فهرست مطالب

شیمی و مهندسی شیمی ایران - سال سی و یکم شماره 2 (پیاپی 65، تابستان 1391)

نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال سی و یکم شماره 2 (پیاپی 65، تابستان 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/11/02
  • تعداد عناوین: 9
|
  • علی اصغر خلیلی، مرضیه شکرریز، سهراب تقی پور، فروزان حاجی علی اکبری صفحه 1
    چکیده: ترکیب N (1،3 دی متیل بوتیل) N'' فنیل پارا فنیلن دی آمین با نام تجارتی سانتوفلکس 6PPD یک عامل بازدارنده قوی در برابر اکسیداسیون و اوزوناسیون برای الاستومرهای سنتزی و طبیعی و به عنوان پایدار کننده پلیمرهای سنتزی مورد استفاده قرار می گیرد. افزایش این ماده برای محافظت در برابر شکل-های گوناگون فرسودگی، خستگی و انعطاف پذیری اجزای لاستیکی در شرایط عملیاتی ایستا و دینامیک، طی زمان انبار داری و استفاده در دماهای بالا نیاز است. در این پژوهش، تهیه سانتوفلکس از 4- آمینو دی فنیل آمین (4-ADPA) و متیل ایزو بوتیل کتون(MIBK) در مجاورت کاتالیست Pt/C5% با بهینه سازی متغیرهای ترمودینامیکی (دما، فشار) ومتغیرهای سینتیکی(دور همزن، زمان واکنش، نسبت مولی) با حضور یک اکسیدکننده مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله اول، از واکنش مستقیم نیتروبنزن، آنیلین در مجاورت یک باز قوی و با تغییر نسبت مولی هیدروژن پرکسید به نیتروبنزن، 4- نیترو و4- نیتروزو دی فنیل آمین تهیه شد که در ادامه با هیدروژناسیون در فشارpsig 220- 200 در دمای°C80 و در مجاورت کاتالیست Pt/C5%، 4- آمینو دی فنیل آمین با افزایش بازدهی تا حدود 10% نسبت به روش های متداول و با کاهش مواد جانبی تهیه شد. در مرحله بعدی، با بهینه سازی شرایط واکنش، 4- آمینو دی فنیل آمین با متیل ایزوبوتیل کتون در فشار psig800 گاز هیدروژن در دمای °C 175- 170 و در حضور کاتالیست Pt/C 5%، سانتو فلکس با بازدهی 95% و خلوص بالای 99% تهیه شد. که نسبت به روش های متداول 3% فزایش داشت. شناسایی کلیه ترکیب های تهیه شده با روش های طیف سنجی زیر قرمز، رزونانس مغناطیسی هسته پروتون، تجزیه عنصری و کروماتوگرافی گازی انجام شد.
    کلیدواژگان: آمینو دی فنیل آمین(4، ADPA)، سانتوفلکس 6PPD، آنتی اوزونان لاستیک، آنتی اکسیدان لاستیک
  • مرتضی حسن زاده کفشگری، محمد خرم، محسن منصوری، عبدالرضا صمیمی صفحه 13
    چکیده: درجه ی استیل زدایی کیتوزان در ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و زیستی نقش اساسی دارد. از این رو، در این پژوهش، کیتوزان با ویسکوزیته ی پایین، وزن مولکولی متوسط و کیتوزان با وزن مولکولی بالا (دارای ناخالصی و بهسازی شده) برای تعیین درجه ی استیل زدایی با استفاده از یک روش آسان و دقیق مورد مطالعه قرار گرفت. درجه ی استیل زدایی کیتوزان ها از روش طیف نمایی زیر قرمز تبدیل فوریه (روش موری و رابرت، خط مبنای a و روش باکستر و همکاران، خط مبنای b) و تیتراسیون پتانسیل سنجی خطی تعیین شد. در روش ارایه شده برای حذف ناخالصی ها و بهسازی درجه ی استیل زدایی کیتوزان با وزن مولکولی بالا، درجه ی استیل زدایی از 1/60 به 7/92 درصد افزایش چشمگیری پیدا کرد. نتیجه های به دست آمده با متوسط ریشه مجذور انحراف مطلق (RMSD) مقایسه شد و همپوشانی روش های تیتراسیون پتانسیل سنجی و طیف نمایی زیر قرمز را برای خط مبنای aنشان داد. بررسی درجه ی استیل زدایی کیتوزان ها، افزایش درجه ی استیل زدایی را با افزایش ویسکوزیته و وزن مولکولی کیتوزان نشان داد.
    کلیدواژگان: کیتوزان، درجه استیل زدایی، تیتراسیون پتانسیل سنجی، طیف نمایی زیر قرمز
  • محمد فیروزی، مرتضی بقالها، موسی اسدی صفحه 21
    چکیده: در این پژوهش، کاتالیست زئولیتی ZSM-5 با نسبت بالای سیلیسیوم به آلومینیم برابر 800 برای فرایند تبدیل متانول به پروپیلن (MTP) سنتز شده است. در سنتز این کاتالیست از قالب آلی تترا پروپیل آمونیوم برمید استفاده شده است که نسبت به تترا پروپیل آمونیوم هیدروکسید که به طور معمول به عنوان قالب آلی استفاده می شود، به مراتب ارزان تر است. آزمون راکتوری کاتالیست سنتز شده در شرایط عملیاتی دما 460 درجه سانتیگراد، فشار اتمسفری، WHSV برابر 1-h 1 و خوراک شامل محلول 50 درصد وزنی آب و متانول انجام شده است.
    نتیجه های به دست آمده از آزمون راکتوری کاتالیست سنتز شده با نتیجه های آزمون راکتوری یک کاتالیست تجاری در شرایط یکسان مقایسه شده است. برای تعیین ویژگی های کاتالیست از تجزیه های XRD، SEM، TPD، BET و ICP استفاده شده است. نتیجه ها بیانگر آن است که بالاترین میزان گزینش پذیری کاتالیست سنتز شده نسبت به اولفین های سبک به ویژه پروپیلن 54 درصد می باشد که این عدد برای کاتالیست تجاری 40 درصد است. همچنین پس از گذشت 150 ساعت از عمر کاتالیست، کاتالیست سنتز شده دارای درصد تبدیل بالاتری نسبت به کاتالیست تجاری می باشد که به ترتیب 7/99 و 5/99 می باشد.
    کلیدواژگان: پروپیلن، هیدروترمال، گزینش پذیری، ZSM، 5، MTP
  • مرتضی افخمی پور، رضا آذین، شهریار عصفوری صفحه 27
    : در این مقاله، یک مدل پایدار بر اساس انتقال جرم برای جذب انتخابی گاز هیدروژن سولفید درمحلول متیل دی اتانول آمین در برج جذب پرشده ارایه شده است. این مدل می تواند توزیع غلظت اجزای گازهای نفوذ کننده و توزیع دما در فازهای گاز و مایع برای سیستم (O 2-H 2S-CO 2MDEA-H) پیش بینی کند. برای پیش بینی توزیع غلظت گاز کربن دی اکسید از ثابت های سینتیکی درجه دوم واکنش میان این گاز و محلول متیل دی اتانول آمین استفاده شده است و از بین داده های موجود، بهترین ثابت با توجه به نتیجه ها انتخاب شده است. همچنین پارامترهای موثر در به دست آوردن این توزیع ها ونقطه بیشینه ضریب انتخاب پذیری در این مدل بررسی شده است. برای بررسی درستی مدل ارایه شده، نتیجه های به دست آمده از آن با استفاده از داده های یک واحد نیمه صنعتی و همچنین با استفاده از داده های موجود برج جذب پرشده واحد شیرین سازی فازهای 4 و5 مجتمع گاز پارس جنوبی مقایسه شده است. نتیجه های به دست آمده نشان دهنده تطابق خوب پیش بینی مدل ارایه شده و داده های تجربی می باشد.
    کلیدواژگان: انتقال جرم، هیدروژن سولفید، کربن دی اکسید، جذب، برج پرشده، ضریب انتخاب پذیری
  • نسیم طاهونی، سمیرا میریحیایی، فاطمه جدا، حمیدرضا فلاحی، محمدحسن پنجه شاهی صفحه 41
    تاکنون روش های گوناگونی برای طراحی مبدل های چندجریانه ارایه شده است، اما در بیشتر الگوریتم های موجود، ویژگی های فیزیکی کلیه جریان ها در طول مسیر انتقال گرمای ثابت فرض شده است. در این پژوهش، روشی پیشنهاد شده است که اثر تغییر ویژگی های فیزیکی سیال را در نظر می گیرد. این قابلیت به همراه در نظرگرفتن افت فشار جریان های موجود، الگوریتم قدرتمندی را برای تخمین سطح شبکه پیش از طراحی فراهم می سازد. در این روش وابستگی ویژگی های فیزیکی از جمله ظرفیت گرمایی ویژه، ویسکوزیته، دانسیته و هدایت گرمایی به تغییر دما مورد توجه قرار می گیرد. بنابراین کلیه ی پارامترهای موثر در رابطه ی افت فشار به طور دقیق تری محاسبه می شوند. این کار با معرفی ضریب های تصحیحی در هدف گذاری و طراحی شبکه مبدل گرمایی شامل جریان های مایع و گاز صورت گرفته است.
    بر این اساس، نتیجه دقیق تر و قابل اعتمادتری برای مرحله های هدف گذاری و طراحی مبدل چند جریانه به دست می آید. همچنین، در میان روش های گوناگون برای طراحی مبدل های گرمایی چند جریانه، روشی که همراه با بهینه سازی افت فشار جریان ها، بهترین پره را برای هر جریان برگزیند پیشنهاد نشده است. این پژوهش روش جدیدی در طراحی این مبدل ها بر پایه ی استفاده از افت فشارهای بهینه ارایه می دهد که تلفیقی از مفهوم فناوری پینچ و الگوریتم ژنتیک است.
    تابع هدف مسئله، هزینه کل سالیانه است که هزینه های سطح و هزینه تامین افت فشار جریان ها را شامل می شود. نتیجه ها نشان دهنده آن است که با درنظر گرفتن ویژگی های فیزیکی متغیر به جای ثابت فرض کردن آنها، حجم مبدل و هزینه کل سالیانه به ترتیب به میزان 3/27% و 5 /13% با دقت بیشتری محاسبه خواهد شد. همچنین با بهینه سازی افت فشار، میزان حجم مبدل و هزینه سالیانه کاهش خواهد یافت که این میزان در حالت انجام عمل بهینه سازی بر مسئله با لحاظ خواص فیزیکی متغیر به میزان 28/4% کاهش در حجم مبدل و 92/4% کاهش در هزینه کل سالیانه را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: مبدل گرمایی چند جریانه، فناوری پینچ، خواص فیزیکی متغیر، بهینه سازی، الگوریتم ژنتیک، نوع پره
  • مرتضی حسن آبادی، سید مهدیا مطهری، مهدی ندری پری صفحه 55
    بهینه سازی تولید نفت از میدان های هیدروکربوری یکی از دغدغه های اصلی مدیریت مخازن نفت است.
    در این راستا از فناوری چاه هوشمند که در دهه ی اخیر توسعه یافته، استفاده می شود. از جمله چالش های مهم این فناوری، تنظیم بهینه شیرهای کنترلی ثابت در طول عمر چاه هوشمند است. به دست آوردن وضعیت بهینه این شیرها با استفاده از نرم افزار شبیه ساز مخزن، نیازمند تعداد بسیار زیاد اجرای شبیه سازی است که باتوجه به محدودیت های زمان وهزینه غیرممکن است. از این رو باید به دنبال روشی برای جایگزینی نرم افزار شبیه ساز مخزن و ارایه الگوریتم بهینه سازی مناسب بود. در این مقاله با جایگزینی روش شبکه عصبی مصنوعی با نرم افزار شبیه ساز مخزن، مقدارهای تولید نفت و آب محاسبه شده و بهینه سازی تنظیمات شیرهای کنترلی ثابت برای بیشینه کردن تولید نفت وکمینه کردن تولید آب با الگوریتم پرندگان (PSO) انجام می شود، که سرانجام میزان تولید نفت به اندازه 55% نسبت به روش متداول افزایش می یابد به بیان دیگر، میزان نفت تجمعی از 3.5 میلیون بشکه به 6 میلیون بشکه و ضریب بازیافت آن از 6% به 9.5% در طول عمر چاه افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: الگوریتم پرندگان (PSO)، بهینه سازی، چاه هوشمند، روش شبکه عصبی مصنوعی، شیرهای کنترلی درون چاهی
  • الهام ایرانمنش، رویین حلاج، سید مرتضی ضمیر صفحه 71
    بررسی سینتیک تجزیه زیستی یک آلاینده، نکته اصلی در مشخصه سازی عملکرد یک فیلتر زیستی است. در این پژوهش، از یک مجموعه قارچ جدا شده از بستر کمپوست فیلتر زیستی که پیش تر برای حذف بخار هگزان از هوا به کار گرفته شده بود، برای مطالعه سینتیک حذف هگزان استفاده شد. توانایی این مجموعه قارچی، با تاکید بر اثر دما و غلظت آلاینده، در یک سامانه های ناپیوسته در فاز مایع مورد مطالعه قرار گرفت. غلظت هگزان در بازه ی mg/L 25-5 و دما °C 45-25 بر اساس طرح مرکب مرکزی (CCD) بررسی شد. شرایط بهینه در دمای °C 5 /36 و غلظت mg/L 6/8 به دست آمد. مدل های سینتیکی گوناگون با داده های آزمایشگاهی در دو دمای 25 و °C 40 برازش شدند و مدل های سینتیکی هالدین، وب و یانو به خوبی با نتیجه ها تطابق داشتند (98/0<2 R). هم چنین تمایل مجموعه قارچی برای تجزیه هگزان در دمای °C 40 بیشتر از دمای °C 25 بود. پارامترهای سینتیکی مدل هالدین در دمای °C 40 عبارتند از mg/gBiomass•h 57 /3=νmax، mg/L 57 /9=KS و mg/L 48/20=KI.
    کلیدواژگان: تجزیه زیستی، سینتیک، نرمال هگزان، سوبسترای بازدارنده، دما
  • رضا صالح احمدی، رویین حلاج*، سید مرتضی ضمیر صفحه 83

    در سال های اخیر مطالعه فیلترهای زیستی در تصفیه هوای صنعتی به عنوان یک جایگزین برای روش-های معمول فیزیکی شیمیایی مورد توجه قرار گرفته است. با وجود اینکه دما از پارامترهای تاثیر گذار در این فرایند به حساب می آید ولی مدلسازی آن به دلیل پیچیدگی، کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش یک مدل ریاضی برای بررسی اثر تغییر دما و نوع هوادهی بر فرایند حذف یک آلاینده فرار با در نظر گرفتن پدیده پخش در فاز گاز، نفوذ در فیلم زیستی و محدودیت اکسیژن در سینتیک واکنش ارایه شده است. نتیجه های به دست آمده از مدل سازی با نتیجه های یک پژوهش تجربی که حذف بخار هگزان را از جریان هوا در فیلتر زیستی در دمای بین °C 45-30 در دو حالت بار گذاری پیوسته و ناپیوسته ارایه داده بود، اعتبار سنجی شد. نتیجه ها نشان می دهد که در بارگذاری ناپیوسته در بازه دمای °C 35-30 و در بارگذاری پیوسته در بازه °C 40-30 تطابق خوبی بین مدل و نتیجه های آزمایشگاهی برقرار می باشد. آزمون حساسیت نشان می دهد که در بارهای ورودی بالا کاهش دمای بستر باعث می شود هنجار عملیاتی فیلم زیستی از حالت محدودیت سرعت زیستی به محدودیت نفوذ تغییر یابد که در آن بخشی از فیلم زیستی غیر فعال شود.

    کلیدواژگان: فیلتر زیستی، هگزان، بارگذاری ناپیوسته، بارگذاری پیوسته، دما، مدل سازی
  • رضا قشلاقی، زهرا حیدری، محمود اخوان مهدوی صفحه 97
    در این مقاله یک شبکه ی متابولیکی، در بردارنده ی مسیرهای متابولیکی مرکزی سودوموناس ائروجینوزا در شرایط بی هوازی ارایه شده است. به منظور تایید دقت مدل، پیش بینی های مدل با نتیجه های تجربی به دست آمده از کار دیگر پژوهشگران مقایسه شده است. برای دست یابی به این مهم، از برنامه ریزی خطی برای بهینه سازی معادله های حاکم بر سامانه استفاده شد. تابع هدف برای بررسی درستی مدل، نرخ ویژه رشد این میکروارگانیسم بوده است. طبق پیش بینی های مدل با این تابع هدف، مسیرهای انتنردودورف و پنتوز فسفات برای فروساخت گلوکز فعال بودند. هم چنین چرخه ی تری کربوکسیلیک اسید به طورکامل انجام نمی شد. در صورتی که مقدارهای بهینه تولیدی کوفاکتورهای ATP و NADPH به عنوان تابع هدف در نظر گرفته شوند مسیر پنتوز فسفات و در صورتی که تولید بیشینه ی NADH مورد نظر باشد مسیر انتنردودورف مسیرفعال می باشد. پیش بینی های مدل در مقایسه با اندازه گیری های آزمایشی دارای خطای نسبی کمتر از 10 درصد بوده است. این میزان خطای کم، نشان دهنده ی قابل اعتماد بودن مدل بوده و امکان کاربرد آن را در پژوهش-های آتی فراهم می کند.
    کلیدواژگان: شبکه های متابولیکی، آنالیز شار متابولیکی، سودوموناس ائروجینوزا، بهینه سازی نرخ رشد ویژه
|
  • Ali Asghar Khalili, Marzieh Shekarriz, Sohrab Taghipoor, Frozan Hajialiakbari Page 1
    N-(1, 3-Dimethylbutyl)-N'-phenyl-1, 4-phenylenediamine (Santoflex 6PPD) functions as a powerful antioxidant and antiozonant for natural and synthetic elastomeric compounds and as synthetic polymer stabilizer. Santoflex 6PPD provides protection against different forms of aging and fatigue degradation of flexible rubber components in both static and dynamic operation conditions at high temperature during storage and service operation is essential. In this research synthesis of this compound from 4-AminoDiPhenylAmine (4-ADPA) and Methyl IsoButyl Ketone (MIBK) in the presence of 5%Pt/C as catalyst with thermodynamic variables (temperature, pressure) and kinetic parameters (stirring speed, reaction time, and molar ratio) were examined with an oxidizer. At first, (4-nitrodiphenyl amine and 4-nitrosodiphenyl amine) were prepared by direct coupling of aniline and nitrobenzene under optimized molar ratio of hydrogen peroxide to moles nitrobenzene in the presence of a strong base. Then 4-ADPA was synthesized under hydrogen pressure about 200-220 psig at 80 °C in the presence of 5%Pt/C as catalyst with efficiency increase about 10% and by product reduce compared to conventional methods. In the second step, 4-ADPA was reacted with Methyl IsoButyl Ketone (MIBK) under hydrogen pressure of about 800 psig and temperature of 170-175 °C in the presence of 5% Pt/C catalyst Santo flex 6PPD was synthesized in 99% purity and the yield of reaction was 95% with efficiency increase about 3% in comparison with conventional methods. All of the synthesized compounds were ‍characterized by FT-IR, 1HNMR, C.H. N. and G.C. analysis.
    Keywords: 4, aminodiphenylamine (4, ADPA), Santoflex 6PPD, Rubber antioxidants, Rubber antiozonants
  • Morteza Hasanzadeh Kafshgari, Mohammad Khorram, Mohsen Mansouri, Abdolreza Samimi Page 13
    The Degree of Deacetylation (DD) of chitosan plays a main role in its physical, chemical and biological properties. Hence, in this study, low-viscous, medium, and high (impure and improved) molecular weight chitosan were used to determine DD, using a simple and exact method, The DDs of chitosan were determined by the fourier transform infrared spectroscopy (Baseline-a and b) and linear potentiometric titration. Thie concluded results were compared using Root-Mean-Square Deviation (sRMSD) whereby an agreement between the linear potentiometric titration and fourier transform infrared spectroscopy (Baseline-a) were shown. In presented method, for purifying impurities and improving DD of the high molecular chitosan, DD was noticeably increased from 60.1 to 92.7 %. The analysis of chitosan's DD represented the raise of DD in the presence of the increase of viscosity and molecular weight of chitosan.
    Keywords: Chitosan, Degree of deacetylation, Potentiometric titration, Infrared spectroscopy
  • Mohammad Firoozi, Morteza Baghalha, Mousa Asadi Page 21
    In this research, ZSM-5 zeolite with high ratio of Si to Al of 800 was synthesized to act as the catalyst for the conversion of Methanol To Propylene (MTP). Instead of tetra-propyl ammonium hydroxide, here, tetra-propyl ammonium bromide which is much cheaper was used as the template. The reaction was investigated in a fixed-bed flow reactor under the operating conditions of T=460 °C, P=1atm, and WHSV = 1 h-1. The obtained results with the synthesized catalysts were compared with those of a commercial catalyst. The catalysts were characterized using XRD, SEM, TPD, BET and ICP techniques. The obtained results indicated that the selectivity of methanol conversion to light olefins, including propylene is 54%. This value is significantly higher than the 40% selectivity obtained with the commercial catalyst. Aging and deactivation after 150 hours of reactor operation was less severe for the synthesized catalyst compared to the commercial catalyst.
    Keywords: Propylene, Hydrothermal, Selectivity, ZSM, 5, MTP
  • Morteza Afkhamipour, Reza Azin, Shahriyar Osfouri Page 27
    In this paper, a steady-state model based on mass transfer for selective absorption of hydrogen sulfide gas in MethylDiEthanolAmine (MDEA) solution, in the packed absorption tower is presented. This model is able to predict the concentration and temperature profiles in gas and liquid phases for the (MDEA-H2S-CO2-H2O) system. In order to predict the profile of CO2 concentration, the second-order kinetic constants of reaction between gas and MDEA solution was used. Also, among the existing kinetic data, the best one was selected. In addition, the effective parameters in obtaining these profiles and the maximum point of selectivity factor were examined in this model. In order to evaluate accuracy of proposed model, the results were compared with from a pilot plant test as well as using operating data from absorption packed tower of the gas sweetening unit of phases 4 and 5 of South Pars Gas Complex. The obtained results reveal an acceptable compatibility between experimental data and prediction of the presented model.
    Keywords: Mass transfer, Hydrogen sulfide, Carbon dioxide, absorption, Packed column, Selectivity factor
  • Nassim Tahouni, Samira Miryahyaie, Fatemeh Joda, Hamid Reza Fallahi, Mohammad Hasan Panjeshahi Page 41
    Although several methods have been proposed in design of multi-stream heat exchangers, but they often apply for constant physical properties. In this research, a new method is presented using the variation of physical properties with temperature as well as optimum pressure drops. Having indicated the dependency of specific heat capacity, viscosity, density and thermal conductivity on temperature variation, a set of temperature correction factors is defined for each stream. Calculating the correction factors for all streams will lead in finding an optimum DTmin in targeting stage as well as a reliable design based on effective pressure drops, which will guarantee the accuracy of results. Moreover, the optimum pressure drops are used by the optimum selection of fins for each stream in which the total annual cost of exchanger is minimized using genetic algorithm. Having applied the temperature correction factors in design of a multi-stream heat exchanger as case study, the results showed a 27.3% and 13.5% reduction in exchanger volume and total annual cost, respectively, compared to those calculated based on constant physical properties. Also, by optimization of fin types using the genetic algorithm, the results showed a 4.28% and 4.92% reduction in volume and total annual cost, respectively.
    Keywords: Multi, stream heat exchanger, PINCH technology, Variable physical property, Optimization, Genetic algorithm, Fin type
  • Morteza Hassanabadi, Sayed Mahdiya Motahhari, Mahdi Nadri Pari Page 55
    Oil production optimization is one of the main targets of reservoir management. Smart well technology gives ability of real time oil production optimization. Although this technology has many advantages; optimum adjustment or sizing of corresponding valves is its issue. In this research optimum sizing of ICDs which are passive control valves has been focused on by designing a neural network to simulate reservoir behavior and applying Particle Swarm Optimization (PSW) algorithm to find optimum port size for ICDs. Indeed; this work eliminates the need for lots of expensive and time consuming iteration through reservoir simulator. The achieved objectives of the work were oil production maximization and water production minimization.
    Keywords: Particle Swarm Optimization (PSO), Optimization, Smart well, Neural network methods, Inflow Control Devise (ICD)
  • Elham Iranmanesh, Rouein Halladj, Seyed Morteza Zamir Page 71
    The kinetic study of a pollutant biodegradation is considered as one of the main steps in characterization of a biofilter performance. In this research, an unidentified fungal consortium which had been previously isolated from a compost biofilter treating n-hexane and toluene vapors, was used to remove n-hexane in a batch system. To specify the ability of the isolated fungi, the effect of operating temperature and pollutant concentration on the removal process were studied. The hexane concentration in liquid phase varied in the range of 5-25 mg/L and temperature altered between 25-45 °C in a central composite design analysis. The optimum conditions for hexane biodegradation obtained at 36.5°C and 8.6 mg/L. The kinetic investigations at 25 and 40 °C presented that Haldane, Webb and Yano models could predict the biodegradation well with R2 > 0.98. The kinetic parameters of Haldane model at 40 °C were νmax= 3.57 (mg/gBiomass.h), KS=9.57 mg/L, and KI=20.48 mg/L.
    Keywords: Biodegradation, Kinetic, n, Hexane, Substrate inhibition, Temperature
  • Reza Salehahmadi, Rouein Halladj, Seyed Morteza Zamir Page 83

    In recent years biofiltration has been attended as an alternative method for the treatment of polluted air stream instead of traditional processes. Although temperature is a key factor in this process, biofiltration modeling based on the temperature effect on the reaction kinetics has been rarely considered. In this contribution, a dynamic mathematical model has been presented which takes into account the dispersion in gas phase, diffusion in biofilm, temperature effect, and potential of oxygen limitation in reaction kinetic. Model was calibrated and validated by using an experimental data in which the effect of temperature, intermittent and continuous loading on the biodegradation of n-hexane vapor was investigated. Results showed that model well predicted experimental data at intermittent loading in the temperature range of 30-35°C and continuous loading in the temperature range of 35-40°C. Sensitivity analysis showed that at high inlet loads, decreasing bed temperature may change the rate limited biodegradation to the diffusion limited and a part of biofilm become inactive.

    Keywords: Biofiltration, Hexane, Temperature, Modeling, Intermittent loading
  • Reza Gheshlaghi, Zahra Heidari, Mahmood Akhavan Mahdavi Page 97
    A metabolic network comprising central metabolic pathway of Pseudomonas aeruginosa under anaerobic condition was developed. To confirm the model accuracy, a comparison between the model prediction and the corresponding experimental results from other works in the literature have been performed. Linear programming was used for this purpose. Objective function was specific growth rate of the microorganism. Base on the model predictions with this objective function, Entenr-Doudoroff and pentose phosphate pathway were both active for the catabolism of glucose. Moreover, the entire reactions of the tricarboxylic acid cycle were not active. Glucose was oxidized via the pentose phosphate pathway when maximization of cofactors ATP and NADPH were the objective of optimization, whereas Entner-Doudoroff was active for maximizing NADH. The model predictions showed a relative error less than 10 percent compare with the experimental results. The small error makes the model reliable for further researches.
    Keywords: Metabolic pathway, Metabolic flux analysis, Pseudomonas aeruginosa, Specific growth rate optimization