فهرست مطالب

علوم و مهندسی جداسازی - سال هفتم شماره 1 (پیاپی 13، 1394)
  • سال هفتم شماره 1 (پیاپی 13، 1394)
  • تاریخ انتشار: 1394/05/05
  • تعداد عناوین: 9
|
  • مجید قاسم زاده، رضا علیزاده*، اسماعیل فاتحی فر، پرهام روحی، مائده بنی هاشمی صفحات 1-10
    جذب سولفیدهیدروژن توسط محلول های آمین، یکی از فرآیند های با اهمیت در واحدهای پالایشگاهی است. برج های سینی دار و پرشده از تجهیزات متداول در زمینه جذب سولفیدهیدروژن هستند. برای مدل سازی این گونه تجهیزات مدل های تعادلی و بر پایه سرعت می تواند مورد استفاده قرار گیرد. با توجه به این که جذب سولفیدهیدروژن توسط محلول های حاوی آمین به صورت واکنشی است، استفاده از مدل های تعادلی نتایج دقیقی به دست نخواهد داد.
    در این پژوهش با معرفی برج جذب سیم مرطوب و ساخت سامانه آزمایشگاهی فشار پائین جذب سولفیدهیدروژن توسط محلول های آمین در برج جذب سیم مرطوب و انجام آزمایش های مختلف، ضریب انتقال جرم و حرارت در فاز گاز به صورت تجربی بر اساس دبی مایع، دمای گاز و مایع ورودی، غلظت آمین و میزان سولفیدهیدروژن در محلول به دست آمدند. همچنین با فرض جریان لایه ای مایع روی رشته سیم ها، توزیع سرعت مایع روی هر سیم و ضریب انتقال جرم در فاز مایع بر اساس دبی مایع و دمای متوسط جریان گاز و مایع محاسبه گردید. بمنظور مدلسازی این فرآیند یک کد رایانه ای ایجاد گردید. نتایج حاصل از شبیه سازی تطابق خوبی را با داده های آزمایشگاهی نشان داد. در ادامه تاثیر پارامترهای مختلف ازجمله دبی فاز مایع و دمای هر دو فاز بر میزان جذب بررسی گردید.
    کلیدواژگان: برج سیم مرطوب، سولفید هیدروژن، جذب واکنشی، مونو اتانول آمین، مدل های بر مبنای سرعت
  • علی نوذری*، داریوش باستانی، فرهود نجفی صفحات 11-21
    در این پژوهش یک سیستم تک قطره استخراج مایع- مایع در حضور نانولوله های کربنی مطالعه شد. نانولوله های کربنی تاثیر چشمگیری در افزایش ضریب انتقال حرارت دارند و با توجه به تشابه انتقال حرارت و انتقال جرم، این نانولوله ها در یک سیستم انتقال جرم بررسی شدند. همچنین به منظور تعیین میزان تاثیر ساختار مولکولی بر ضریب انتقال جرم، نانولوله های کربنی با نانو ذرات سیلیکا مقایسه شدند. استیک اسید، تولوئن و نانوذرات به عنوان فاز پراکنده و آب مقطر به عنوان فاز پیوسته انتخاب شد. به منظور پایدارسازی مناسب نانوذرات در فاز پراکنده، سطح آنها به وسیله دودسیل یداید آب گریز شد. نتیجه آنالیز FT-IR اصلاح سطح مناسب این نانولوله ها را نشان داد. درجه آبگریزی به وسیله تست زاویه تماس o134 بدست آمد. حضور نانو ذرات سرعت حد و قطر معادل قطرات را با شیب بسیار کمی کاهش داد. قطر معادل قطرات در محدوده ی cm 0/7-0/55 و سرعت حد قطرات در محدوده ی cm/s 11/4-10/5 بدست آمد. بیشینه ی افزایش ضریب کلی انتقال جرم برای نانولوله های کربنی و نانو ذرات سیلیکا بترتیب 27% و 119% بدست آمد. با افزایش قطر قطرات نیز ضریب انتقال جرم افزایش یافت.
    کلیدواژگان: استخراج مایع، مایع، نانو لوله های کربنی، ضریب انتقال جرم، نانوسیالات
  • فرناز آسا، محمد عادل عبدی، کامران قاسم زاده، علی اکبر بابالو*، داود کاه فروشان صفحات 23-33
    دی اکسیدکربن به عنوان یکی از مهم ترین محصولات احتراق واحدهای صنعتی مختلف، از جمله گازهای گلخانه ای محسوب می شود که تاثیر زیادی در روند گرم شدن زمین دارد. در سال های اخیر غشاهای غیرآلی متخلخل رشد زیادی در زمینه جداسازی دی اکسیدکربن از گاز دودکش داشته اند. در این تحقیق، غشای میکرومتخلخل سیلیکایی با اندازه حفرات نانومتری، به روش سل- ژل قالب دار و با استفاده از قالب آلی متیل تری اتوکسی سیلان، سنتز گردید و اثر اصلاح سطح بر عملکرد جداسازی غشایی مورد بررسی قرار گرفت. برای سنتز غشا، پایه ماکرومتخلخل آلفا- آلومینا به روش قالب ریزی ژل و با استفاده از پودر سرامیکی آلومینا ساخته شد. جهت اصلاح سطح پایه و ایجاد لایه میانی مزومتخلخل، پایه غشایی توسط سل بوهمیتی و به روش غوطه وری پوشش داده شد. ارزیابی مورفولوژی لایه های غشایی با استفاده از میکروسکوپ الکترون روبشی تشکیل لایه گاما- آلومینا و سیلیکای یکنواخت را به خوبی نشان داد. خصوصیات عبوردهی غشای ساخته شده در دو بخش گازهای خالص شامل دی اکسیدکربن، نیتروژن، هیدروژن و جداسازی مخلوط 50:50 حجمی دی اکسیدکربن و نیتروژن مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. برای غشای سیلیکایی قالب دار اصلاح شده، انتخابگری ایده آل دی اکسیدکربن نسبت به نیتروژن و عبوردهی گاز خالص دی اکسیدکربن به ترتیب 11 و mol/m2.s.Pa 4*10^-8 به دست آمد. انتخابگری واقعی دی اکسیدکربن در مخلوط (دی اکسیدکربن و نیتروژن) با نسبت حجمی 50:50 برابر 5/3 به دست آمد.
    کلیدواژگان: جداسازی، دی اکسیدکربن، غشای سیلیکایی نانوساختار میکرومتخلخل، روش سل، ژل قالب دار
  • مجید لطفعلیان*، محمد رنجبر، محمد حسن فضائلی پور، مهین شفیعی، زهرا منافی صفحات 35-43
    یکی از محدودیت ها و دلایل سرعت پایین انحلال کالکوپیریت در واسطه های اسیدی سولفات فریک، غیر فعال شدن سطح ذرات در پتانسیل های بالاتر از حد بحرانی است. در راستای بهینه سازی پارامترهای عملیاتی بیولیچینگ کالکوپیریت در این تحقیق نقش کنترل پتانسیل ردوکس بر بازیابی مس از کنسانتره کالکوپیریتی ارزیابی گردید. کنسانتره فلوتاسیون مورد استفاده عمدتا حاوی کالکوپیریت (7/ 45%)، پیریت (4/ 23%) و سولفیدهای ثانویه مس (8/ 10%) بود. آزمایش های بیولیچینگ و الکتروبیولیچینگ با استفاده از باکتری های ترموفیل معتدل در یک سیستم پیوسته شامل تانک آماده سازی و سه بیورآکتور همزن دار انجام شد. بررسی های اولیه نشان دادند که تحت شرایط بررسی شده در این تحقیق بازیابی مس از کنسانتره کالکوپیریتی در فرآیند لیچینگ باکتریایی ناچیز بود. نتایج حاصل از آزمایش های انجام شده در محدوده های متفاوت پتانسیل اکسایش-کاهش نشان دادند که با کنترل پتانسیل پالپ به صورت الکتروشیمیایی در محدوده بهینه (mV، Ag/AgCl440-420)، بازیابی مس در مقایسه با فرآیند بیولیچینگ معمولی در شرایط مشابه بیش از 75% افزایش یافت. در بهترین شرایط بررسی شده در این تحقیق (زمان ماند هفت روز، پتانسیل mV، Ag/AgCl440-420، اسیدیته 55 کیلوگرم بر تن و اندازه ذرات 30 میکرون) بازیابی مس به حدود 94% رسید.
    کلیدواژگان: بیولیچینگ پیوسته، باکتری ترموفیل معتدل، کنسانتره کالکوپیریتی، پتانسیل ردوکس
  • غلام خیاطی*، صاحبه علیزاده صفحات 45-53
    یکی از چالش های عمده در صنعت بیوتکنولوژی، تخلیص پروتئین و آنزیم های مطلوب از مجموعه بیومولکولهای موجود در سوسپانسیون تخمیری است. هدف از این تحقیق جداسازی لیپاز با استفاده از سیستم های دوفازی آبی می باشد. سیستم دوفازی آبی روشی ارزشمند برای جداسازی و تخلیص مخلوط هایی از بیومولکول ها است. در این تحقیق سیستم های دوفازی آبی مختلف شامل پلی اتیلن گلایکول با وزن مولکولی 4000 و 8000 و نمک های اگزالات پتاسیم و تارتارات سدیم - پتاسیم برای استخراج لیپاز از سوسپانسیون تخمیری مورد آزمایش قرار گرفتند. پس از بررسی پارامتر های تاثیرگذار بر سیستم، بهترین شرایط عملیاتی برای استخراج لیپاز شامل 5/ 17 درصد وزنی پلی اتیلن گلایکول 4000 و 5/ 19 درصد وزنی اگزالات پتاسیم و 2/ 10 درصد وزنی به وزنی سوسپانسیون تخمیری در 5=pH تعیین گردید. در این شرایط ضریب جداسازی 29/ 1، درصد بازیابی آنزیم 93/ 84، فاکتور تخلیص 59/ 17و فعالیت ویژه آنزیمی 22/22 بدست آمد.
    کلیدواژگان: لیپاز، استخراج، سیستم دو فازی آبی، پلی اتیلن گلایکول
  • استخراج ترکیب های موجود درصمغ کتیرا گونهAstragalus calliphysa Bge به روش سوکسله و شناسایی ترکیبات با استفاده از کروماتوگراف گازی متصل به طیف سنج جرمی
    طیبه شمس پور، حمیدرضا متصدی زاده* صفحات 55-62
    کتیرا صمغی است که به صورت طبیعی یا در اثر شکاف دادن بافت ساقه گونه هایی از گون (گون کتیرا) بدست می آید. ایران مهمترین تولیدکننده کتیراست. امروزه کتیرا در صنایع مختلف از جمله: دارویی، بهداشتی و غذایی مصارف جدید و متنوعی پیدا کرده است. هدف از این مطالعه، شناسایی ترکیب های موجود در عصاره ی کتیرای گونهcalliphysa Bge Astragalus بود. بدین منظور نمونه کتیرا در تابستان، 1389 از منطقه ای بین کرمان و کوهبنان، ارتفاع 1650 متری، واقع در استان کرمان جمع آوری و عصاره آن با حلال اتانول توسط دستگاه سوکسوله به مدت 8 ساعت استخراج گردید. ترکیب های تشکیل دهنده عصاره اتانولی با استفاده از دستگاه های کروماتوگراف گازی (GC) و کروماتوگراف گازی متصل به طیف سنج جرمی (GC/MS) شناسایی شدند. 18 ترکیب در عصاره اتانولی کتیرای این گیاه شناسایی شد که در مجموع 6/99% کل عصاره را تشکیل می دادند.ترکیب های اصلی استخراج شده، هگزادکان (29/19%)، پنتادکان(78/18%)، تترادکان (36/15%)، هپتادکان (38/10%)، پولگون (25/9%) و اوکتادکان (04/8%) بودند.
    کلیدواژگان: کتیرا، سوکسوله، هگزادکان، پنتادکان، کروماتوگراف گازی متصل به طیف سنج جرمی
  • وحید رسولی، محمود عبدالهی*، سید محمد جواد کلینی، احمد امینی صفحات 63-70
    مطالعات کانی شناسی بر روی کانه طلای زایلیک آذربایجان شرقی نشان می دهد که بخش عمده ای از نمونه را کانی های سیلیسی و آهن دار تشکیل می دهد. برای شناسایی فاز همراه طلا، از مطالعات میکروسکوپی SEM، آنالیز Map و آزمایش های جدایش مغناطیسی استفاده شد. نتایج آزمایش های جدایش مغناطیسی نشان داد که استفاده از دو مرحله جدایش مغناطیسی، منجر به حذف بیش از 69% وزنی خوراک اولیه با عیار نهایی کمتر از ppm 0.9 طلا می شود. در نتیجه این فرایند، کنسانتره مغناطیسی با وزن تقریبی 31% خوراک اولیه با بازیابی طلای بیشتر از 93% تولید شد. گرچه کاربرد این روش منجر به حذف حدود 7% از طلای موجود در نمونه اولیه می شود، اما به دلیل حذف بخش قابل توجهی از خوراک ورودی به مرحله لیچینگ، نقش مهمی در کاهش مواد شیمیایی مصرفی و در نتیجه کاهش هزینه های عملیاتی خواهد داشت. با بهره گیری از نتایج این آزمایش ها و مطالعات میکروسکوپی می توان اظهار کرد که بخش عمده ای از طلای نمونه درگیر با فاز هماتیتی می باشد.
    کلیدواژگان: طلا، زایلیک، جدایش مغناطیسی
  • بهروز عباسی سورکی*، حسین قنادزاده، نیما امامی صفحات 71-82
    در این مقاله فرایند خشک شدن یک ماده منفرد در هوا از منظر ترمودینامیکی مورد بررسی قرار گرفته است. مدل ترمودینامیکی پیشنهادی توسط داده های تجربی حاصل از خشک کردن نمونه های کوچک سیب زمینی کروی و برگ سبز چای مورد بررسی و اعتبار سنجی قرار گرفت. نمونه های کروی سیب زمینی به قطر 2 سانتی متر در سه دمای 40، 50 و °C60 و همچنین برگ های سبز چای در سه دمای 35، 45 و °C55 در داخل یک خشک کن آزمایشگاهی خشک شدند. مدل پیشنهادی با برقراری موازنه های جرم، انرژی و آنتروپی، تغییرات دما و رطوبت نمونه ها و همچنین مقادیر آنتروپی تولیدی و اکسرژی را در حین خشک شدن پیش بینی می کند. نتایج نشان می دهند که تغییرات سرعت هوا تاثیر کمی بر نرخ خشک شدن مواد دارد. دمای سطح نمونه ها در ابتدا سریعا افزایش یافته سپس به تدریج تا انتهای فرایند خشک شدن به دمای گاز می رسد. آنتروپی تولیدی نیز ابتدا به سرعت افزایش یافته و سپس با خشک شدن ماده سیر نزولی پیدا می کند. همچنین اکسرژی مانند انرژی در حین خشک شدن افزایش یافت. مقایسه نتایج مدل با داده های تجربی نشان دهنده اعتبار مدل پیشنهادی است. مقدار خطای نسبی داده های پیش بینی شده نسبت به داده های تجربی (MRE) برای رطوبت و دما به ترتیب برای برگ سبز چای 9/ 3 و 1/ 3 درصد و برای نمونه های سیب زمینی 3 و 9/ 3 درصد محاسبه شدند.
    کلیدواژگان: خشک کردن، مدل ترمودینامیکی، ماده منفرد، انرژی، اکسرژی
  • فاطره درستی، محمدرضا امیدخواه*، رضا عابدینی صفحات 83-92
    در این تحقیق به بررسی اثر ذرات MIL-53، بر خواص غشای ماتریمید در جداسازی دی اکسیدکربن/متان، پرداخته شده است. از MIL-53 که یک چارچوب آلی فلزی با حفراتی با ساختار ویژه بوده و گزینش پذیری قابل توجهی نسبت به گاز دی-اکسیدکربن دارد، به عنوان افزودنی استفاده شده است. به منظور بررسی ساختار غشاهای شبکه آمیخته با ترکیب درصدهای مختلف از ذرات MIL-53، غشاهای مورد نظر به دو روش متقارن و نامتقارن ساخته شدند. ساختار مقطع عرضی غشاها با استفاده از تصاویر SEM مورد ارزیابی قرار گرفت و همچنین تراوایی هر یک از گازها سنجیده شد. تصاویر SEM نشان دادند که برهم کنش مناسبی بین ذره و پلیمر وجود داشته و ذرات از پراکندگی یکنواختی در شبکه پلیمری برخوردار بودند. نتایج آزمون تراوایی گاز در هر دو نوع غشای تهیه شده نشان داد که افزایش درصد وزنی MIL-53 موجب افزایش تراوایی و گزینش پذیری شده است. تراوایی گاز دی اکسیدکربن از GPU 0/056 در غشای پلیمری خالص متقارن به GPU 0/113 در غشای شبکه آمیخته متقارن حاوی 15% وزنی از ذرات MIL-53افزایش یافت. همچنین گزینش-پذیری دی اکسیدکربن/متان در غشاهای متقارن از رشد 85 درصدی برخوردار بود و به 8/ 51 رسید. نتایج نشان دادند که متان و دی اکسیدکربن در غشاهای شبکه آمیخته نامتقارن از تراوایی بسیار بالاتر و در حدود 100 برابر مقادیر متناظر در غشاهای متقارن برخوردار بودند.
    کلیدواژگان: غشای ماتریس مرکب، جداسازی گازی، ماتریمید، تراوایی
|
  • M. Ghasemzadeh, R. Alizadeh*, E. Fatehifar, P. Roohi, M. Banihashemi Pages 1-10
    Absorption of hydrogen sulfide with aqueous amine solution is one of the most important processes in refinery units. Tray and packed columns are widely used for removal of hydrogen sulfide. For modeling of these kind equipments, equilibrium and rate-based techniques can be used. Since, the hydrogen sulfide absorption with amine solutions is a reactive absorption; using equilibrium-based models would not attain appropriate results. In this study, the wetted wire column was properly introduced; low pressure experimental setup of hydrogen sulfide absorption with amine solutions was constructed and then different type of experiments were performed. the heat transfer coefficient, the gas phase mass transfer coefficient were determined experimentally based on liquid flow-rate, inlet liquid and gas temperatures, amine weight percent and also hydrogen sulfide loading. Also by assuming laminar liquid film over the wires, velocity distribution and liquid phase mass transfer coefficient were calculated based on liquid flow-rate and mean gas-liquid flow temperatures. For modeling the process the general computer code was created. There is a good consistency between experimental data and simulation results; additionally, the effect of different parameters such as liquid flow rate and gasliquid phase temperature on absorption amount were examined.
    Keywords: Wetted wire column, Hydrogen sulfide, Reactive absorption, MEA, Rate, based models
  • Ali Nozari*, Dariush Bastani, Farhood Najafi Pages 11-21
    A single-drop liquid-liquid extraction system in the presence of carbon nanotubes was studied in this investigation. Carbon nanotubes have a striking effect on heat transfer and due to the similarities between mass and heat transfer, these nanotubes were investigated in a mass transfer system. Furthermore, carbon nanotubes were compared with silica nanoparticles to specify the effects of molecular structure on mass transfer. Toluene, acetic acid and nanoparticles as dispersed phase and ionized water as continuous phase were chosen. The surface of carbon nanotubes were modified using dodecyl iodide in order to provide appropriate stability in the dispersed phase. The FT-IR test showed the acceptable modification of nanotubes. The angle of hydrophobicity which was measured by contact angle test, was 134º. Terminal velocity and drop size slightly decreased with nanoparticle concentrations. Equivalent drop diameters and terminal velocity were in the ranges 0.55-0.7 cm and 10.5- 11.4 cm/s, respectively. The maximum enhancements of 27% and 119% for overall mass transfer coefficient were achieved in carbon nanotubes and silica nanoparticles, respectively. The increment in drops’ diameter increased the overall mass transfer coefficient.
    Keywords: Liquid, liquid extraction, Carbon nanotube, Mass transfer coefficient, Nano fluids
  • Farnaz Assa, Mohammad Adel Abdi, Kamran Ghasemzadeh, Ali Akbar Babaluo*, Davoud Kahforoushan Pages 23-33
    Carbon dioxide as one of the important combustion product of various industrial units is a greenhouse gas which has a significant influence on global warming. In recent years, porous inorganic membranes have extended for carbon dioxide separation from flue gas. In this study, the microporous silica membrane with nanometer size pores was prepared by template assisted sol-gel method using methyltriethoxysilane (MTES) as organic template and influence of the surface modification on the membrane separation performance was investigated. To fabricate the membrane, α-alumina macroporous support was prepared by gel casting method using ceramic alumina powder. The uniform γ-alumina mesoporous layers were selected as surface modification strategy, in which the supports were coated by alkoxide boehmite sol via dip coating method. The morphology of membrane layer was investigated by scanning electron microscope, indicating the formation of a uniform layer from γ-Al2O3 and silica. Permeance characteristics of the synthesized membrane were studied in two parts: permeance of pure gases such as carbon dioxide, nitrogen and hydrogen, and separation of 50/50 ratio (vol%) mixture of carbon dioxide and nitrogen. For the modified templated silica membrane, the CO2/N2 ideal selectivity and pure CO2 permeance were achieved 11 and 4×10-8 mol/m2.s.Pa, respectively. The real selectivity of CO2 in the mixture (CO2 and N2) with 50/50 ratio (vol%) was achieved 5.3.
    Keywords: Separation, Carbon dioxide, Micro, porous nano, structured, silica membrane, Template sol, gel method
  • M. Lotfalian*, M. Ranjbar, M. H. Fazaelipoor, M. Schaffie, Z. Manafi Pages 35-43
    One of the main limitations and the reason for the slow dissolution kinetic of chalcopyrite in acidic ferric sulfate solutions is surface passivation at potentials higher than critical values. In order to optimize the operating parameters of chalcopyrite bioleaching, the effect of redox controlling on the recovery of copper from chalcopyrite concentrate was evaluated. The used flotation concentrate was mainly contained chalcopyrite (45.7%), pyrite (23.4%) and secondary copper sulfides (10.8%). Bioleaching and electrobioleaching experiments were performed in a continuous set-up containing a preparation tank and three bioreactors using moderate thermophile bacteria. Results of conventional bioleaching experiments indicated that the recovery of copper was low. To increase the copper recovery, the effect of redox potential on the leaching of chalcopyrite was investigated by electrochemically controlling of redox potential. The results of experiments conducted in different redox potential ranges showed that reducing the redox potential from high levels to optimum window (420-440mV Ag/AgCl) caused a 75% increase in copper recovery compared to conventional bioleaching. In the best conditions studied in this research (7-days residence time, 420-440 mV redox window, acidity of 55 Kg/ton and 30μm particle size) copper recovery was approximately 94%.
    Keywords: Continuous bioleaching, Moderate thermophile bacteria, Chalcopyrite concentrate, Redox potential
  • Gholam Khayati*, Sahebe Alizadeh Pages 45-53
    Purification of a desired protein from fermentation broth containing a wide variety of biomolecules is one of the major challenges in the biotechnology industry. The aim of this work was partitioning of lipase using aqueous two phase systems (ATPS). ATPS has proved to be a valuable tool for separating and purifying mixtures of biomolecules. In this study, the various aqueous two phase systems containing poly ethylene glycol 4000, 8000 and potassium oxalate and sodium-potassium tartrate were examined for extraction of lipase from fermentation broth. The results show that, the best operating system was contained the 17.5%(w/w) PEG4000,19.5%(w/w) potassium oxalate, 10.2%(w/w) crude fermentation broth loading and pH=5, resulted in partition coefficient (Ke) of 1.29, enzyme activity recovery of 84.93%, purification factor of 17.59 and specific activity of 22.22.
    Keywords: lipase, extraction, aqueous two, phase system, poly ethylene glycol
  • Vahid Rasouli, Mahmoud Abdollahy*, S. M. Javad Koleini, Ahmad Amini Pages 63-70
    Mineralogical studies on the Zaylik gold ore of Eastern Azerbaijan showed that silica and iron were major phases in ore. To identify the phase accompany gold, SEM studies, analytical Map and magnetic separation method were used. Experimental results showed that using two stages of magnetic separation, led to the elimination of more than 69% by weight of the original feed to tailing with grade lower than 0.9 ppm gold. Also a concentrate with approximately 31% by weight of the original sample with recovery of about 93% gold obtained. In other words, about 7% of gold lost in total tailing, but due to the removal of a significant portion of the silicate compound from ore, magnetic separation has an important role in reducing chemical consumption and operating costs for leaching processes.
    Keywords: Gold, Zaylik, Magnetic separation
  • Behrooz Abbasi Souraki*, Hossein Ghanadzadeh, Nima Imami Pages 71-82
    Modeling of drying process is usually carried out by using the heat and mass transfer equations for prediction of moisture variations of drying material during drying. In this paper, convective air drying of a single body has been modeled using a thermodynamic approach. The proposed model was validated by the experimental data obtained from drying of small spherical potatoes and green tea leaves in a pilot scale dryer. Drying samples were dried at temperatures between 35 and 60°C. The proposed model predicts the temperature and moisture variations and the entropy generation and exergy in the drying sample. The results showed that the air velocity didn’t have a pronounced effect on the drying rate. The surface temperature of the drying material increased rapidly at first, and then reached slowly to the drying air temperature. Also the entropy generation increased at the early stages of drying and then decreased at the end of the drying. Exergy and energy increased during the drying. Comparison of the predictions of the proposed model with the experimental data showed the validity of the proposed model. The average relative error between the predictions of the proposed model and the experimental data (MRE) for humidity and temperature were between, 3.9 and 3.1% for green tea and between 3 and 3.9% for potato samples, respectively.
    Keywords: Drying, Thermodynamic modeling, Single body, Energy, Exergy
  • Fatereh Dorosti, Mohammadreza Omidkhah*, Reza Abedini Pages 83-92
    In this study, the effect of MIL-53 particles on CO2/CH4 separation of Matrimid was investigated. MIL-53 used as an additive due to its especial pore structure and considerable selectivity respect to CO2. For the purpose of mixed matrix membrane structure with different weight percent of MIL-53 on CO2/CH4 separation, membranes fabricated with symmetric and asymmetric structure. Morphology of membranes studied with cross sectional SEM images and a performance of membranes in gas separation evaluated through permeability measurement. SEM images showed that a proper compatibility between particles and polymer along with proper dispersion of particles within polymer matrix were achieved. Results from gas permeation test demonstrated that increasing in weight percent of MIL-53 in membranes led to the permeability and selectivity enhancement. Moreover, permeability results showed that the CO2 permeability was increased from 0.056 GPU in neat symmetric membrane up to 0.113 GPU in mixed matrix membrane that containing 15 wt. % of MIL-53 particles. CO2/CH4 selectivity also increased 85% compared to neat membrane and reached to 51.8. In addition, permeability results illustrated that the gases permeability in asymmetric membranes was 100 times higher than those in symmetric membranes.
    Keywords: Mixed matrix membranes, CO2, CH4 separation, Matrimid, Metal organic framework, Permeability