فهرست مطالب

مهندسی شیمی ایران - پیاپی 59 (بهمن و اسفند 1390)

دوماهنامه مهندسی شیمی ایران
پیاپی 59 (بهمن و اسفند 1390)

  • تاریخ انتشار: 1391/02/10
  • تعداد عناوین: 11
|
  • سرمقاله
  • مقالات
  • امین حسینی کمشوری*، محمد میرزایی، عباس میاهی پور صفحه 4

    این فرایند روشی را برای جلوگیری از تشکیل رسوب بر روی سطح خارجی تجهیزات فرایندی تولید اتانول در کارخانجات تولید الکل از ملاس چغندرقند و به ویژه ملاس نیشکر ارائه می دهد. در این فرایند، ملاس تخمیر شده قبل از ورود به ستون تقطیر تحت عملیات رسوب گیری یا نرم سازی قرار می گیرد. در این عملیات ابتدا pH ملاس تخمیر شده با کربنات سدیم تا حدود 10 تا 5/10 بالا آورده می شود. به عبارت دیگر محلول کربونیزه می شود و سپس دمای محلول به حدود C50 رسانده شده و مقدار مشخصی اتانول به محلول درحال هم خوردن افزوده می گردد. پس از افزایش اتانول، ترکیبات موجود در ملاس بویژه کاتیون های کلسیم و منیزیم کربونیزه شده، سریعا رسوب کرده و ته نشین می شوند. در ادامه فرایند نیز، فازهای رسوبی و مایع تشکیل شده، جداسازی شده و فاز مایع عاری از کاتیون های کلسیم و منیزیم به درون ستون تقطیر فرستاده می شود.

    کلیدواژگان: کربناتی شدن، ستون عریان ساز، رسوب گیری
  • علی اولاد، محمد براتی صفحه 14
    امروزه پیل های سوختی متانول مستقیم به دلایلی از قبیل سازگاری با محیط زیست و بازدهی انرژی نسبتا بالا، به عنوان یکی از مهم ترین منابع انرژی مطرح می باشند. از طرف دیگر معایب این پیل ها نظیر انتخابگری پائین غشاهای مورد استفاده در ساختار این پیل ها و کارایی پایین آنها در محیط های کم رطوبت، کاربرد این پیل ها را محدود کرده و محققین بسیاری را درگیر اصلاح این معایب نموده است. بسپارهای رسانای الکتریکی مثل پلی آنیلین و پلی پیرول جزء موادی هستند که به منظور بهبود ویژگی های غشاء و لایه کاتالیزی پیلهای سوختی به کار گرفته شده اند. تحقیقات نشان داده است که به کارگیری این مواد موجب بهبود خواصی چون نفوذپذیری انتخابی غشاء، بهبود کارایی غشاء در محیط های کم رطوبت، بهبود مقاومت مکانیکی آن و بهبود خواص الکتروشیمیائی لایه کاتالیزی می شود. در این مقاله مطالعات انجام شده در زمینه کاربرد بسپارهای رسانای الکتریکی، مخصوصا پلی آنیلین و پلی پیرول در پیل های سوختی متانول مستقیم و نتایج حاصل از آنها به صورت مروری مورد بررسی قرار می گیرد.
    کلیدواژگان: پیل های سوختی متانول مستقیم، غشای نافیونی، بسپار رسانا، پلی آنیلین، پلی پیرول
  • مهدی قره خانی، محمد قربانی، نسرین رسول نژاد، شاهرخ جبراییلی صفحه 24
    استخراج اولین مرحله اساسی را در تحقیقات گیاهان دارویی تشکیل می دهد و آماده سازی عصاره ها از گیاهان، نقطه شروعی برای جداسازی و خالص سازی اجزای شیمیایی حاضر در گیاهان هستند. روش های مختلف استخراج به طور وسیعی به منظور به دست آوردن چنین ترکیبهای طبیعی با ارزش بررسی شدند. روش های سنتی استخراج، نیاز به صرف زمان طولانی و مقادیر زیادی حلال دارند، بنابراین نیاز به روش های استخراج جدید با مدت استخراج کوتاه تر، مصرف حلال آلی کمتر و ایجاد آلودگی کمتر، افزایش یافته است. روش های استخراج جدید شامل استخراج به کمک فراصوت، استخراج به کمک ریزموج و استخراج با حلال فشرده روش های سریع و موثر برای استخراج ترکیب های موثره از بافت های گیاهی هستند. همچنین بازدهی و کیفیت ترکیبات موثره استخراجی در زمانی که یک روش استخراج انتخاب می شود، باید مورد توجه قرار گیرد.
    کلیدواژگان: ترکیبات موثره، گیاهان دارویی، استخراج، فراصوت، ریزموج، حلال فشرده
  • سید سیاوش مدائنی، لیلا بختیاری صفحه 37
    این مقاله، مروری بر تحقیقات صورت گرفته در زمینه پیش بینی نظری ریخت شناسی غشاهای بسپاری می باشد که با روش تغییر فاز ساخته می شوند. ریخت شناسی غشاء تاثیر بسزایی بر عملکرد آن دارد. از اینرو، علم شناخت ریخت شناسی و آگاهی از ارتباط بین کارآیی و ریخت شناسی بسیار حائز اهمیت است. اگر بتوان با کنترل شرایط محیطی حاکم بر فرایند ساخت غشاء، به ریخت شناسی مورد نظر و در نتیجه کارآیی مورد انتظار از آن رسید، گام بزرگی در این جهت برداشته می شود.
    در این تحقیق، ابتدا مختصری به معرفی فنون مرسوم ساخت غشاء با روش تغییر فاز پرداخته شده، سپس چند نمونه از مقالات در زمینه چگونگی پیش بینی ریخت شناسی غشاء با استفاده از ترسیم دیاگرام فازی، مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به مطالعات انجام شده، جهت پیش بینی دیاگرام فازی سه جزیی، استفاده از نظریه (فلوری – هاگینز) بسیار حائز توجه است که انتهای مقاله به شرح این نظریه اختصاص یافته است.اخیرا، مدل محلول منظم تراکم پذیر نیز به این منظور به کار گرفته شده که به طور مختصر مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: ریخت شناسی، غشاء، پیش بینی، دیاگرام فازی
  • سهیل عابر، حبیب مهری زاده صفحه 47
    اخیرا نانوذرات آهن صفر ظرفیتی (NZVI) به دلیل داشتن خواص الکتریکی، مغناطیسی، نوری و کاتالیزوری منحصربه فرد و نیز داشتن مساحت سطح و فعالیت بالا که به خاطر اندازه کوچک آنها می باشد مورد توجه زیادی بوده اند. توسعه سریع در زمینه نانوفناوری نیز باعث ایجاد حجم بالایی از تحقیقات در مورد استفاده از این نانوذرات در کاربردهای مختلف از جمله کاربرد های زیست محیطی شده است. روش تهیه نانو ذرات، فاکتور تعیین کننده اندازه و ساختار آنها است، محققان روش های مختلفی را برای سنتز NZVI به کار برده اند که در کل به دو دسته فیزیکی و شیمیایی تقسیم بندی می شوند. در این مطالعه مروری بر روش های سنتز نانو ذرات آهن صفر ظرفیتی خواهیم داشت.
    کلیدواژگان: آهن صفر ظرفیتی(ZVI)، نانوفناوری، تهیه نانو ذرات، نانو ذرات فلزی، پایدارسازی نانو ذرات
  • نیما رمضانی، ماشاالله رضاکاظمی، محمدرضا دهقانی * صفحه 55

    آمونیاک از مهم ترین محصولات پتروشیمی می باشد که در سطح گسترده ای در دنیا تولید می شود و نقش عمده ای در تولید سایر محصولات شیمیایی دارد. هیدروژن و نیتروژن خوراک اصلی سنتز آمونیاک می باشند. معمولا هیدروژن از طریق فرایند تبدیل با بخارآب هیدروکربن های سبک (گاز طبیعی) و نیتروژن از هوا به دست می آید. در این مقاله فرایند تولید آمونیاک تحت لیسانس کلاگ، با استفاده از نرم افزار هایسیس در حالت پایا شبیه سازی شده و نتایج آن با داده های واقعی فرایند مقایسه گردیده و گزارش شده است. پس از اطمینان از صحت شبیه سازی شرایط بهینه عملکردی فرایند به منظور افزایش میزان تولید آمونیاک بررسی شده است.

    کلیدواژگان: آمونیاک، کلاگ، شبیه سازی حالت پایا، نرم افزار هایسیس
  • امیر رحیمی، میثم ناظری، آرزو نیک سیر صفحه 62
    هدف از انجام این تحقیق، مدلسازی ریاضی و بررسی پارامتری عملکرد یک خشک کن خورشیدی با تماس غیرمستقیم است. بدین منظور، به کمک قوانین بقای انرژی و جرم و اصول فیزیکی حاکم بر عملکرد این سیستم ها، معادلات حاکم بر بخش جمع کننده خورشیدی و بخش بستر ثابت در حالت عملکرد ناپایا استخراج و به کمک روش های عددی مناسب حل گردید. تاثیر متغیرهای عملیاتی و ساختاری خشک کن خورشیدی بر عملکرد آن به کمک مدل توسعه داده شده بررسی و بازدهی خشک کردن در شرایط مختلف محاسبه گردید. نتایج حاصل از این مدل با انتظارات مرتبط با قوانین بقاء و اصول فیزیکی حاکم بر این سیستم ها به خوبی مطابقت دارد.
    کلیدواژگان: خشک کن خورشیدی، انرژی خورشیدی، مدل سازی ریاضی، جمع کننده خورشیدی
  • حسین صالحی زاده، مهدیه علیخویی، محمد صالحی زاده صفحه 74
    لاکاز آنزیمی از گروه اکسیدازها (اکساینده ها)، مشهور به اکسیداز چند مسی آبی رنگ است که توسط میکروارگانیسم ها به ویژه قارچ ها و گیاهان تولید می شود. لاکاز از اکسیژن مولکولی به عنوان پذیرنده الکترون جهت اکسایش زیستی استفاده می کند در حالیکه در پراکسیداز ها، پراکسید هیدروژن پذیرنده الکترون است. گستره کاربرد این آنزیم طیف وسیعی از فرایندهای شیمیایی و صنایع، نظیر رنگبری در صنعت نساجی، سفید کردن خمیر کاغذ، سمیت زدایی از پساب، پالایش زیستی، صنایع غذایی، تولید مواد آلی از سوبسترای فنولی و آمینی، پیل های سوختی و زیست نانوفناوری را شامل می شود. گرچه قارچ های رشته ای، لاکازها را به میزان زیادی تولید می کنند، ولی تولید لاکاز در مقیاس صنعتی با بازدهی بالا، هنوز با مشکلاتی نظیر رشد غیر قابل کنترل قارچ، ایجاد پلی ساکاریدها در اطراف میسل ها و ترشح ترکیبات خاص مانند پروتئازهای غیر فعال کننده مواجه است. در حال حاضر محققان با یافتن میکروارگانیسم های مناسب و بهبود فرایند تولید و تخلیص لاکاز، درصدد افزایش بازدهی، محصول دهی و کاهش قیمت نهایی لاکاز می باشند. این مقاله مروری بر معرفی لاکاز، خصوصیات، فرایندهای تولید، اثر عوامل مختلف بر پایداری و فعالیت آنزیم و برخی از کاربرد های آن در صنایع متنوع دارد.
    کلیدواژگان: اکساینده، اکسایش زیستی، حسگرهای زیستی، سفید کردن، لاکاز، میکروارگانیسم
  • سوسن خسرویار صفحه 87
    رسوب زدایی تبادلگر در صنایع امری رایج است و تاکنون تلاش های زیادی جهت رفع این مشکل شده است.در این مقاله به بررسی کاهش رسوب در حین کار1 و مزایای آن نسبت به روش حین توقف2 پرداخته شده است. همچنین مشکل کمپرسور هوای واحد آمونیاک در پتروشیمی خراسان که ناشی از رسوب گرفتگی تبادلگر گرمایی مرحله سوم (2143) بود، با استفاده از ماده شیمیایی اسید کلرویدریک 5% و ماده بازدارنده خوردگی3 2/0% به صورت حین کار با جلوگیری از توقف واحد آمونیاک و به همین ترتیب واحد اوره و ملامین رسوب زدایی صورت گرفته است.
    عملیات شستشوی شیمیایی تبادلگر (2143- E) نتایجی چون کاهش لرزش کمپرسور،کاهش دمای هوای خروجی تبادلگر،کاهش دمای آب تبادلگر، افزایش جریان آب خنک کننده و در نهایت، صرفه جویی و کاهش هزینه ها،در بر داشت و با نتیجه مطلوب به پایان رسید.
    کلیدواژگان: شستشوی تبادلگر گرمایی، شستشوی حین کار، کنترل شیمیایی، رسوب زدایی
  • اخبار و گزارش ها
  • صفحه 96
|
  • A. Hosseini, M. Mirzaei, A. Meiahipour Page 4

    This process provides a method for prevention of deposit formation over the outer surface of process equipment in alcohol plants from sugar beet molasses and particularly in sugar cane molasses. In this process, the fermented molasses are softened and precipitated before entering the distillation column. Firstly, the pH of the fermented molasses will be increased up to 10-10.5 by sodium carbonate. In other words, the solution is carbonized and then its temperature will be increased up to 50oC and a certain amount of ethanol is added to the mixing solution. After adding some ethanol, the components in molasses (specially carbonized calcium and magnesium cations), are precipitated and deposited quickly. Also, the liquid and deposited phases are separated and liquid phase (free of calcium and magnesium cation) is sent into the distillation column.

  • A. Olad, M. Barati Page 14
    Direct methanol fuel cells, because of their environmental compatibility and relatively high power density, are promising alternative for future energy needs. However they have some disadvantages such as high methanol cross-over through the cell membrane and low performance in lower humidity conditions that limit their applications. Electrically conducting polymers such as polyaniline and polypyrrole have been used for the modification of membrane and catalyst layer in direct methanol fuel cells. Studies have shown that using of these materials can improve the cell performance by reduction of methanol cross-over through the membrane, improvement of operation at lower humidity conditions and improvement of the mechanical strength and catalyst layer properties. In this paper the studies, made on the application of conducting polymers especially polyaniline and polypyrrole in direct methanol fuel cells have been reviewed.
  • M. Gharekhani, M. Ghorbani, N. Rasoulnejad, S. Jabrayili Page 24
    Extraction forms the first basic step in medicinal plant research because the preparation of crude extracts from plants is the starting point for the isolation and purification of chemical constituents present in plants. Extraction techniques have been widely investigated to obtain such valuable natural compounds from plants. The traditional technique requires longer extraction time and higher solvent consumption. Therefore, there is an increasing demand for new extraction techniques with shortened extraction time, reduced organic solvent consumption, and increased pollution prevention. Novel extraction methods including ultrasound-assisted extraction, microwave-assisted extraction and accelerated solvent extraction are fast and efficient for extracting chemicals from solid plant matrixes. Extraction method could be extracted maximum nutraceuticals with high pure from solid plant materials if it selected correctly. Also, the yield and quality of nutraceuticals should be considered when an extraction method is selected.
  • S. S. Madaeni*, L. Bakhtiari Page 37
    This paper is a review on researches considering theoretical prediction of polymeric membrane morphology prepared via phase inversion. Membrane morphology possesses a significant effect on efficiency. Accordingly, the knowledge of membrane morphology and influence on membrane performance is vital. Controlling membrane preparation conditions results in a desired morphology leading to an appropriate performance. In this review paper firstly, current procedures for membrane fabrication via phase inversion were briefly discussed. This was followed by tackling the papers discussing the prediction of membrane morphology on the basis of phase diagram. Finally, Flory – Huggins theory, which is a useful tool for prediction of ternary phase diagrams, was explained. Moreover, the recently published Compressible Regular Solution (CRS) model was mentioned.
  • S. Aber, H. Mehrizade Page 47
    Recently nano zero valent iron (NZVI) because of its unique electrical, magnetic, optical and catalytic properties and also because of its high surface area and activity, resulted from its small size, has been lionized. Rapid development in nanotechnology has caused increased number of research works about NZVI applications especially for environmental purposes. The synthesis method of nanoparticles is determinant parameter of their size and structure. Researchers have used various methods for NZVI synthesis. These methods are divided to chemical and physical categories. In the present study we review the synthesis methods of NZVI.
  • N. Ramezani, M. Rezakazemi, M. R. Dehghani Page 55

    Ammonia is one of the most important petrochemical products, which is produced extensively in the world and play a great role in manufacturing of other chemical products. H2 and N2 are the main feedstock for synthesis of ammonia. Usually, H2 is produced through steam reforming of light hydrocarbons (natural gas) and N2 comes from Air. In this paper, ammonia process based on Kellogg, in steady state condition, was simulated using HYSYS simulation software. Finally, the results was compared with practical process data. Finally, simulation was utilized for optimizing process in order to produce more ammonia.

  • A. Rahimi, M. Nazeri, A. Niksiar Page 62
    This study aims to present a comprehensive mathematical model for study of an indirect–type solar dryer. For this purpose, using the conservation laws of heat and mass and the physical principles of the performance of such systems, the governing equations related to the solar collector and the fixed–bed dryer are developed in the unsteady state condition. The governing equations are solved numerically. The effect of some structural and operating parameters of the solar dryer is studied on its performance. Furthermore, the drying efficiency of the dryer is determined in various conditions. The obtained results are well adapted with the expectations of the conservation laws and the physical principles of such systems.
  • H. Salehizadeh, M. Alikhouei, M. Salehizadeh Page 74
    Laccase is an enzyme belonging to oxidase group, known as blue multi-copper oxidase that is produced by microorganisms especially fungi and plants. Laccase uses molecular oxygen as electron acceptor for biological oxidation while hydrogen peroxide is the electron acceptor in peroxidases. Application of this enzyme includes a wide range of chemical processes and industries such as bleaching in the textile industry, pulp bleaching, effluent detoxification, bioremediation, food industries, production of organic materials from phenolic and amine substrates, fuel cells and nanobiotechnology. Although filamentous fungi produce considerable amount of laccase, but industrial scale production of this enzyme is still faced with various problems such as uncontrolled fungal growth, the formation of polysaccharides around mycelia and the secretion of certain compounds such as inactivating proteases. The recent researches on laccase focused on increasing efficiency and decreasing the final production cost with finding suitable microorganisms and improving the production process and purification. This article reviews an introduction on laccase, characteristics, manufacturing processes, and the effect of various factors on its stability and activity and other applications in various industries.
  • S. Khosroyar Page 87
    Desediment of heat exchanger is common in industry and lot’ s of efforts have been done. In this article (essay) it has been studied about decreasing of sediment on-line way and it’s advantage in compare to off-line way. and also if has been studied about ammonia units air compressor problem in petrochemical co in khorasan that is resulted from sediment of heat exchanger of third stage, with usage of coloridric asid %5 and flomate matter %2 on line by preventing from stop of ammonia units and also urah units chemical washing of E-2143 exchanger activity, caused decreasing of compressor vibration, decreasing of exchanger’s water’s temperature, decreasing of air outlet air temperature of exchanger, increasing of cool water flowing and deduction and cost saving, and is finished successfully.