فهرست مطالب

مهندسی شیمی ایران - پیاپی 73 (خرداد و تیر 1393)

دوماهنامه مهندسی شیمی ایران
پیاپی 73 (خرداد و تیر 1393)

  • صنعت شیشه
  • بهای روی جلد: 100,000ريال
  • تاریخ انتشار: 1393/04/31
  • تعداد عناوین: 13
|
  • سرمقاله
  • سرمقاله
    صفحه 3
  • مقالات
  • مهران ویژه* صفحه 4
    اسفنج شیشه ای اگرچه محصولی ناشناخته در ایران است ولی تولید آن درآمریکا حدود 80 سال پیش آغاز شده و محصولی جا افتاده و پر مصرف در کشور های صنعتی است. به جهت ضریب هدایت حرارتی پائین، از بهترین مواد عایق در ساختمان و صنایع است. خواص منحصر به فرد آن در مقایسه با سایر مواد خانواده عایق ها، باعث شده است که به عنوان ماده برتر و با کاربرد وسیعتر در موارد ویژه بکار گرفته شود. از جمله این خواص مقاومت فشاری بالا، خنثی بودن به مواد شیمیایی، دامنه کارکرد دمایی وسیع از منفی 260 درجه تا مثبت 600 درجه سلسیوس، چگالی پائین (در محدوده 100 تا 200 کیلو گرم برمتر مکعب) و سبکی آن، استحکام و ثبات ابعادی، آتش گیر نبودن آن، مقاوم در مقابل حمله حیوانات جونده و حشرات موذی، عایق رطوبت، گرما، سرما و صوت را می توان نام برد. مزیت برجسته دیگر در تولید اسفنج شیشه ای، استفاده از شیشه بازیافت است. از آنجایی که شیشه رها شده پس از مصرف در طبیعت می تواند تا هزاران سال بدون تغییر باقی بماند، بکارگیری آن برای محصولی جدید با کاربرد وسیع و طولانی نشان از دوستدار طبیعت بودن این تولید است.
    امروزه استفاده از اسفنج شیشه ای در صنایع ساختمان، پتروشیمی، شیمی، غذایی و دارویی، نظامی، نیروگاهی، کشتی سازی، ساخت بنادر، زیرسازی جاده ها در مناطق سردسیر، فضا های ورزشی،استخر و آبنما ها و غیره، جایگاه ویژه ای داشته و مصرف آن همچنان رو به افزایش است.
    فرایند تولید اسفنج شیشه ای از ذوب مجدد شیشه خرده بازیافت با مقدار کمی بچ در کوره های الکتریکی به منظور دستیابی به شیشه خرده یکنواخت و همگون آغاز می گردد. سپس شیشه فوق آسیاب شده و با دانه بندی مناسب با مواد اسفنج ساز مخلوط و در قالب های بزرگ مکعب مستطیل ریخته می شود. قالب های مذکور وارد کوره تونلی می شود و تا دمای 850 درجه و بر اساس منحنی خاصی، گرم و در طی آن اسفنج شیشه ای تشکیل می گردد. اسفنج شکل گرفته در قالب و در ادامه حرکت در کوره تونلی به آهستگی سرد شده و بدین ترتیب تنش زدایی می گردد. سپس از قالب خارج و به ابعاد استاندارد بریده و بسته بندی می شود.
    سرمایه گذاری این تولید برای 30000 متر مکعب در سال حدود 10 میلیون یورو و سی میلیارد ریال است. با توجه به قیمت تمام شده کمتر از 20000 ریال برای یک بلوک استاندارد به ابعاد 60×600×600 میلی متر و به حجم 0216/0 متر مکعب و قیمت فروش 162000 ریال برای این بلوک (بر مبنای 300 یورو برای هر متر مکعب که نصف قیمت جهانی محصول (اروپایی/ آمریکایی) است)، برگشت سرمایه در کمتر از 2 سال امکان پذیر است.
    کلیدواژگان: اسفنج شیشه ای، عایق صوتی، عایق حرارتی، دوستدار محیط زیست، شیشه ضایعاتی، مقاومت فشاری
  • ناهید خدایوندی*، علیرضا قربانی صفحه 14
    شیشه کم گسیل1 دارای یک پوشش کم گسیل بر پایه لایه نقره است. این پوشش برای کنترل انتقال گرما از میان شیشه استفاده می شود. وجود لایه نقره بر سطح این نوع شیشه مانع عبور اشعه مادون قرمز می شود. عبور زیاد در محدوده مرئی و جذب کم و همچنین بازتابش زیاد طیف مادون قرمز از خواص شیشه کم گسیل می باشد. در این مقاله تاثیر ضخامت لایه نقره در انعکاس طیف مادون قرمز از سطح این نوع شیشه بررسی شده است. نقره با روش کندوپاشRF 2 بر روی زیر لایه شیشه لایه نشانی شده است. لایه نشانی در محیط پلاسمای آرگون انجام گرفته تا با تغییر ضخامت لایه نقره انعکاس طیف مادون قرمز از شیشه کم گسیل مورد بررسی قرار گیرد. ضخامت های بین 10 تا 25 نانومتر از تارگت نقره بر روی شیشه نشانده شده و خواص اپتیکی آن توسط دستگاه اسپکتروفتومتر Lambda950 مطالعه گردید و از دستگاه نشرسنج نیز جهت اندازه گیری میزان نشر استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که افزایش ضخامت لایه نقره، میزان انعکاس اشعه مادون قرمز را افزایش می دهد که این امر منجر به بهبود خواص شیشه کم گسیل، از جمله ضریب انتقال گرما3 و ضریب کسب گرمای خورشیدی4 می گردد. این دو پارامتر مهم باعث می شوند که این شیشه هم در تابستان و هم در زمستان عملکرد خوبی داشته باشد، در زمستان گرمای ساختمان را حفظ کرده اما اجازه عبور نور خورشید به ساختمان را می دهد و در تابستان از عبور گرما به داخل ساختمان جلوگیری می کند.
    کلیدواژگان: شیشه کم گسیل، لایه نقره، طیف مادون قرمز، کندوپاش5، ضریب انتقال گرما
  • مجتبی معین افشاری* صفحه 23
    شیشه های اوپال را از لحاظ ترکیب شیمیایی می توان به دو گروه عمده فلوئوریدی و غیر فلوئوریدی تقسیم بندی کرد. آنچه به عنوان اوپال معمولی در ایران تولید می شود، نوع فلوئوریدی آن است. در مقاله حاضر که حاصل انجام پروژه ای مشترک بین دانشگاه علم و صنعت و شرکت شیشه و گاز است، تولید چهار گروه از شیشه های اوپال غیر فلوئوریدی در مرحله آزمایشگاهی و خواص این نوع شیشه ها مورد بررسی قرار گرفته است. در این رابطه 10 نمونه شیشه های اوپال (کلسیم- فسفاتی) با ترکیبات مختلف، 5 نمونه شیشه های اوپال (کلسیم- روی- فسفاتی)، 12 نمونه شیشه های خود اوپال (کلسیم- منیزیمی) و 14 نمونه شیشه های خود اوپال کلسیمی در مرحله آزمایشگاهی تهیه گردید.
    در تمامی آزمایش ها، بچ حاصل از اختلاط کامل مواد اولیه در درون بوته نسوز آلومین بالا به مدت دو ساعت در دمای C1450 حرارت داده شدند. مذاب های تولید شده به درون قالب فولادی پیش گرم شده در دمای C 400 به ابعاد 2 ×2 ×15 سانتیمتر تخلیه شد و سپس شیشه های حاصل در دمای C5 + Tg به مدت نیم ساعت آنیل شدند.
    مسائل ذوب و تاثیر ترکیبات مختلف بویژه قلیایی ها و قلیایی های خاکی در میزان اوپاسیته شیشه ها مورد بررسی قرار گرفته است. خواص فیزیکی و شیمیایی نمونه های بدست آمده از جمله الگوی دیلاتومتری،اوپاسیته، استحکام خمشی، مقاومت در برابر قلیایی ها و مقاومت در برابر اسیدها با روش های استاندارد اندازه گیری شده و بر اساس نتایج حاصل از آزمایشها ترکیب مناسب برای تولید هر یک از انواع شیشه های اوپال غیر فلوئوریدی توصیه شده است.
    کلیدواژگان: اوپال های غیر فلوئوریدی، اوپال های فسفاتی، اوپال های خودبخودی (کلسیم - منیزیمی)، اوپاسیته، الگوی دیلاتومتری
  • ابوالقاسم امامی، نیما فخیم هاشمی* صفحه 32
    نخستین کوره های ذوب شیشه از خشت و گل ساخته می شده و سوخت آن ها بیشتر چوب بوده است. به مرور زمان این کوره ها تغییر و بهبود یافت و به جای خشت و گل، بدنه آن ها از آجرهای نسوز ساخته شد و امروزه با ابداع نسوزهای مختلف عمر این کوره ها از چند ماه به بیش از 10 تا 15 سال رسیده است. کوره های ذوب شیشه محفظه های حرارتی ای هستند که در آنها شیشه تحت تاثیر گرمای ناشی از سوخت، یا برق ذوب می شود. در این مقاله کوره های ذوب شیشه و مسایل مربوط به آنها با رویکردی تجربی و کاربردی مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند تا بتوانند برای صنایع شیشه سازی مفید واقع شوند.
    ابتدا بخش های اصلی یک کوره ذوب شیشه بررسی شده و عوامل سویی که ممکن است باعث کاهش عمر کوره گردد شناسایی و معرفی شده اند و فرضیات مختلف در این خصوص مطرح و مورد بحث قرار گرفته اند. همچنین به نحوه انتخاب نسوز مناسب برای بخش های مختلف کوره نیز پرداخته شده است. در پایان نیز مواردی در ارتباط با نگهداری و تعمیر بخش های مختلف کوره بیان گردیده است.
    کلیدواژگان: صنعت شیشه، کوره ذوب شیشه، آجرهای نسوز، ری جنراتور، نگهداری و تعمیرات
  • جلال شایگان*، محمد ذبیحی صفحه 46
    استفاده از کالاهای پلاستیکی به خصوص در صنعت بسته بندی و ذخیره سازی مواد غذایی به دلیل وزن کم و مقاومت مکانیکی بالا، ماده اولیه ارزان، و نگهداری و حمل و نقل آسان بطری های پلاستیکی، روز به روز در حال افزایش است. در این مقاله به بررسی اثرات بطری های پلاستیکی از جنبه های پزشکی، زیست محیطی و مصرف انرژی پرداخته و با بطری های شیشه ای مقایسه می شوند. طبق آمار گزارش شده، پیش بینی شده است، مصرف بطری های پلاستیکی در ایران در سال جاری به بیش از 92000 تن افزایش می یابد. زیست تخریب ناپذیری، بازیافت و استفاده مجدد با کیفیت پایین این بطری ها باعث شده که نتوانند مکانی مناسب برای نگهداری مواد خوراکی باشند. انتشار ترکیبات سمی در محیط به خصوص در هوا در حین فرایند تولید، آزاد شدن ترکیبات سمی گوناگون مانند آنتیموان، روی، مشتقات برومید، دی اکسین و فنول ها اثرات مخربی است که این بطری ها بر محیط زیست و انسان خواهند داشت. همچنین استفاده از این ظرف ها به دلیل مشکلات متعدد در بازیافت و هزینه زیاد جهت خاکچال زباله های حاصل از بطری های پلاستیکی، مقرون به صرفه نمی باشند. در مقابل این مواد، بطری های شیشه ای از مواد معدنی ساخته شده که می توانند به راحتی و با هزینه پایین بازیافت شوند (15 تا 20 مرتبه) به گونه ای که بطری های شیشه ای بازیافت شده کاملا کیفیتی مانند بطری های اولیه داشته و نیز انرژی کمتری را نسبت به انرژی اولیه جهت تولید نیازمند هستند. بطری های شیشه ای می توانند محلی ایمن برای ذخیره سازی مواد خوراکی باشند.
    کلیدواژگان: پلاستیک، شیشه، پلی اتیلن ترفتالات، محیط زیست، دی اکسین
  • علی نعمتی* صفحه 53
    خواص شیشه سرامیکها به خواص فازهای شیشه ای و بلورین و نوع فصل مشترک بین فاز شیشه و بلورین (ماهیت هم سیمائی)، اندازه بلورها و ریخت شناسی فازهای موجود بستگی دارد. بسته به خواص فیزیکی، مکانیکی و میکروساختار، شیشه سرامیکها مصارف گوناگونی دارند. این خواص با توجه به ترکیب و شرایط عملیات حرارتی تغییر می کند. جوانه زنی کنترل شده یکی از فاکتورهای مهم در شیشه سرامیکها می باشد. تبلور کنترل شده داخلی به سرعت جوانه زنی که امکان کنترل اندازه دانه، میکروترک و یا تخلخل می دهد بستگی دارد.
    هدف از این پژوهش، بررسی چگونگی تشکیل شیشه سرامیکها به کمک کریستالیزاسیون کنترل شده شیشه هاست. در ادامه، ضمن اشاره به اصول کلی ساخت شیشه سرامیکها، روش معمول ساخت شیشه سرامیکها که همان ذوب شیشه، سرد کردن سریع آن و تهیه جامد بی شکل و در ادامه عملیات حرارتی شیشه می باشد بررسی شده است.
    در نهایت، اشاره ایبر مکانیزم های تبلور در شیشه – سرامیکها، بررسی روش های گوناگون برای محاسبه انرژی انگیختگی تبلور در شیشه ها که توسط پژوهشگران پیشنهاد شده به بحث گذاشته می شود.در همین راستا، کاربرد منحنی های TTT در شیشه و شیشه – سرامیک ها مطرح شده است.
    در نهایت به چند مورد از نمونه های طراحی وساخته شده و خواص آنها پرداخته می شود.
    ابتدا خلاصه نتایج حاصل از افزودن اثر ناخالصی های نانو در فرمولاسیون و خواص شیشه سرامیکهای مصرفی در ترمیم دندان و سپس، بررسی شیشه سرامیک های قابل ماشینکاری بر پایه میکا گزارش شده است.
    کلیدواژگان: شیشه سرامیک، جامدات پلی کریستال، فصل مشترک، ریخت شناسی، عملیات حرارتی، جوانه زنی و رشد، منحنی های TTT
  • ملیحه قاسم زاده، علی نعمتی*، احمد نوزاد گلی کند، سعید باغشاهی، زهره هم نبرد صفحه 65
    هدف از این پژوهش بررسی قابلیت گذردهی نور در محدوده طول موجهای مرئی شیشه های سیستم (SiO2-Al2O3-MgO-K2O-B2O3-F) می باشد. در این تحقیق از افزودنی های مختلف مانند CaF2، LiF، NaF استفاده شد. در واقع شیشه- سرامیک ها زمانی شفاف هستند که کریستالها به اندازه کافی کوچک باشند و ضریب شکست کریستالها و زمینه شیشه ای، تفاوت زیادی نداشته باشند. بنابراین کریستالیزاسیون نمونه ها در دمای جوانه زنی و رشد تحت عملیات حرارتی کنترل شده انجام شد. نتایج آزمایش اسپکتروفتومتری (طیف نورسنجی) حاکی از آن بود که با افزایش دمای عملیات حرار تی و بزرگ شدن اندازه ذرات بلورهای رسوب کرده اگر چه خواص مکانیکی بهبود می یابد اما به علت افزایش میزان پراکندگی، شفافیت شیشه- سرامیک کاهش یافته و قابلیت گذردهی نور در محدوده طول موجهای مرئی در مورد شیشه- سرامیکها با ریز ساختار نانومتری وجود دارد. در این میان LiF تاثیر بیشتری بر کاهش دمای تبلور و CaF2 بر میزان فاز رسوب کرده دارد.
    کلیدواژگان: شیشه، سرامیک، قابلیت عبور نور، ریزساختار نهایی، خواص نوری
  • معرفی شرکت ها
  • صفحه 75
  • شرکت رازین پلیمر راه ابریشم/ شرکت شیشه همدان
    صفحه 78
  • معرفی کتاب ها
  • کتاب «شیشه کریستال»
    صفحه 82
  • میزگرد
|
  • M. Vijeh* Page 4
    Although glass foam is non-known product in Iran but it was produced in United State of America around 80 years ago. Already glass foam is use in wide range of construction and Industries in developed countries.Glass foam has variety of advantages as; very good insulating material for heat, noise and humidity, high compressive resistance, light weight with low density, passive fire protection as incombustible product, no water absorption, dimension stability, chemical resistance with all chemical (except HF), easy work with simple tools like hand saw and finally ecological product because could produce by waste glass and could also reused as filler in thermal insulation material or as gravel in the road or roof.Also with above wide range of advantages, it has also application in many of Industries, power plant and construction. To produce glass foam, it should be start from waste glass and grind it to clear particle size. Then it should be add the foaming agent and mix it carefully. finally it should be transferred to big steel mould and put in the kiln tunnel and heat up to 850 centigrade degree with special heating carve. At the exit of kiln glass foam in big block will be ready. This big block will cut and saw in standard sizes and packed.Total value of investment for 30000 cubic meters per year is around 11 to 12 million Euros.
    Keywords: Glass Foam, Noise Insulate, Heat Insulate, Environment Friendly, Waste Glass, Resistance
  • N. Khodaivandi*, A. R. Ghorbani Page 14
    Low-e glass is a glass coated with a layer of Silver. This coating has been used for control of heat transfer of glass. Layer of Silver prevents of passing of Infra Red spectrum. This type of glass has a large transmission and reflection and low reflection of Infra Red spectrum. In this research, the effect of silver layer thickness on the reflection of Infra-red rays has been tested. The silver layers has been deposited on glass substrate by radio frequency (RF) sputtering. Deposition is done in an argon plasma atmosphere and by modification of silver layer thickness the effect of it on IR reflection has been measured. The silver layer by thicknesses between 10 to 25 Nano meter has been deposited and results has been measured by lambda950 spectrophotometer and emissivity meter. This research shows that by increasing the thickness of silver, some of Low-e glass properties has been improved such as U-Value and Solar Heat Coefficient Gain(SHCG). These two parameters improves performance of low-e glass in summer and winter and prevents heat loss in buildings.
    Keywords: Low, E Glass, Silver Layer, Infra, Red rays, Sputtering, U, Value
  • M. Moinafshari* Page 23
    In this article which is the outcome of a joint project between Science and Industry University of Iran and Shishe Va Gas co, an assessment on the laboratory scale production of four different groups of Non – fluoride opals is carried out.In this project ten samples of calcium- phosphate opals with different chemical compositions, five samples of calcium – zinc - phosphate opals, twelve samples of spontaneous calcium – magnesium opals and fourteen samples of spontaneous calcium opals were produced in laboratory.In all tests, the completely mixed batch was heated at 1450 °c in a high alumina refractory crucible for 2 hours. The molten glass produced was then poured into a small preheated steel mould (at 400 °c) with the dimensions 150×20×20 mm.Finally all the glass samples were annealed at Tg + 5 °c for 30 minutes.The problems facing the melting and fining of opal batches, and also the effect of chemical composition (specially with respect to alakali and alkali earth oxides) on the opacity of glass samples are considerered and discussed thoroughly. Physical and chemical properties of opal glass samples including dilatometric curves, opacity, bending strength, resistance to alkaline and acidic solutions were tested according to standard procedures, and the results are presented in the article, Based on these results, the optimum chemical composition for each group of opal glasses is advised.
    Keywords: Non, Fluoride Opals, Phosphate Opals, Spontaneous Calcium, Magnesium Opals, Opacity, Dilatometric Curves
  • A. Emami, N. Fakhim Hashemi* Page 32
    Primary glass melting furnaces were made of mud and clay bricks and the most used fuel was wood. These furnaces changed and improved over time and their body was made of refractory bricks instead of mud and clay, and today, with the innovation of various refractory products, their lifetime has increased from a few months to 10-15 years. Glass melting furnaces are thermal chambers in which the glass melts using fuel combustion or electricity. In this paper, glass melting furnaces and their related issues are discussed with a practical and experimental approach so that it is useful for the glass industry.First, main areas of a glass melting furnace are reviewed and adverse factors which may reduce the furnace lifetime are identified and introduced and different related assumptions are discussed and investigated. Also the suitable refractory selection methods for different areas of the melting furnace are discussed. Finally, a few points related to maintenance and repair of various areas of the furnace are stated.
    Keywords: Glass Industry, Glass Melting Furnace, Refractory, Regenerator, Maintenance
  • J. Shayegan*, M. Zabihi Page 46
    Containers for packaging and storage of food represent one of the most popular uses of plastics and polymer additives. Due to low weight, high mechanical resistance, maintenance and easy transportation, the application of plastic bottles have increased. This paper investigates the effects of plastic bottles aspects of medical, environmental and energy consumption are discussed and compared with glass bottles. According to reported surveys, this is predicted that the growth of consumption plastics bottles will be 92000 ton in Iran in this year. Plastic bottles are not suitable for food storage because of their biodegradable property, recycling problem and their low quality after recycling. Releasing the hazardous substances in the air, especially during the manufacturing process, the emission of toxic compounds such as Antimony, Zinc, Bromide derivatives, and Phenol in water and food, are destructive effects on environment and human. Also, the usage of these containers is not cost effective because of their problems in recycling and the high cost to landfill the plastic bottle wastes. Versus, Glass bottles are made of minerals that can be recycled easily (15 -20 time) and have low cost recycling, so recycled glass bottles have a quality like the original bottles and less energy to primary energy production are needed. Therefore, glass bottles may be safe to store food.
    Keywords: Plastic, Glass, PET, Environment, Dioxin
  • A. Nemati* Page 53
    Glass-ceramics are so called heat treated glass(s) to produce a mixture of glassy and crystillne phases. These types of ceramics are generally produced via melting process and a controlled nucleation and growth. The nature of glassy phase, the type and amount of crystalline phases and their distribution are important parameter to control the final properties.The main goal this paper was to have a general review of glass ceramics as a big potential to produce new ceramics and their applications. Then, a few case studies are discussed, which were glass ceramics as a biomaterials and machinable and transparent glass ceramics. In this regards, the following equipment are applied; XRD; SEM; STA and spectroscopy.
    Keywords: Glass Ceramics, Bio Ceramics, Transparency, Additives, XRD, SEM, STA, Spectroscopy
  • M. Ghasemzadeh, A. Nemati*, A. Nozad Golikand, S. Baghshahi, Z. Hamnabard Page 65
    The change in the transparency of mica glass-ceramic in the system of MgO- SiO2-Al2O3-K2O-B2O3-F with and without additions has been investigated. The applied additives were LiF, NaF and CaF2. Crystallization of glass-sample was done by controlled thermal heat-treatment, at nucleation and crystallization temperatures. The results showed that the glass-ceramic can remain transparent if fine grains with nano size are precipitated, but will turn opaque when large grains appear because of the difference in the refractive index between glass and precipitated crystals.The comparison of the additives indicated that LiF had a pronounced effects than CaF2 on the crystallization temperature as well as precipitated phase.
    Keywords: Glass Ceramics, Transparency, Microstructure, Final, Optical Properties