
  • Abtin Ebadi Amooghin, Hamidreza Sanaeepur, Abdolreza Moghadassi, Ali Kargari Page 37
    A 2D mathematical model with two approaches for unsteady CO2 permeation through a flat sheet polymeric gas separation membrane was developed. This model considered axial and radial transport in the membrane. Modeling results for CO2 transport, were compared with experimental data measured for the acrylonitrile butadiene styrene/poly vinyl acetate blend membrane. Gas permeability in various polymeric compositions and the effect of pressure on permeability are the main objectives of the comparisons. The model predictions were in excellent agreement with the experimental data.
  • Javad Rajabi Khorasani, Ali Asghar Khaleghi, Farhad Shahraki Page 49
    Temperature overlapping is always considered in petroleum rectification. In this study, a mechanism is suggested to remove the temperature overlapping in distillation curve for rectification units which their feeds are liquefied petroleum. In this mechanism, firstly the unit is simulated and then is optimized by defining an objective function. Finally, operating conditions were determined without temperature overlapping in the distillation curve. Steps for defining the objective function are also presented. Optimization of a petroleum refinery by the presented mechanism shows considerable reduction in temperature overlapping of the distilled products and pushing them into appropriate operating range. Furthermore, applying the optimized conditions to the unit will be beneficial by 2958486 $/yr
  • Hossein Badiee, Sasan Otroj, Mohammad Reza Saeri Page 65
    Different methods for recycling aluminum slag have been used and the best method for turning it into refractory material is presented. The results show that the best method for recycling aluminum slag includes; grinding, sorting and sieving, leaching and calcination of aluminum slag at temperature higher than 1250 ºC. By use of a suitable method, low melting point phases such as aluminum in slag composition are decreased or deleted. Efficiency of this procedure is approved by chemical and phase analyzes. Such a procedure for recycling aluminum slag is enables protection of environment together with using slag as refractory material for lightweight castables. Also, aluminum oxide as secondary product of this method can be obtained.
  • Zohre Shahryari, Ataallah Soltani Goharrizi, Ali Mohebbi Page 75
    In this study, adsorption of methylene blue from aqueous solution on carbon nanotubes was investigated. Experimental data at three temperatures of 290, 300 and 310 K were fitted to equilibrium models and at 300K with kinetics models. It was found that the Langmuir isotherm is the best fit with isothermal data and the kinetic data could be successfully fitted by McKay and Ho as a pseudo-second order model. The effects of different experimental parameters, such as contact time, solution pH, initial concentration of methylene blue and dose of adsorbent were investigated as effective parameters. Ninety groups of the experimental data for developing a neural network were used. The inputs data were initial solution concentration, dose of adsorbent, initial pH of the solution, contact time and temperature while the final methylene blue concentration in the solution was the output of the network. Finally, the network was optimized using the genetic algorithm. The results were compared with the experimental data and a very good agreement was observed.
  • Seyed Mohsen Safavi, Hamed Masoumi, Seyed Saeid Mirian, Mahmoud Tabrizchi Page 85
    In this paper, an appropriate, accurate and fast method for automated separation of plastic resins from post consumer plastic wastes is presented. The principle of sorting system operation is based on Near Infrared (NIR) reflectance spectroscopy. In this system, the plastic samples are fed on the sorting conveyor. When the samples are crossing from the near of conveyor end, their NIR reflectance spectrum is taken by a rapid spectrometer device. The control unit takes the second derivative of spectrum graph and then recognizes the sample material by analyzing this graph. Finally the target plastic resin is thrown to proper location by compressed air jet. According to current study, it is possible to separate PET, HDPE, PVC, PP and PS resins automatically by LabVIEW software. The accuracy of this method has been demonstrated for different resins. Also the effect of various parameters such as surface pollution, sample thickness and existence of label and cap has been studied on identification system. Experimental results, have confirmed the high accuracy of this new method.
  • Hamed Ghafarzadeh, Ahmad Ghazanfari Moghaddam Page 105
    During the past two decades the use of lignocelluloses fiber for biocomposite production has been the focus of many investigations. In order to reduce the lignin and hemicelluloses of the crude fibers, the fibers are often treated with different chemicals. The chemical treatments should enhance the physical and mechanical properties of the fibers and increase the adhesive force between the matrix and the biofibers. In this research, NaOH, KOH, and HCl were used in different concentrations for purifying date tree fibers. The percentage of pure fiber, ash content, coefficient of friction, diameter, and the tensile strength of the fiber prepared by different treatments were determined and statistically compared. The Weibull distribution model was used to investigate the variation in tensile strength of the fibers. The results indicated that the purification methods decreased the lignin content between 20 to 50, the ash content from 37 to 75% and the diameter of the fibers between 37 to 62%. The tensile strength of the fibers increased between 15 to 60%. The Weibull analysis of the data indicated that the distribution of tensile strength in purified fibers was more uniform than the untreated fibers.