فهرست مطالب

شیمی و مهندسی شیمی ایران - سال سی و دوم شماره 4 (پیاپی 70، زمستان 1392)
  • سال سی و دوم شماره 4 (پیاپی 70، زمستان 1392)
  • تاریخ انتشار: 1392/10/27
  • تعداد عناوین: 10
|
  • ابراهیم بختیاری دوست، علی اصغر احتشامی، قیس رخشان، اصغر کرمی صفحه 1
    سیلیکاژل با دانسیته پایین به روش های گوناگون تهیه می شود. روش استفاده از سدیم سیلیکات به عنوان منبع سیلیکون برای تهیه هسته اولیه سیلیسیلیک اسید، با توجه به فراوانی، تولید داخل و قیمت ارزان مواد اولیه مصرفی؛ یکی از روش های مناسب و بومی می باشد. در این پژوهش پس از بررسی اسناد و مدارک علمی، روش مناسب برای ساخت سیلیکاژل با دانسیته پایین بر اساس مواد اولیه ارزان قیمت و مسیر ساده انتخاب شد. در روش منتخب همانند روش معمول، هیدروسل از واکنش سدیم سیلیکات با سولفوریک اسید تهیه شد. با انجام آزمایش های گوناگون، عامل های موثر در کاهش دانسیته مانند زمان گیرش، قلیایی نمودن محیط شستشوی هیدروژل، استفاده از حلال های با کشش سطحی پایین در تهیه الکوژل و یا استوژل و پخت آنها در دما و فشار بحرانی این حلال ها مورد بررسی قرارگرفت و دستیابی به فراورده ای با دانسیته g/cm318/0، ظرفیت جذب 5/7% در رطوبت نسبی 60%، اندازه ذره های 17میکرون و سطح فعال (موثر) m2/g230 با به کارگیری استوژل در نقطه فوق بحرانی استن محقق شد.
    کلیدواژگان: سیلیکاآئروژل، استوژل، سیلیکاژل، دانسیته پایین، هیدروژل، سیلیکاسل، سل ژل
  • محمد جواد پرنیان، یدالله مرتضوی، علی طاهری نجف آبادی، عباسعلی خدادادی صفحه 17
    در این پژوهش ارتقادهنده ی روتنیوم با روش ترسیب شیمیایی فاز بخار به کاتالیست کبالت بر پایه ی آلومینا افزوده شد. کاتالیست ها دارای 15% وزنی کبالت بوده و به روش تلقیح تر ساخته شده اند. پیش ماده تری روتنیوم دودکا کربونیل (Ru3(CO)12) برای این فرایند استفاده شد. برای بهینه نمودن فرایند ترسیب شیمیایی فاز بخار شرایط انجام این فرایند به طور کامل توسط IR و TGA بررسی شد و دمای مناسب برای ترسیب روتنیوم روی کاتالیست کبالت بر پایه آلومینا انتخاب شد. در اثر افزودن ارتقادهنده، احیا پذیری کاتالیست بهبود یافت که این موضوع با افزایش درصد تبدیل CO در واکنش فیشر تروپش تایید شد. واکنش فیشر تروپش در دماهای 240-210 درجه سلسیوس و نسبت خوراک 3و 2و1= H2 /CO صورت گرفت. نمونه ارتقاداده شده، گزینش پذیری برای فراورده های سنگین هیدروکربنی را نسبت به کاتالیست مرجع بهبود داد. همچنین در تمام دماها و نسبت های خوراک گوناگون، عملکرد کاتالیست ارتقا داده شده از کاتالیست مرجع بدون ارتقا دهنده بهتر بود.
    کلیدواژگان: روش ترسیب شیمیایی فاز بخار، فرایند واکنش فیشر تروپش، کاتالیست کبالت، ارتقادهنده ی روتنیوم، تری روتنیوم دودکا کربونیل
  • اعظم قلی زاده، سعید شاهرخیان، اعظم ایرجی زاد، شمس الدین مهاجرزاده، منوچهر وثوقی صفحه 33
    حسگر زیستی حساس گلوتامات با استفاده از گلوتامات دهیدروژناز/ نانولوله های کربنی عمودی ساخته شد. نانولوله های کربنی بر روی ویفر سیلیکن با استفاده از روش نشست بخار در پلاسما رشد داده شد. گلوتامات دهیدروژناز به روش کووالانسی روی نوک نانولوله ها تثبیت شد. کارایی حسگر زیستی با استفاده از روش های ولتامتری چرخه ای و ولتامتری پالسی تفاضلی بررسی شد. منحنی واسنجی در بازه ی وسیع 1/0-500 میکرومولار رسم شد. حسگر زیستی بدون استفاده از واسطه حد تشخیص 57 نانومولار دارد و حساسیت آن در بازه ی 1/0- 20 میکرومولار، 2mAm/Mcm 976/0 و در بازه ی 20-300 میکرومولار، mAm/Mcm 182/0 است. اثر بقیه مواد زیستی بر روی رفتار ولتامتر حسگر زیستی و همچنین پایداری پاسخ ها بررسی شد. نتیجه ها نشان داد که این حسگر زیستی حتی بدون استفاده از واسطه با حساسیت بالا می تواند گلوتامات را اندازه گیری کند.
    کلیدواژگان: نانولوله های کربنی عمودی، حسگر زیستی الکتروشیمیایی، ولتامتری پالسی تفاضلی، گلوتامات
  • مریم بزرگ نیا، جعفر توفیقی داریان صفحه 37
    در این مقاله اثر متقابل ترکیب های گوگردی و نیتروژنی بر روی واکنش های گوگرد زدایی هیدروژنی و نیتروژن زدایی هیدروژنی برش نفتی گازوییل برج تقطیر خلا بررسی شده و با توجه به تاثیر متقابل این دو واکنش بر یکدیگر، یک مدل سینتیکی برای واکنش گوگرد زدایی هیدروژنی پیشنهاد شده که اثر بازدارنده ترکیب های نیتروژنی در آن لحاظ شده و همچنین از یک رابطه سینتیکی برای واکنش نیتروژن زدایی هیدروژنی استفاده شده که تاثیر مثبت ترکیب های گوگردی در آن آورده شده است. راکتور سه فازی برای این فرایند با روابط سینتیکی پیشنهادی و روابط موجود در یک مرجع مدل سازی شده و اثر پارامتر دما، غلظت ترکیب های نیتروژنی و گوگردی بررسی شده است. نتیجه های این مدل سازی با داده های تجربی موجود در مرجع مقایسه شده است. مقدار خطا در این کار کمتر از 5 /1% می باشد درحالی که در مقاله مرجع کمتر از 2% درصد اعلام شده است.
    کلیدواژگان: سینتیک، گوگرد زدایی هیدروژنی، نیتروژن زدایی هیدروژنی، راکتور سه فازی
  • مهدی ارجمند، سید حسن الحسینی، سید هادی سیدین صفحه 45
    در این مقاله سامانه پوشش دهی ذره ها در بستر سیال، مطالعه شده است. سامانه بستر سیال مورد مطالعه، شامل دو مرحله، پوشش و خشک شدن در بستر است، و برای پوشش دهی ذره های سدیم پرکربنات از سدیم سیلیکات، استفاده شده است. این سامانه از نوع ناپیوسته و نوع پوشش دهی پاشش از بالا است. برای کاهش تعداد آزمایش ها و بررسی بهتر نتیجه ها، طرح آزمایش به روش پاسخ سطح (RSM) انجام شد و از نرم افزار Minitab نسخه 15 استفاده شد.در آزمایش ها، الگوی شناوری ذره ها و جریان هوا و مایع، مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه های آزمایش نشان داد، که مقدار پوشش متناسب با شدت جریان مایع بوده و نسبت وارون با شدت جریان هوا دارد. معادله تجربی جرم پوشش روی ذره، بر حسب متغیرهای شدت جریان هوای سیال ساز، شدت جریان مایع، شدت جریان هوای افشان کننده و نیز جدول ها و نمودارهای غربالی RSM برای بهینه سازی فرایند و بررسی عملکرد سامانه،به دست آمد. نتیجه هایی مانند ارتفاع شناورسازی ذره ها با زمان، محاسبه جرم پوشش با شدت جریان های گوناگون هوا و مایع، نمودارها و نمودارهای غربالی برای تاثیر متغیرهای شدت جریان هوای شناورسازی، شدت جریان هوای افشان کننده و شدت جریان مایع، برای بهترین حالت در پوشش دهی ذره ها، به دست آمده و مورد بررسی قرار گرفت.
    کلیدواژگان: پوشش دهی، ذره ها، گرانول سازی، بستر سیال، نازل دو سیاله، طرح آزمایش، بهینه سازی
  • مریم ثابت زاده، روح الله باقری، محمود معصومی صفحه 59
    در این پژوهش، اثر پلی اتیلن پیوند خورده با مالئیک انیدرید (PE-g-MA) بر خواص مکانیکی،شکل شناسی و رفتار جریان آمیخته های زیست تخریب پذیر پلی اتیلن سبک- نشاسته گرمانرم مطالعه شده است. نشاسته گرمانرم از پیش اختلاط نشاسته خالص با 35% وزنی گلیسیرول در دمای اتاق به دست آمد.
    مخلوط به دست آمده سپس با استفاده از مخلوط کن داخلی در دمای oC140، دور rpm 60 و به مدت 8 دقیقه به صورت مذاب به دست آمد. آمیخته های پلی اتیلن سبک - نشاسته گرمانرم دارای درصدهای گوناگون نشاسته گرمانرم (10 تا 40% وزنی) با (3% وزنی) و بدون PE-g-MA، با استفاده از اکسترودر تک مارپیچه تهیه شد.
    شکل شناسی سطح آمیخته های تهیه شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسیقرار گرفت. همچنین خواص مکانیکی و جریان نمونه ها با استفاده از روش های استاندارد مربوطه انجام شدند. تصویرهای میکروسکوپی بهبود پراکندگی ذره های نشاسته در ماتریس پلی اتیلن و چسبندگی بین سطحی فازها با استفاده از سازگار کننده را تایید می کنند. نتیجه های ویژگی های مکانیکی نیز نشان می دهد که استحکام کششی نهایی، ازدیاد طول در نقطه شکست، مدول کششی و استحکام ضربه نسبی آمیخته ها با افزایش مقدار نشاسته گرمانرم کاهش می-یابند. با این وجود، نمونه های سازگار شده خواص مکانیکی بالاتری نسبت به نمونه های بدون سازگارکننده نشان می دهند. افزون بر این، نتیجه های آزمون های رئولوژیکی نشان می دهد که با افزایش مقدار نشاسته گرمانرم، شاخص جریان مذاب (MFI) نمونه ها کاهش و در نتیجه گرانروی ظاهری آنها افزایش می یابد. همچنین با افزایش نرخ برشی، گرانروی ظاهری نمونه ها کاهش می یابد که نشان دهنده رفتار شبه پلاستیک آمیخته های تهیه شده می باشد.
    کلیدواژگان: پلی اتیلن سبک، نشاسته گرمانرم، مالئیک انیدرید پیوند خورده بر روی پلی اتیلن
  • حمید اسدی، فرامرز هرمزی* صفحه 71
    در این پژوهش از یک ستون حبابی مکعبی در اندازه-های آزمایشگاهی استفاده شد و با استفاده از روش عکس-برداری پرسرعت و ارایه روش های جدید پردازش تصویر، مهم-ترین ویژگی های هیدرودینامیکی جریانحباب ها مانند قطر، سرعت، خطوط جریان فاز گاز و بسامد نوسان توده حباب ها اندازه گیری شد. ستون ساخته شده دارای سطح مقطع cm 20 5 و ارتفاع cm 120 است. سرعت ظاهری گاز بین cm/s 7/0-1/0 در تغییر است.
    از سه دوربین گوناگون با سرعت های 20، 500 و 600 تصویر در ثانیه برای اندازه گیری ویژگی های حباب ها استفاده شد و برای پردازش تصویرها، تحلیل داده ها و محاسبه ویژگی-های حباب از نرم افزار Matlab استفاده شد. بسامد نوسان توده حباب با روشی نو و با دقت 95 % به دست آمد. اندازه قطر ساتر حباب ها، در شرایط همپوشانی حباب ها از 5/6 تا 5/8 میلیمتر و با دقت 8/99% محاسبه شد. سرعت حباب ها با استفاده از روش «کمترین فاصله با یک حد بالا» برای اولین بار در ستونی با این ابعاد به دست آمد و با استفاده از برآیند مومنتم، روشی برای به دست آوردن خطوط جریان فاز گاز ارایه شد.
    کلیدواژگان: ستون حباب، ویژگی های حباب، عکس برداری پرسرعت، پردازش تصویر
  • رحمان احمدی، احمد خدادادی دربان، محمود عبداللهی صفحه 81
    در این مقاله، اثر حضور نانو میکروحباب ها بر بازیابی فلوتاسیون کالکوپیریت با دانه بندی mμ 5+38- مورد مطالعه قرار گرفته است. آزمایش های فلوتاسیون در حضور و بدون حضور نانو میکروحباب ها برای بررسی تغییر بازیابی فلوتاسیون در غلظت های گوناگون کف ساز و کلکتور و نرخ های هوادهی انجام شدند. از روش نوین، دقیق و سریع تفرق اشعه لیزری برای تعیین اندازه ها و توزیع ابعادی نانو میکروحباب ها استفاده شد.
    از متیل ایزوبوتیل کربینول (MIBC) به عنوان کف ساز و از پتاسیم آمیل گزنتات به عنوان کلکتور در 10pH= استفاده شد. نانو میکروحباب ها توسط یک دستگاه نانوحباب ساز که بر مبنای پدیده کاویتاسیون هیدرودینامیکی در لوله های ونتوری طراحی و ساخته شد، تولید شدند. بررسی پایداری نانو میکروحباب ها به عنوان تابعی از زمان (لحظه تولید تا 10 دقیقه پس از آن)، نشان دهنده افزایش ابعاد نانو میکروحباب ها از nm 358 به حدود mμ 13 بود. حضور نانو میکروحباب ها موجب افزایش بازیابی فلوتاسیون نرمه های کالکوپیریت بین 21- 16% و کاهش مصرف مواد شیمیایی (کلکتور تا 75% و کف ساز تا 50%) شد. افزون بر این، نتیجه ها نشان داد که اثر نانو میکروحباب ها بر افزایش بازیابی ذره های بیش نرمه (mμ 5+ 36/14-) نسبت به ذره های نرمه (mμ 38-36/14+) بیشتر می باشد.
    کلیدواژگان: نانو، میکروحباب، فلوتاسیون کالکوپیریت، نرمه ها
  • قاسم عرب، حسین قدمیان صفحه 93
    در این پژوهش با رویکرد توسعه پایدار، تحلیل ترمواکونومیکی چرخه هیبریدی پیل سوختی اکسید جامد تحت فشار / توربین گازی انجام شده است. در ابتدا با معرفی چرخه پیشنهادی و ارایه متدولوژی مدل سازی، شبیه سازی چرخه با توسعه یک مدل ترمودینامیکی و با استفاده از کدنویسی در محیط نرم افزار EES صورت گرفته و معادله های موازنه جرمی، انرژی و الکتروشیمی به صورت هم زمان حل شده اند. با معرفی شاخص های بازده الکتریکی و کل سامانه، تحلیل ترمودینامیکی چرخه انجام شده و در ادامه، با ارایه مدل اقتصادی و بر مبنای محاسبه های دینامیکی، تحلیل های اقتصادی بر روی این چرخه انجام شده است. همچنین تحلیلی پارامتری برای بررسی مهمترین پارامترهای تاثیر گذار بر خروجی های فنی و اقتصادی سامانه انجام شده است. نتیجه های پژوهش، دستیابی به بازدهی الکتریکی 51/63 % و بازده کل 65/77% % را در در توان الکتریکی خالص خروجی 1962 کیلووات، توان گرمایی 8/436 کیلووات و نسبت گرما به توان 27/22 % نشان می دهد. این چرخه با تولید 90/310 گرم بر کیلووات ساعت کربن دی اکسید، کاهش 3/30 % را در مقایسه با نیروگاه های معمول چرخه ترکیبی گازی نشان می دهد.
    کلیدواژگان: پیل سوختی اکسید جامد تحت فشار، توربین گازی، تحلیل پارامتری، ترمواکونومیک
  • الهام اشرفی، سید مهدی برقعی، علی قرایی صفحه 105
    یکی از عیب های راکتورهای زیستی بستر متحرک،خروج توده های میکروبی، همراه پساب تصفیه شده ی خروجی از سامانه است که وجود مخزن ته نشینی بعد از راکتور را ضروری می کند. به طور معمول برای رفع مشکل های ناشی از نصب ته نشین کننده ها، از سامانه های غشایی استفاده می شود اما از عیب های عمده این سامانه ها، هزینه زیاد غشاهای صنعتی است. هدف از این مطالعه، نصب صافی های دست ساز به جای غشای صنعتی، درون راکتورهای زیستی بستر متحرک، برای جلوگیری از خروج توده های میکروبی و حذف مخزن ته نشینی و مقایسه آن با راکتور زیستی بستر متحرک بدون صافی است که افزون بر این که کار غشا را انجام می دهد، مشکل های ناشی از هزینه زیاد غشاهای صنعتی را نداشته و اقتصادی تر است. صافی ها از پارچه و الیاف ساخته شده و طی سه مرحله تکمیل تر شدند. تعداد صافی هایی که مورد آزمایش قرار گرفتند به ترتیب، سه، دو و یک عدد بودند و در زمان های ماند 48، 24 و 18 ساعت با COD برابر با mg/L 1000 وmg/L 3000 و mg/L5000 مورد آزمایش قرار گرفتند.
    سه صافی، غلظت جامدهای معلق در مایع خروجی را بهmg/L 12 رسانید که توانست جایگزین مخزن ته نشینی شود، دو صافی هم این غلظت را به mg/L 300در خروجی رسانید که می توانست جایگزین ته نشین کننده ها شود اما تک صافی، تفاوت زیادی با راکتور زیست فیلمی بستر متحرک بدون صافی نداشت و نتوانست جایگزین مخزن ته نشینی شود. بیشترین بازده حذف در راکتور صافی دار 95% و در راکتور بدون صافی 92% بوده است.
    کلیدواژگان: راکتور زیستی بستر متحرک، سامانه های غشایی، صافی دست ساز، جداسازی توده های میکروبی، مخزن ته نشینی
|
  • Ebrahim Bakhtiyaridoost, Aliasghar Ehteshami, Ghais Rakhshan, Asghar Karami Page 1
    Silica gel with low density can be prepared via various methods. According to abundance and low price, using sodium silicate as a silicon source in order to prepare initial seeds is one of the suitable and native methods. In this research, a suitable method based on the cheap raw materials and the ease of preparation was selected. In this method, as in the conventional one, primarily hydrosol was prepared through the reaction of sodium silicate and sulfuric acid. Then after conducting varius tests, the effective factors in reduction of the silica gel density such as: the time of rapid setting, alkalinizing the washing medium of the hydrogel, using solvents with low surface tension to prepare alcogel or acetogel, and curing them in the critical point temperature and pressure of the mentioned solvents were studied. Finally, a product with 0.18 g/cm3 density, 7.5% adsorption capacity in 60% relative humidity, 17 micron particle size and 230 m2/g surface area at super critical point of aceton, was synthesized.
    Keywords: Silica aerogel, Acetogel, Silica gel, Low density, Hydrogel, Silicasol, Sol gel
  • Mohammad Javad Parnian, Yadollah Mortazavi, Ali Taheri Najafabadi, Abbas Ali Khodadadi Page 17
    In present investigation, ruthenium was deposited on cobalt supported alumina catalyst by Chemical Vapor Deposition (CVD) of Ru3(CO)12 for Fischer-Tropsch Synthesis (FTS). The 15.0 wt% Co/γ-Al2O3 catalyst was prepared by wet impregnation of cobalt nitrate aqueous solution, and then dried and calcined at 400oC for 4 h. To optimize the CVD operating conditions in which Ru3(CO)12 starts to decompose on surface of the catalyst, the decomposition products of the CVD processwere passed through a gas cell of FT-IR. In a specific temperature range, ruthenium deposited selectively on the surface of cobalt active phase.The CVD of ruthenium onto Co/γ-Al2O3 catalyst increased the catalyst reducibility which in turnled to a higher CO hydrogenation activity in FTS process. Furthermore, the promoted cobalt catalyst showed a better selectivity towards heavy hydrocarbons than the reference unpromoted catalyst. The effects of temperature (210oC-240oC) and H2 /CO ratio (1-3) for all catalysts were examined. For the all operating conditions, the promoted catalyst performed much better than the unpromoted catalyst.
    Keywords: Chemical vapor deposition, Fischer, Tropsch synthesis, ruthenium, Cobalt, Ru3(CO)12, Promoter
  • Azam Gholizadeh, Saeed Shahrokhian, Azam Iraji Zad, Shamsoddin Mohajerzadeh, Anouchehr Vosoughi Page 33
    A sensitive glutamate biosensor is prepared based on glutamate dehydrogenase/vertically aligned carbon nanotubes (GLDH, VACNTs). Vertically aligned carbon nanotubes were grown on a silicon substrate by Direct Current Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (DC-PECVD) method. Glutamate dehydrogenase covalently attached on tip of VACNTs. The electrochemical performance of the electrode for detection of glutamate was investigated by cyclic and differential pulse voltammetry. The linear calibration curve of the concentration of glutamate versus peak current is investigated in a wide range of 0.1–500 mM. The mediator-less biosensor has a low detection limit of 57 nM and two linearranges of 0.1–20 mM with a sensitivity of 0.976 mA/mM cm2 and 20–300 mM with a sensitivity of 0.182 mA/mM. cm2. The effects of the other biological compounds on the voltammetric behavior of the prepared biosensor and its response stability are investigated. The results are demonstrated that the GLDH/VACNTs electrode even without electron mediator is a suitable basic electrode for detection of glutamate.
    Keywords: Vertically aligned carbon nanotubes, Electrochemical biosensor, Differential pulse voltammetry, Glutamate
  • Maryam Bozorgnia, Jafar Towfighi Darian Page 37
    In this work a novel Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson (LHHW) kinetic equation has been proposed for hydrodesulfurization (HDS) and used an unusual hydrodenitrogenation (HDN) kinetic equation. These equations include inhibitive effect of nitrogenous compounds (basic and nonbasic) on the HDS reaction and the activating effect of H2S concentration on HDN reactions (basic and nonbasic). Three phase reactor model that incorporates the effect of hydrodynamics has been developed. The concentration profiles obtained using the proposed kinetics for hydrotreating reactions were compared with other kinetic models and pilot plant experimental data available in the literature. The predicted value showed a very good agreement with the experimental data. The average absolute error for all predictions is <1.5% while the published value in the literature is <2%.
    Keywords: Hydrodesulfurization, Hydrodenitrogenation, Three phase reactor
  • Mehdi Ardjmand, Seyed Hasan Alhoseini, Seyed Hadi Seyedin Page 45
    In this paper, particles coating system in fluid bed have been studied. This system includes two process of coating and drying in the bed and used for coating of sodium per carbonate particles by liquid sodium silicate. This is a top spray coating system and batch type. Response Surface Method (RSM) was applied for experiment design by means of Minitab software, version 15. The fluidization hydrodynamics of particles and air flow was studied. The optimum operating conditions was determined. The effect of particles fluidization height, air and liquid flow rates on coating efficiency was investigated. The experimental results showed that, the mass of particles coating, was proportional to the liquid value and indirectly to the air flow rates. Experimental correlation of coating mass is proportional with fluidized air and liquid flow rates and atomization air flow. Also RSM tables and contours for process optimization, for investigation of system performance were derived. The result of fluidized height of particles based on time and coating mass with different air and liquid flow rates for the best case of particles coating was calculated and investigated and optimized coating information was obtained.
    Keywords: Coating, Particles, Granulation, Fluid bed, Two, fluid nozzle, Experiment design, optimization
  • Maryam Sabetzadeh, Rouhollah Bagheri, Mahmood Massomi Page 59
    In this work, effect of maleic anhydride grafted- LDPE (PE-g-MA) on the mechanical, morphology and flow behavior of biodegradable LDPE-thermoplastic corn starch (TPS) blends were investigated. TPS was prepared by mixing neat starch and glycerol (35wt. %) at room temperature. The mixture then was melt-compounded using an internal mixer at 140oC, rotor speed of 60 rpm for 8 minutes. LDPE-TPS blends containing different contents of TPS (0-40wt. %) with (3wt. %) and without the addition of PE-g-MA, were prepared using a single-screw extruder. Surface morphology of the prepared blends was investigated by Scanning Electron Microscopy (SEM). Also, mechanical properties and flow behavior of the prepared samples were carried out by means of related standard test methods. Scanning electron micrographs of the samples show improvement in dispersion of the starch particles in LDPE matrix in the presence of PE-g-MA as a compatibilizer. Also, the results of mechanical properties indicate that as TPS concentration increases, the ultimate tensile strength, elongation at break, Young’s modulus and relative impact strength of the blends decrease. However, the compatibilized blends represent higher mechanical properties than the blends without any compatibilizer. Furthermore, the addition of starch to LDPE decreases the melt flow index values of the samples and subsequently increases their apparent viscosity.The results of rheological tests also indicate that as shear rate increases, the apparent viscosity of the samples decreases (shear thinning).
    Keywords: LDPE, Thermoplastic starch, PE, g, MA, Morphology, Mechanical properties, Flow behavior
  • Hamid Asadi, Faramarz Hormozi* Page 71
    In the present research, a square bubble column has experimentally been utilized in order to quantify the important hydrodynamic properties of bubbly liquid/gas two phase flows, such as bubble velocity and diameter, flow pattern as well as oscillation frequency of the gas phase via the high-speed video recorder. Results were then processed using new techniques of image processing. The column was fabricated from plexy-glass which was dimensionally 205120cm (cross sectionheight). Results indicated that gas superficial velocity varied from 0.1 to 0.7 cm/s. Three cameras with different speeds were employed (20, 500 and 600 frames per second) to evaluate the bubble characteristics and MATLAB 7.4 (2007a) was used for image analysis. Oscillation frequency of gas phase was obtained using a new method with accuracy close to 95%. At coalescence condition, Mean Sauter Diameter (MSD) of bubbles was calculated with accuracy of about 99.8%. For the first time, bubble velocity was computed by "minimum distance with upper limit" method in the bubble column.
    Keywords: Bubble column, Bubble characteristics, High speed photography, Image processing
  • Rahman Ahmadi, Ahmad Khodadadi Darban, Mahmoud Abdollahy Page 81
    In this paper, the effect of presence of nano-microbubbles on flotation recovery of chalcopyrite fine particles (-38+5µm) has been studied. Comparative flotation tests were performed both in the presence and absence of nano-microbubbles (conventional flotation) to evaluate recovery changes of chalcopyrite. Methyl IsoButyl Carbinol (MIBC) was used as frother and Potassium Amyl Xanthate (KAX) as collector at pH= 10. Nano-microbubbles were generated using a nano-microbubble generator based on cavitation phenomenon in venturi tubes. Changes in size distribution, zeta potential and stability of nano-microbubbles were measured as a function of time. Results showed that the interval between generation time and 10 minutes after that, simultaneous with reduction of the absolute value of zeta potential increased the average size of nano-microbubbles from 358 nm to 13.24 μm. The results in the presence of nano-microbubbles showed increased flotation recovery of chalcopyrite fines by 16-21% and reduction of chemicals reagent (up to 75% of collector and 50% of frother). In addition, the effect of nano-microbubbles on promoting the recovery of ultrafine particles (-14.36+5 μm), has been higher than fine particles (+14.36-38 μm).
    Keywords: Nano, microbubble, Chalcopyrite flotation, Fine particles
  • Ghasem Arab, Hossein Ghadamian Page 93
    In this research, the thermo economic analysis of a PSOFC/GT hybrid cycle was taking place regarding a sustainable approach. Initially, the proposed cycle was accurately introduced and then the modeling methodology was presented. Furthermore, the cycle simulation was presented with the development of a thermodynamic model in EES software based on the mass, energy and economic equations, those were solved simultaneously. With introducing electrical and overall efficiencies, a comprehensive analysis of thermodynamics was done, which was contributed to a dynamic economic model, which was proposed and analyzed in after-steps. In order to determine effects of change in main parameters, a parametric study was prepared. By these means, the results show that the electrical efficiency of 61.3 % and overall efficiency of 77.65 % are achievable within 1962 kW net output power, where, HRSG heat recovery capacity is equal to 436.8 kW and HPR was calculated 22.27 %. This cycle with producing 310.9 g/kWh CO2, reduces the CO2 emissions by 30.3 % comparing with the conventional gas fired combined cycles.
    Keywords: PSOFC, GT, Parametric study, Thermo economic, Renewable energy
  • Elham Ashrafi, Seyed Mehdi Borghei, Ali Gharaei Page 105
    Membrane bioreactors (MBR Process) are now considered as one of the main new processes in wastewater treatment. Membranes used for wastewater purification are fabricated from different oil based polymers including PVC, polysulphonates, polyamides and many other synthetic polymers. Fabrication technology is advanced and only in possession of very few multinational companies. For these reasons, membranes are expensive and not easily available. This study was carried out to test an innovative, locally made filter element for separation of flocks in an MBBR reactor. This innovative filter is seen as a viable replacement to a conventional settling tank that may be even as effective as synthetic polymer membranes. The filter’s element was made very cheaply and had important advantages in installing and operation. Experiments were carried out using a laboratory scale MBBR unit as the biological aerated reactor, fixed with filter elements inside aeration chamber, similar to a MBR installation. The filter elements consisted of 3 plastic filter tubes with perforations and covered with dense cotton-polyester yarns and were placed inside the aeration chamber. The bioreactor was run over a period of 10 months with usual conditions resembling a real biological wastewater treatment unit. Reactor performance was measured regularly and the results indicated that 99% of suspended solids are separated under normal conditions. Filter clogging, a very familiar problem with membrane bioreactors, was not seen as an obstacle in bioreactor operation. Outflow TSS was lower than 12 mg/L, while overall organic removal was over 95 percent. Next set of experiments were carried with fewer filter elements and higher value of TSS in the effluent was observed, indicating that filters surface area (or number of filter elements) have a profound effect on treatment efficiency as could be well expected. Overall the experiments indicated that locally made MBR can easily be applied in existing plants, saving money and operational difficulties.
    Keywords: Moving bed biofilm reactors, Biomass separation, Settling tank, Innovative filters, Membrane systems