فهرست مطالب

مهندسی شیمی ایران - پیاپی 46 (فروردین و اردیبهشت 1389)

دوماهنامه مهندسی شیمی ایران
پیاپی 46 (فروردین و اردیبهشت 1389)

  • 112 صفحه، بهای روی جلد: 20,000ريال
  • تاریخ انتشار: 1389/03/01
  • تعداد عناوین: 12
|
  • سرمقاله
  • مقالات
  • مجید جوانمرد، لیلا گلستان صفحه 4
    در این تحقیق نفوذپذیری فیلم های امولوسیونی ساخته شده از کنسانتره پروتئین آب پنیر نسبت به بخار آب مورد بررسی قرارگرفت. در تهیه فیلم ها از مخلوط 10 درصد پروتئین آب در آب مقطر و مقادیر مختلف گلیسرول به عنوان نرم کننده (پلاستی سایزر) استفاده شد به طوری که نسبت های (گلیسرول/پروتئین)، 5/0 و 6/0 بود. روغن زیتون نیز به نسبت های مختلفی اضافه گردید(4/0 و 2/0 = (روغن/ پروتئین)). فیلم های امولسیونی تهیه شده از نظر ویژگی های مکانیکی، میزان نفوذپذیری نسبت به بخار آب و کدورت، مورد ارزیابی قرار گرفتند.
    نتایج نشان داد که افزایش مقادیر گلیسرول و یا روغن زیتون در فیلم، منجر به کاهش ضریب کشسانی و توان کششی می گردد. افزایش میزان گلیسرول در تمام سطوح روغن زیتون (2/0 و 4/0) منجر به افزایش جزئی در میزان کش آمدگی یا ازدیاد طول فیلم ها می شود. همچنین افزایش نسبت روغن به پروتئین باعث کاهش میزان کش آمدگی فیلم ها گردید.
    هیچگونه اختلاف معنی داری در میزان نفوذپذیری نسبت به بخار آب و کدورت فیلم ها با افزایش میزان روغن زیتون در تمام سطوح پلاستی سایزر (گلیسرول) مشاهده نگردید.
    با تعیین میزان نفوذ پذیری فیلم های تولیدی از کنسانتره پروتئین آب پنیر در این پژوهش، مشخص شد که این ویژگی در فیلم های تولیدی بیشتر تحت تاثیر مقادیر گلیسرول، در مقایسه با روغن زیتون افزوده شده، قرار می گیرد.
    نتایج تحقیق نشان داد که با طراحی در تولید فیلم خوراکی بر پایه پروتئین آب پنیر علاوه بر قابلیت این مواد در تولید فیلم با قابلیت بسیار عالی در میزان بازدارندگی نسبت به عبور اکسیژن، با بکارگیری ترکیب یک چربی نظیر روغن زیتون، می توان میزان بازدارندگی نسبت به بخار آب را نیز با تولید فیلم های خوراکی مرکب، بهبود بخشید.
    کلیدواژگان: فیلم خوراکی، کنسانتره پروتئین آب پنیر، نفوذ پذیری نسبت به بخار آب، روغن زیتون
  • مهدی یوسفی، فرزانه فیضی صفحه 13
    این مقاله به یکی از جنبه های مهم در زمینه نانو تکنولوژی با عنوان ترمودینامیک در سیستم های نانو پرداخته است. نانوتکنولوژی بدون شک یکی از مهمترین علوم قرن حاضر به شمار می آید و برای پیشرفت در آن درک کافی و جامع از قوانین ترمودینامیکی حاکم بر سیستم های کوچک ضرورت دارد. این مقاله ابتدا به اختصار به معرفی سیستم های کوچک در ابعاد نانو پرداخته و پس از آن با نگاه مختصری به اهمیت نیروهای بین مولکولی و روش اندازه گیری آن مبحث ترمودینامیک سیستم های نانو را مطرح می نماید. یکی از روش های محاسبه توابع ترمودینامیکی روش های مبتنی بر شبیه سازی مولکولی است که خود به دو دسته روش مونت کارلو و دینامیک مولکولی تقسیم می شود. روش دینامیک مولکولی و محاسبه توابع ترمودینامیکی به این روش به طور اختصار در این کار معرفی می شود. از مهمترین خصوصیات سیستم های نانو این است که آن دسته از توابع ترمودینامیکی که در مقیاس ماکروسکوپی شدتی محسوب می شوند در مقیاس نانو شدتی نبوده و تابع مقدار و یا به عبارت دیگر تعداد مولکول های سیستم هستند و لذا مقداری محسوب می شوند. در این کار این توابع معرفی و درباره غیر شدتی بودن این خصوصیات توضیح داده خواهد شد.
    کلیدواژگان: ترمودینامیک سیستم های نانو، دینامیک مولکولی، پتانسیل ونیروهای بین مولکولی، غیرمقداری و غیرشدتی بودن خواص
  • مژگان ذاکری، عبدالرضا صمیمی، محمد خرم، حسین آتشی، علی اکبر میرزایی صفحه 24
    استحکام مکانیکی یکی از مشخصه های فنی کاتالیزگرهای هتروژن (ناهمگن) است که به شدت تحت تاثیر روش سنتز و شکل دهی آن قرار دارد. یکی از مشکلات عمده ای که در هنگام استفاده از کاتالیزگرهای آهن در فرایند فیشر- تروپش وجود دارد، فرسایش شدید آنها در راکتور است. در این مقاله در ابتدا به بررسی عوامل موثر در میزان فرسایش کاتالیزورها، خصوصا کاتالیزگرهای فیشر- تروپش آهن در راکتورهای دوغابی پرداخته شده است. سپس اثر استفاده از روش خشک کردن پاششی به همراه پیوند دهنده سیلیس در بهبود استحکام فرسایشی کاتالیزگرهای هم رسوبی آهن نشان داده شده است. نتایج مطالعه فوق بیان می کنند که در مورد این کاتالیزگرهای با استفاده از روش خشک کردن پاششی، تحت شرایط عملیاتی بهینه، امکان تولید گرانولهای کروی با چگالی مناسب و در نتیجه مقاومت مکانیکی بالاتر وجود دارد. به علاوه افزودن مقدار مناسبی از پیوند دهنده سیلیس می تواند منجر به افزایش استحکام فرسایشی این کاتالیزگرهای گردد.
    کلیدواژگان: سنتز فیشر- تروپش، فرسایش، راکتور حبابی دوغابی، خشک کن پاششی، پیونددهنده
  • مرتضی زیودار، شیروان شیردل، ایمان خنشا، لیلا پور جعفر صفحه 31
    تاکنون تحقیقات مختلفی در خصوص آنالیز دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برجهای سینی دار مخروطی چرخان (SCC) انجام گرفته است، به ویژه در سالهای اخیر با ورود کامپیوترهای پر سرعت و نیز تولید نرم افزارهای پیشرفته دینامیک سیالات محاسباتی نظیر نرم افزار CFX، این تحقیقات رو به افزایش است.ساختار هندسی پیچیده این برجها و کنترل دشوار آنها سبب شده است که به کمک دینامیک سیالات محاسباتی به دنبال توسعه و بهینه سازی در طراحی و کنترل این نمونه از برجها باشند. اکثر تحقیقات انجام شده در این زمینه، در دانشگاه سیدنی استرالیا و دانشگاه سیستان و بلو چستان صورت گرفته است. در این مقاله یک مرور کلی بر پژوهشهای موجود در زمینه آنالیز CFD برجهای SCC انجام گرفته و تحقیقات انجام شده در زمینه افت فشار، انتقال جرم و رژیم های جریان، معرفی می شوند. این تحقیق می تواند در جهت گیری های آینده در زمینه آنالیز دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و پژوهش های جدید مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: برج سینی دارمخروطی چرخان (SCC)، CFD، افت فشار، انتقال جرم
  • یاسر مظفری، رضا مسیبی بهبهانی*، ناصر تیموری خانه سری، آرش گشتاسبی صفحه 43

    گاز سنتز، ترکیبی از هیدروژن و مونو اکسید کربن به نسبتهای متفاوت است. با توجه به کاربرد وسیع این ترکیب در صنایع شیمیایی، پتروشیمیائی و تکنولوژی تبدیل گاز طبیعی به هیدروکربنهای مایع2؛ شناخت و پیش بینی رفتار فرایندی، همچنین آشنایی با ترموسینتیک، به منظور دستیابی به ترکیب درصد مورد نیاز صنایع پایین دستی، از اهمیت خاصی بر خوردار است.از آنجا که ریفرمینگ (بخار- متان) بر روی گاز طبیعی، یکی از روش های پر کاربرد تولید گاز سنتز می باشد در این مقاله واکنش کاتالیزی مذکور با استفاده از قانون بقای جرم، انرژی و ممنتوم (تکانه) مورد مطالعه قرار گرفت. با بکارگیری مدل شبیه سازی شده راکتور مورد نظر که با استفاده از نرم افزار ویژوال بیسیک3 طراحی آن صورت گرفته ودر آن مدل دقیق سنتیکی گنجانده شده است، می توان پارامتر های موثر در جهت کاهش هزینه ها را مورد مطالعه قرار داد. در ادامه، به بررسی واکنش در شرایط متفاوت ترمودینامیکی و فرایندی، پیش بینی محصولات واکنش و دسترسی به نسبت مطلوب در خروجی راکتور با تغییر شرایط عملیاتی پرداخته می شود.

    کلیدواژگان: گاز سنتز، ریفرمینگ (بهسازی) متان با بخار آب، راکتور، شبیه سازی
  • سیدمحسن میراحمدی، فرشاد ورامینیان صفحه 50
    تولید بخار از مهم ترین بخش های مصرف کننده ی انرژی در فرایند است. حدود 6/1 انرژی مصرفی در صنعت برای تولید بخار استفاده می شود. در این تحقیق واحد بخار یک کارخانه ی شیمیایی بررسی شده و ضمن بررسی بازدهی واحد، مهم ترین منابع هدررفت انرژی در آن شناسایی شده اند. نتایج محاسبات گواه آن است که می توان از هدررفت حداقل 846902 متر مکعب استاندارد گاز طبیعی در سال جلوگیری کرد. این صرفه جویی (به اضافه صرفه جویی ناشی از بازگشت آب) حدود 138070034 ریال در سال سود عاید این واحد صنعتی خواهد کرد. این مقدار معادل 8/19% هزینه ی سالانه ی سوخت مصرفی برای تولید بخار است.
    کلیدواژگان: بازدهی، دیگ بخار، صرفه جویی انرژی
  • مهسا عربی، محمدرضا دهقانی صفحه 60
    با توجه به بحران انرژی در سال های اخیر به ویژه در فصل تابستان و محدود بودن منابع سوختی و نیز آلایندگی آنها، انرژی خورشیدی یکی ازمنابعی است که امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به انرژی دریافتی قابل ملاحظه ی زمین از خورشید می توانیم با بهره گیری مناسب از این انرژی در سیستم های تبرید، بار سرمایشی مورد نیاز خانه ها را در تابستان و همچنین بار گرمایشی مورد نیاز در زمستان را تامین کنیم. در این مقاله عملکرد چیلرهای جذبی خورشیدی بررسی شد. سیستم مورد مطالعه، شامل یک چیلر جذبی آمونیاکی با حداکثر ظرفیت 5/2 تن تبرید و 30 عدد کلکتور خورشیدی از نوع لوله های خلاء شده می باشد. با استفاده از اطلاعات هواشناسی کشور، گرمای جذب شده توسط این کلکتورها در هر منطقه محاسبه شده و پس از ترکیب با سیستم چیلرجذبی خورشیدی شبیه سازی گردید. مقدار سرمایش ایجاد شده با استفاده از نتایج شبیه سازی، در نقاط مختلف کشور محاسبه شده و در نهایت، تاثیر پارامترهای مختلف بر بازدهی این سیکل مورد بررسی قرار گرفته و هزینه های سیستم طراحی شده با هزینه های چیلرهای تراکمی موجود مقایسه گردید.
    کلیدواژگان: چیلر جذبی، انرژی خورشیدی، سیکل تبرید، سرمایش
  • محمدعلی سمسارزاده، سحر امیری صفحه 73
    ساختار سیکلو دکسترین دارای یک حفره آب گریز است که امکان آرایش یافتگی مولکولی را در مورد کمپلکس در هم جای مولکولهای آلی ناقطبی با اندازه تقریبی برابر با حفره را برقرار می سازد. این آرایش یافتگی تنوع وسیعی از مولکول های آلی را در بر می گیرد. ساختار حلقه مانند سیکلو دکسترین باعث ترتیب خاص گروه های عاملی مولکول سیکلو دکسترین است که منجر به خواص و ویژگی های جالب آنها از جمله تشکیل کمپلکس در هم جای می شود.
    سیکلودکسترین ها توانایی تشکیل کمپلکس در هم جای با پلی اتیلن گلیکول و ترکیبات با ساختار مشابه را دارا می باشند. در این پژوهش، این توانایی در شرایط مختلف دمایی و زمانی و در حضور محلول بافر با غلظت های متفاوت مورد بررسی قرار گرفت و در ادامه، کاربردهای نانورتاکسن های سیکلودکسترین با مواد مختلف مورد بررسی قرار می گیرد.
    با افزایش مدت واکنش و کاهش دمای واکنش، درصد تبدیل واکنش افزایش می یابد. با افزایش دمای واکنش، اندازه کریستال ها و ضخامتشان کاهش می یابد. در دمای صفر درجه سانتی گراد بلورها سوزنی هستند، در صورتی که در 25 درجه سانتی گراد، شکل بلورها تجمعی می شود و با افزایش دما تا 50 درجه سانتی گراد بلورها شکل خاصی ندارند. با افزایش بافر محلول، اندازه کریستال ها کوچک می شود.
    کلیدواژگان: سیکلودکسترین، پلی اتیلن گلیکول، کاربردهای نانوکمپلکس های صنایع نساجی، صنایع شیمیایی، صنعت رنگ، رسانش دارو
  • امین احمدپور صفحه 87
    استفاده از پودر کربن فعال در تصفیه فاضلاب یک ایده جدید نیست، زیرا از سال 1935 تجربیاتی برای استفاده از این ماده به منظور افزایش انعقاد و لخته سازی جامدات، هضم بی هوازی لجن و آبگیری از آن به عمل آمده است.این تجربیات نشان دادند که پودر کربن فعال به عنوان یک ماده کمکی به هنگام افزایش بار هیدرولیکی فاضلاب، باعث افزایش فشردگی لجن و سهولت آبگیری از آن می شود. در این آزمایش ها سودمندی PAC تشخیص داده شد، ولی بنا به دلایل اقتصادی و این حقیقت که سطوح بالای تصفیه، عموما مورد نیاز نبود، به طور کامل پذیرفته نشد. در گذشته استفاده از کربن فعال دانه ای GAC نسبت به نوع پودری آن، رایج تر بود و همچنین بازدهی بالاتری داشت. در این مقاله ابتدا به بررسی فعالیت و تحقیقات صورت گرفته در مورد به کارگیری پودر کربن فعال و سپس با استفاده از یک واحد پیشتاز ستونی، اثر استفاده از پودر کربن فعال تهیه شده از دو شرکت متفاوت جهت کاهش بار آلودگی ناشی از فاضلاب شرکت پتروشیمی شهید تندگویان می پردازیم.
    کلیدواژگان: کربن فعال، تصفیه فاضلاب، شرکت پتروشیمی شهید تندگویان
  • صفحه 102
|
  • M. Javanmard, L. Golestan Page 4
    In this study, water vapor permeability (WVP) of edible films made of whey protein concentrate was investigated. Whey protein films were prepared by dispersing 10% whey protein in distilled water; and plasticized with different levels of glycerol (Gly) (glycerol: protein (Gly: Pr) =0.5 and 0.6). Olive oil was added at different levels (Oil: pro= 0.0, 0.2, and 0.4). The emulsion films were evaluated for mechanical properties, water vapor permeability and opacity.Increasing the levels of Gly or olive oil in the films led to decreases in Elastic Modulus (EM) and Tensile Strength (TS). Increasing Gly content of films at oil/pro ratios of 0.2, 0.4 led to slight increases in Elongation (EL). Increasing the oil: pro ratio further resulted in a decrease in Elongation (EL) for all films. No significant difference in WVP and Opacity was observed between films made from mixtures of various proportions Of WPC-Gly with increasing olive oil (addition) at all levels of plasticizer. The WVP values obtained in this study were found to be affected more by the level of glycerol than the levels of olive oil.The results of this study indicated that by designing of edible films based on whey protein, in addition to improvement of excellent water wapor permeability, application of oil like olive oil can be prepared composite edible films with low permeability to water vapor.
  • M. Yousefi, F. Feyzi Page 13
    This paper is related to the one of the main aspects in nano technology, which is nano thermodynamics. Nano technology is with no doubt one of the most important sciences in recent century. For progressing in nanotechnology, understanding of thermodynamic laws in small systems is necessary. In this work small systems in nano scale are introduced first. Then, after explanation of the importance of intermolecular forces the methods for measuring them followed by thermodynamics in nano systems are presented. One of the most widely used methods in the calculation of thermodynamic functions is molecular simulation methods. Molecular simulation consists of two different methods which are Monte Carlo and molecular dynamics. Molecular dynamics and calculation of thermodynamic functions with this method is briefly introduced in this work. It is proved that some thermodynamic functions that are intensive in macroscopic scale are related to the amount of system in nano scale; in other words they are related to the number of molecules of the system and as a result they are considered to be extensive. In this work discussion about the non intensity of these properties is presented.
  • M. Zakeri, A. Samimi, M. Khorram, H. Atashi, A. A. Mirzaie Page 24
    Mechanical strength is one of the technical properties of heterogeneous catalysts which strongly depends on their synthesis and forming method. A serious problem with the use of Fe Fischer-Tropsch catalysts in a reactor is their tendency to undergo attrition. In this paper the factors affecting the extent of attrition of catalysts and specialy Fe Fischer-Tropsch catalysts in slurry reactors are initially introduced. The effect of spray drying along with silica binder on improvement of attrition resistance of co-precipitated Fe Ctalysts are presented afterward. It is shown that by spray drying method, under optimum operational conditions, production of spherical catalyst's granules with suitable density and strength is possible. Furthermore, strength of the granules would be enhanced using proper amount of silica binder.
  • M. Zivdar, S. Shirdel, I. Khonsha, L. Pourjafar Page 31
    Study of SCC columns by CFD analysis has been increased in recent years due to the introduction of advanced computers and CFD soft wares such as CFX. These columns have a complicated geometry. CFD analysis can be used to optimize the design and control of these columns. Researches in the area of CFD analysis of SCC columns have been carried out mainly in Sydney and Sistan and Baluchestan Universities. In this paper a complete review of published works in the area of CFD analysis of SCC columns are presented. The information given could be used to direct the future research in this area.
  • Y. Mozaffari, R. M. Behbahani, N. Teymourei Khanesary, A. Goshtasbi Page 43

    Syngas is the mixture of H2 and CO by different ratio. According to extensive application of `this mixture in various industries such as chemical, petrochemical and converting natural gas to liquid hydrocarbon technology (GTL), it is important to know thermo-kinetic and treatment of the process to produce required mixture of syngas for downstream industries. Steam methane reforming of natural gas is one of the main methods for producing of syngas. In this paper catalytic reaction during the process has been studied by using mass, energy and momentum balance. By the use of this simulation model that designed by visual basic software that involving accurate kinetic model, we can study the effective parameters for cost reduction, surveying the reaction in different thermodynamic and processing conditions and then predict the reaction products to achieve appropriate composition in output of the reactor on changing the operation conditions.

  • S. M. Mirahmadi, F. Varaminian Page 50
    Steam generation is one of the most important energy consuming parts in the process industries. Approximately one-sixth of energy consumption in industries is used for steam generation. In this research utility unit of a chemical plant has been considered. Then, efficiency of boilers is calculated and major heat loss sources in process are identified. The results of calculation show that we can prevent lost of energy about 843096 sm3 of natural gas in year. This amount plus saving due to reduction of water consumption approximately 21% of fuel consumption price in this unit.
  • M. Arabi, M. R. Dehghani Page 60
    Energy challenges in recent years, especially in summer and shortage of fossil fuels along with their environmental problems have caused solar energy to become an important source of energy. Solar radiation can be applied as a source of energy for cooling systems in summer. In this article, performance of solar chilling systems is studied. This system has 30 evacuated tube solar collectors and an ammonia-water absorption chiller with maximum cooling capacity of 2.5 tones. Using meteorological data, absorbed heat in different cities were calculated and absorption system was simulated using HYSYS. Finally effects of different parameters and weather conditions are studied and the cost of this system is compared to conventional compression systems.
  • M. A. Semsarzadeh, S. Amiri Page 73
    Cyclodextrins are a family of cyclic oligosaccharides composed of_- (1, 4) linked glucopyranose subunits. Cyclodextrins are useful molecular chelating agents. These compounds having supramolecular structures carry out chemical reactions that involve intramolecular interactions where covalent bonds are not formed between interacting molecules, ions or radicals. The majority of all these reactions are of ‘host–guest’ type.. Because of their inclusion complex forming capability, the properties of the materials with which they complex can be modified significantly cyclodextrins are most important,. As a result of molecular complexation phenomena CDs are widely used in many industrial products, technologies and analytical methods. The negligible cytotoxic effects of CDs are an important attribute in applications such as rug carrier, food and flavours, cosmetics, packing, textiles, separation processes, environment protection, fermentation and catalysis. Poly (ethylene glycol) forms inclusion compounds with α, β and γ –cyclodextrins. The inclusion compounds are in microfibres, arranged in a columnar microstructures in the crystal lattice. The inclusion compound may form needles، prisms or hexagonal crystals from crystallization in a phosphate buffers under sonic energy.
  • Amin Ahmadpour Page 87
    Use of activated carbon in waste water treatment is not a new idea, therefore since 1935 experience has been gained in its use to increases the coagulation and flocculation of solids, anaerobic digestion of sludge and for removal of water from it. Experience has shown that activated carbon powder as an additive at the time of addition of hydraulic load of waste water, results in the compression of sludge and facilitates the removal of water from it. In these experiments the usefulness of Powered Activated Carbon (PAC) is determined, but due to economical and the fact that high degree of treatment was not required, this was not fully accepted. In the past use of Granular Activated Carbon (GAC) was more popular compared to its powered type, and it also had higher efficiency. In this article, initially a literature review of work done on the use of Activated Carbon Powder and the trend of growth in its use and the modifications made during last few years in the world and Iran and finally various experiments performed on activated carbon pilot unit at one of the petro-chemical units in Iran, in order to analyze the usefulness of this material in waste water treatment. In addition, two type of commercial activated carbon powder were used from two different suppliers giving different results, the reason for these different results was also analyzed and this difference in result was attributed to different constituents. For every experiment 4kg of activated carbon was used in the pilot plant column. The samples for experiment were taken from the exit stream from the clarifier. Results were obtained for effect of parameters such as inlet volumetric flow rate of waste water and activated carbon structure on its performance.