جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "زیست توده" در نشریات گروه "مهندسی شیمی، نفت و پلیمر"
تکرار جستجوی کلیدواژه «زیست توده» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
اسید لویولینیک به عنوان یکی از ترکیبات واسطه تبدیل زیست توده به مواد با ارزش افزوده بالا معرفی شده است. در این مطالعه، فرایندهای تبدیل گلوکز و فرکتوز به اسید لویولینیک در محیط آبی و در حضور اسید کلریدریک به عنوان کاتالیست بر مبنای داده های منتشرشده طراحی شده اند. واحدهای تولیدی بر اساس آهنگ خوراک ورودی 300 تن در روز، 330 روز کاری در سال و عمر مفید 20 سال طراحی شده اند. برآورد حداقل قیمت فروش اسید لویولینیک با فرض 10% نرخ بازگشت داخلی سرمایه بررسی شده است. طبق تجزیه و تحلیل اقتصادی، حداقل قیمت فروش اسید لویولینیک تولیدی از فرکتوز و گلوکز به ترتیب 457/1 و 628/1 دلار بر کیلوگرم برآورد شده است. آنالیز حساسیت انجام شده بر روی حداقل قیمت فروش محصول بیانگر این موضوع است که در این فرایندها، قیمت خوراک و بازده تولید اسید لویولینیک دو متغیر مهم در تعیین حداقل قیمت فروش محصول هستند.کلید واژگان: اسید لویولینیک, امکان سنجی فنی- اقتصادی, زیست توده, گلوکز, فرکتوزLevulinic acid (LA) has been reported as an important building block in the road map of converting biomass to value added compounds. Since LA is a versatile molecule, techno-economic analysis of its production from C-6 monosaccharides has been investigated. In this study, the process of glucose and fructose conversion to LA was designed in an aqueous solution in presence of HCl as the homogeneous acid catalyst based on published data. In order to perform the economic analysis, parameters were considered as feed mass flow rate 300 tons/day, working days per year 330, plant lifetime of 20 years, and 10% internal interest rate. Based on economic evaluations, the minimum selling price (MSP) of LA produced from fructose and glucose were 1.457 and 1.628 $/Kg, respectively. Sensitivity analysis was conducted to investigate different parameters impacts on MSP. Results indicate that feed price and product yield are major affecting parameters.Keywords: Levulinic acid, Techno-Economic Evaluation, Biomass, Glucose, Fructose
-
مجله فرآیند نو، پیاپی 75 (پاییز 1400)، صص 41 -57
در این مقاله یکپارچه سازی فرآیند گازی سازی زیست توده با یک نیروگاه زمین گرمایی بررسی شده است. هدف از این پژوهش بهبود توان موثر خروجی توربین یک نیروگاه زمین گرمایی توسط فوق اشباع کردن بخار خروجی از چاه زمین گرمایی با بهره گیری از حرارت مازاد فرآیند گازیسازی زیست توده است. در این راستا یک نیروگاه زمینگرمایی با ظرفیت توان تولیدی 2/8 مگاوات به عنوان مورد مطالعاتی انتخاب و در نرم افزار اسپن پلاس شبیه سازی گردید. سپس یک فرآیند گازی سازی زیست توده به روش بستر سیال دوتایی نیز توسط این نرم افزار شبیه سازی شد. در مرحله آخر یک سیستم ترکیبی شامل انرژی حاصل از چاه زمینگرمایی و انرژی حاصل از زیست توده طراحی و شبیه سازی گردید. برای این منظور 3/9 کیلوگرم بر ثانیه بخار اشباع از چاه زمینگرمایی استحصال و به کمک حرارت مازاد از فرآیند گازیسازی با دبی زیستتوده 31950 کیلوگرم بر ثانیه، فوق اشباع گردید. گاز سنتز تولیدی در این فرآیند به عنوان محصول جانبی 34353/9 کیلوگرم بر ساعت است. نتایج نشان داد که راندمان فرآیند زمینگرمایی از %15/7 به %29/5 افزایش پیدا کرده و توان تولیدی آن نیز در شرایط یکسان عملیاتی از 2/8 مگاوات به 3/6 مگاوات ارتقا یافته است.
کلید واژگان: گازی سازی, بستر سیال دوتایی, زیست توده, انرژی زمینگرمایی, نیروگاه ترکیبیIn this paper, the integration of a biomass gasification process with a geothermal power plant is investigated. The purpose of this study is to enhance the effective power of the geothermal plant turbine by supersaturating the output steam from the geothermal well by using the excess heat of the biomass gasification process. In this regard, a geothermal power plant with a production capacity of 2.8 MW was selected as a case study and simulated in Aspen Plus software. Then a biomass gasification process was simulated using the binary fluid bed method in this software. Finally, a hybrid system including the geothermal power plant and the biomass gasification unit was designed and simulated. For this purpose, 3.9 kg/s saturated steam was extracted from the geothermal well and supersaturated by the excess heat from the gasification process with a biomass flow rate of 31950 kg/s. The amount of syngas produced in this process as a by-product is 34353.9 kg/hr. The results showed that geothermal process efficiency increased from 15.7% to 29.5% and production capacity under the same operating conditions increased from 2.8MW upgraded to 3.6 MW.
Keywords: Gasification, Binary Fluidized Bed, Biomass, Geothermal Energy, Hybrid Power Plant -
شلتوک برنج، یک زیست توده ارزان قیمت است که توانایی انباشت مقادیر قابل توجه سیلیکای بی شکل در بافت خود را دارد. فرایند استحصال این سیلیکا سبزتر از فرایندهای معمول تولید سیلیکای بی شکل است. در این پژوهش تاثیر عوامل فرآیندی استحصال سیلیکا از شلتوک برنج به روش رسوبی، به همراه یک کاربرد ویژه آن در صنعت لاستیک مورد مطالعه قرار گرفته است. در فرایند استحصال، ابتدا شلتوک برنج در فضای آزاد سوزانده شده و سپس در یک کوره الکتریکی به خاکستر سفید تبدیل شد که در مراحل بعدی به کمک سود سوزآور به محلول سیلیکات سدیم تبدیل شده و درنهایت سیلیکا از این محلول به کمک اسیدسولفوریک رسوب داده شده است. در این مطالعه تاثیر نسبت جامد به حلال ؟(g/g 17/0-03/0) و مدت زمان مرحله انحلال قلیایی (h 2-1) و تاثیر pH (9-5) و دما در مرحله ترسیب اسیدی (°C 90-25) بررسی شده است. نشان داده شده که یک نسبت جامد به حلال کم در مرحله انحلال قلیایی و یک pH اسیدی در کنار دمای ترسیب بالا برای حصول بیشترین راندمان تولید و به دست آوردن سیلیکایی بی شکل با خلوص بالا لازم است. سیلیکای رسوبی با درصد خلوص و شیمی مشابه با نمونه تجاری مورداستفاده در صنعت لاستیک (؟) اما مساحت سطح و حجم حفرات کمتر (؟) از نمونه تجاری تولید شد. همچنین مشخص شد که طولانی تر شدن مرحله انحلال قلیایی موجب افزایش اندک راندمان تولید می شود. سیلیکای تولیدشده، در سیستم چسبندگی لاستیک به الیاف (RFS) عملکرد بسیار نزدیک به نمونه تجاری را نشان داد که نشان دهنده توانایی بالای آن برای جایگزین شدن با انواع تجاری است که عمدتا با فرایندهای با هزینه بیشتر و زیست سازگاری کمتر تولید می شوند.
کلید واژگان: زیست توده, استحصال قلیایی, سیلیکای رسوبی, چسبندگی لاستیک به الیافResearch subjectAs a low price biomass, rice husk is able to accumulate a large amount of silica in its texture. The process for extracting this silica is greener than the conventional ones. The present research addresses the effects of the different process parameters on amorphous silica extraction from rice husk through a precipitation method.
Research approachIn the extraction process, first the rice husk was burned in the open air and then turned into white ash in an electric furnace. This ash was converted into sodium silicate solution using NaOH, and finally the silica was precipitated from this solution by sulfuric acid. The effect of solid to solvent ratio, the duration of the alkaline dissolution step as well as the pH and temperature of acid precipitation step have been investigated. Moreover, a special application of the amorphous silica in rubber industry was also investigated.
Main resultsThe results showed that a low solid to solvent ratio at the alkaline dissolution stage as well as an acidic pH along with a high precipitation temperature are required to obtain the highest production efficiency and to obtain high purity amorphous silica. The purity and chemistry of obtained silica were quite similar to commercial sample in the rubber industry; however, the surface area and pore volume of obtained silica was less than the commercial one. It was also found that prolonging the alkali dissolution step slightly increases the production efficiency. The obtained silica exhibited very close performance to the commercial sample, in the rubber-to-fiber adhesion system (RFS). This indicates the high ability of precipitated silica to be replaced by commercial types, which are mainly produced by more cost-effective and less biocompatible processes.
Keywords: Biomass, Alkaline extraction, Precipitated silica, Adhesion of rubber to fibers -
قوانین روز افزون در صنعت چسب و تقاضای پیوسته برای پایداری بیشتر، به توسعه جایگزین های مناسب تر از نظر زیست محیطی برای چسب های فشارحساس (PSAs) پایه نفتی منجر شده است. این مقاله مروری، نگاهی کلی به راهبردها و روش های کنونی توسعه چسب های PSA آکریلی پایدار مشتق از منابع تجدیدپذیر مانند روغن گیاهی، لیگنین، کربوهیدرات ها و ترپن ها دارد. در اینجا، بر برخی از مفاهیم اصلی در منابع علمی دهه اخیر تاکید شده است که راه را برای تمرکز فعلی بر بهبود خواص چسب با استفاده از آرایه کاملی از دسته های ساختاری طبیعی هموار می کند. در این زمینه، برخی از راهبردهای اخیر بحث شده اند که چسب های PSA با خواص چسبی سفارشی متناسب با کاربرد مدنظر به دست می دهند. با این دیدگاه مهم درباره مجموعه گسترده تلاش های پژوهشی در زمینه PSAهای آکریلی با منابع زیستی، هدف از این مرور، ارایه راهنمایی برای پژوهشگران جدید در این زمینه بسیار نوظهور است.
کلید واژگان: چسب های فشارحساس, زیست توده, آکریلی ها, اسیدهای چرب, لیگنینThe ever-increasing regulations within the adhesives industry and the continuous demand for more sustainability, have led to the development of environmentally more suitable alternatives to petroleum-based pressure-sensitive adhesives (PSAs). This review provides an overview of the current strategies and methods to develop sustainable, acrylic PSAs derived from renewable resources, such as vegetable oil, lignin, carbohydrates and terpenes. Herein, we emphasize some of the key concepts in the literature within the past decades, which paved the way to the current focus of improving the adhesive properties by employing the full array of natural building blocks. In this context, some recent strategies that give tailor-made adhesive properties to PSAs are also discussed, in view of the desired application. With this critical insight on the large set of research efforts in the context of biosourced acrylic PSAs, we aim to provide a guide for new researchers in this highly emerging field
Keywords: pressure, sensitive adhesives Biomass Acrylics Fatty acids Lignin -
امروزه، صنایع پلیمری به منظور کاهش اثرات زیست محیطی، اقدام به تولید مواد جدیدی با منشا طبیعی کرده اند. در این راستا، دو نوع زیست پلیمر، توسعه یافته است. اولین گروه زیست پلیمر ها، براساس ساختار های درشت مولکولی موجود در طبیعت همچون سلولز، لیگنین، نشاسته، آلژینات و... بوده که اغلب آن ها مشتقات حاصل از صنایع پایدار سلولزی هستند. این ساختار های سرشار از اکسیژن، اگر چه، پایداری حرارتی کمی دارند، گرمای نسبتا کمی درطول احتراق آزاد کرده و اغلب توانایی تشکیل لایه ی زغالی را دارند. سایر زیست پلیمرها بر پایه ی مولکول های سنتزی حاصل از منابع طبیعی هستند. نه تنها پلیمرها بلکه تمام مواد افزودنی مورد استفاده نیز باید برای اصلاح ویژگی ها و به منظور تحقق توسعه ی پایدار، دارای منشا زیستی باشند. تحقیقات بی شماری به توسعه ی پلیمر های زیست کندسوز کننده ی حاصل از منابع اولیه ی مختلف، اختصاص یافته است. این پلیمر های زیست کندسوز کننده را می توان به تنهایی یا به عنوان جزیی از سامانه پیچیده تر استفاده کرد. این امر به ویژه برای مولکول های سرشار از فسفر نظیر DNA یا فیتیک اسید و مولکول های دارای لایه ی زغالی مانند لیگنین صدق می کند. تمامی تحقیقات بررسی شده در این مقاله، نشان دهنده ی هدف اصلی در دستیابی و توسعه ی 100% مواد زیستی مناسب در کاربرد هایی است که به سطح زیادی از کندسوز کنندگی نیاز دارند. زیست مولکول های مختلف حاصل از صنایع سلولزی نیز مورد توجه ویژه در کندسوز کنندگی هستند.
کلید واژگان: پلیمر های زیست کندسوز کننده, زیست توده, لایه ی زغالی, لیگنین, صنایع سلولزیNowadays, In order to reduce environmental footprint, polymer industry has started to develop new materials based on natural resources. Two kinds of biobased polymers can be developed. The first one corresponds to macromolecular structures existing in nature as cellulose, lignin, starch, alginate and so-on that most of them are probably the ones that derived from well-established cellulosic industries. Nevertheless, the thermal stability of these rich in oxygen structures are limited, they release relatively little heat during burning and are often able to char. Other biobased polymers are made up of molecules synthesized from natural resources. Not only polymers but also all additives used to modify their properties can be biobased to meet sustainable development. Intensive research is devoted to develop flame retardant biobased polymers from various raw resources. These flame retardant biobased polymers can be used directly as they are, alone or as a component of a more complex system. This is especially true when the molecules are phosphorus-rich as DNA or phytic acid or charring as lignin. All the efforts reviewed in this paper, show that a major objective is to develop 100 % biobased materials suitable for applications requiring high flame retardancy level. Different biomolecules from the cellulosic industry are also the most promising in flame retardancy.
Keywords: Flame retardant Biobased Polymers, Biomass, Charring Layer, Lignin, Cellulosic Industry -
لیگنین بعد از سلولز فراوان ترین پلیمر زیستی طبیعی است و یکی از منابع مهمترکیبات آروماتیک در روی زمین محسوب می شود. لیگنین درشت مولکول فنولی و دارای ساختار پیچیده ای است که بسته به نوع گیاه و فرایند جداسازی، ساختار مولکولی آن به طور قابل توجهی تغییر می کند. لیگنینعمدتا در فرایندتولید خمیرکاغذ به عنوان محصول جانبی به دست می آید.در حال حاضر بخش عمده این ماده در کاربردهای با ارزش افزوده بالا استفاده نمی شود. وابستگی شدید صنعت به منابع فسیلی برای تولید سوخت و مواد شیمیایی مشکلاتی از جمله کاهش منابع فسیلی سوخت، افزایش انتشار گازهای گلخانه ای و افزایش آلودگی های زیست محیطیبه همراه داشته است که برای رفع این مشکلات تلاش های زیادی برای تبدیل زیست توده بهسوخت های زیستی و مواد شیمیایی شده است؛با اینکه فناوری های تبدیل کربوهیدرات ها به مواد با ارزش افزوده مانند خمیروکاغذ، مونومرهای قند و اتانول، توسعه زیادی یافته است.در این مقاله ابتدا به ساختار وویژگی-های لیگنینپرداخته شدهاست و سپسن حوه استخراج لیگنینرادرمقیاس صنعتی وآزمایشگاهی به-طورکامل توضیح داده است ودرانتهابه کاربردهای لیگنیندرصنایعمختلفاشارهکردهاست.
کلید واژگان: لیگنین, زیست توده, زیست پالایشگاه, کامپوزیت زیستی, سوخت زیستی -
رشد روزافزون مصرف سوخت های فسیلی و محدود بودن آن و نگرانی های زیست محیطی ناشی از آن، باعث شده پژوهش های گسترده ای برای جایگزینی منابع جدید و پاک انرژی انجام شود؛ در سال های اخیر پژوهشگران به پیل های سوختی، سلول های خورشیدی، باتری های لیتیومی و زیست توده توجه بسیاری کرده اند. هرچند این روش ها معایبی دارد اما حضور نانوفناوری، تاثیر قابل توجهی در از میان بردن نقایص آن ها داشته است. گرافن به عنوان یک نانوساختار کربنی دوبعدی که در آن اتم های کربن به صورت شبکه شش ضلعی با پیوندهای کووالانسی کنار یکدیگر قرار گرفته ، به دلیل ویژگی های منحصربه فرد الکتریکی، حرارتی، شیمیایی، مکانیکی و مساحت سطح بالا و چگالی کم، اثر شگرفی در بهبود کارکرد پیل های سوختی، سلول های خورشیدی، باتری های لیتیومی و زیست توده داشته است. به علت اهمیت این موضوع، در این مقاله بر گرافن و کاربردهای آن در انرژی های پاک پرداخته شده است.
کلید واژگان: گرافن, انرژی های پاک, پیل سوختی, سلول خورشیدی, باتری لیتیومی, زیست تودهThe increasing consumption of fossil fuels and limited resources and the environmental problems cause to carry out extensive research on the replacement of new and clean energy resources. In recent years, researchers have focused on fuel cells, solar cells, lithium batteries and biomass as a clean energy reserves. Although these methods have disadvantages but the using of nanotechnology lead to solve significant drawback of these techniques. Graphene, as a carbon nanostructure, is a two-dimensional substance with hexagonal network and covalent bonds have unique properties including high electrical, mechanical, thermal, chemical, surface area and low density. These wonderful properties lead to graphene is considered as a good candidate in fuel cell, solar cell, ion battery and bio mass. Due to the importance of this issue, this paper reviews the graphene and its applications in clean energies.
Keywords: Graphene, Clean Energy, Fuel Cells, Solar Cells, Lithium Batteries, Biomass -
میان منابع تجدیدپذیر، زیست توده تنها منبع تجدید پذیری است که می تواند به همه شکلهای انرژی تبدیل شود. هضم بی هوازی منابع زیست توده، حامل انرژی تجدیدپذیر گاز زیستی را فراهم می کند. گاز زیستی علاوه بر تجدیدپذیر بودن و سازگاری با محیط زیست دارای منافع اقتصادی- اجتماعی نیز می باشد. چرا که متان می تواند در حکم جایگزینی برای سوخت های فسیلی در تولید گرما و الکتریسیته و نیز سوخت خودرو استفاده شود. در این مقاله، روند تولید گاز زیستی از منبع تا مصرف کننده نهایی بررسی شده است. ابتدا به طور کلی زیست توده و روش های استحصال انرژی از زیست توده، منابع زیست توده برای تولید گاز زیستی، تاریخچه تولید
گاز زیستی معرفی شده و سپس در سه بخش جداگانه مراحل تولید گاز زیستی، عوامل تاثیرگذار بر تولید گاز زیستی و اصول فناوری تولید گاز زیستی شامل انواع مدل هاضم بی هوازی با ذکر مزایا و معایب به تفصیل بیان شده است. سرانجام به بررسی چگونگی جمع آوری گاز زیستی خروجی از هاضم و روش های تصفیه گاز زیستی شامل تصفیه فیزیکی، شیمیایی و زیستی برای مصرف مستقیم در تامین انرژی گرمایی و الکتریکی و نیز به عنوان یک گزینه مناسب برای استفاده در مولدهای احتراق داخلی، ریزتوربین ها و
پیل های سوختی به منظور تولید برق، پرداخته شده است.کلید واژگان: زیست توده, هاضم بی هوازی, گاز زیستی, تصفیه گاز زیستی, تولید برق و گرماAmong renewable resources, biomass is the only renewable resource that can be transformed into all forms of energy. The anaerobic digestion of biomass resources provides the biogas renewable energy carrier. In addition of being renewable and adaptable to the environment, biogas also has socio-economic benefits, Because biomethane can be used as an alternative to fossil fuels in the production of heat and electricity as well as auto fuel. In this paper an overview of the biogas production process from source to end user is reviewed. First, biomass and methods of energy extraction from it, biomass resource for biogas production and history of biogas production have been introduced generally. Then, in three separate sections, the stages of biogas production, the effective factor on biogas and Principles of biogas production technology including different types of anaerobic digester model with advantages and disadvantages, described. Finally, it examines how biogas is collected from digester and biogas treatment methods, including physical, chemical and biological treatment for direct use in the supply of thermal and electrical energy and as an option for use in internal combustion, micro turbines and fuel cells for power generation.Keywords: Biomass, Anaerobic Digestion, Biogas, Biogas Treatment, Power, Heat Generation -
زیست راکتور غشایی ( (MBRعبارت است از ادغام سامانه زیستی و غشایی، و به دلیل مزایای بارز آن نسبت به سامانه های سنتی حذف آلاینده های آلی و معدنی، نیز ریزاندامگانها از فاضلاب شهری و صنعتی، کاربرد بسیار گسترده ای دارد. به منظور رسیدن به کیفیت بالای فاضلاب تصفیه شده و کاهش گرفتگی در سامانه های زیست راکتور غشایی، باید عوامل متعددی بهینه سازی شوند. در این تحقیق، ابتدا انواع زیست راکتور غشایی از لحاظ میزان هوادهی، ساختار، جنس و مدول غشاء مرور می شود. سپس به پارامترهای عملیاتی تاثیر گذار بر عملکرد زیست راکتور غشایی نظیر زمان ماند هیدرولیکی، زمان ماند لجن، غلظت و نوع خوراک ورودی، هوادهی، عملکرد غشا و گرفتگی غشا و نیز پارامترهای مربوط به خصوصیات زیست توده نظیر غلظت زیست توده، توزیع ابعاد ذرات، محصولات میکروبی (مواد بسپاری خارج سلولی و محصولات محلول میکروبی) و ریخت شناسی زیست توده، نظر انداخته شده است.کلید واژگان: زیست راکتور غشایی (MBR), پارامترهای عملیاتی, زیست توده, محصولات محلول میکروبی (SMP), مواد بسپاری خارج سلولی (EPS), زمان ماند هیدرولیکی (HRT), زمان ماند لجن (SRT), ریخت شناسی, گرفتگی غشاMembrane bioreactor (MBR) is the combination of a membrane process with a suspended growth bioreactor and has been widely used for removing organic and inorganic contaminants as well as microorganisms from municipal and industrial wastewaters due to its distinct advantages over conventional technologies. In order to achieve the high quality of treated wastewater and reduce fouling in the MBR systems, several factors must be optimized. In the current study, at first, different types of MBRs were reviewed in terms of aeration, configuration, material and the membrane modules. Then the operational parameters affecting the performance of the MBR such as the hydraulic retention time, sludge retention time and concentration of feed inlet and also the parameters related to biomass characteristics such as biomass concentration, particle size distribution, microbial products (extracellular polymeric substances and soluble microbial products) and morphology of biomass were reviewed.Keywords: Membrane Bioreactor (MBR), Operating Parameters, Biomass, Soluble Microbial Products (SMP), Extracellular Polymeric Substances (EPS), Hydraulic Retention Time (HRT), Sludge Retention Time (SRT), Morphology, Membrane Fouling
-
این مطالعه به بررسی میزان زیست توده و محتوای لیپید ریزجلبک های بومی در محیط کشت فاضلاب پرداخته است. میزان زیست توده، محتوای لیپید، بهره وری زیست توده و بهره وری لیپید در فازهای مختلف رشد ریزجلبک های بومی در محیط کشت فاضلاب اندازه گیری شد. بیشینه مقدار زیست توده، درصد محتوای لیپید، بهره وری زیست توده و بهره وری لیپید ریزجلبک های بومی در فاضلاب خام، به ترتیب، برابر با 1-mg lit 980، 25 درصد، mg lit-1 d-1 4/271، mg lit-1 d-1 53 اندازه گیری شد. با توجه به نتایج به کارگیری فاضلاب و ریزجلبک های بومی به منظور تولید زیست سوخت با هدف کاهش هزینه تولید، گزینه مناسبی است.
کلید واژگان: زیست توده, فاضلاب, محتوای لیپید, ریزجلبک بومیThe objective of this study was to evaluate biomass production and lipid content of indigenous microalgae in wastewater. Biomass production, lipid content, biomass productivity and lipid productivity were measured in different phases of indigenous microalgae growth. Maximum biomass production, lipid content, biomass productivity and lipid productivity of indigenous microalgae were respectively 980 mg/lit, 25%, 271.4 mg/lit.d and 53 mg/lit.d. Therefore, the results of this study suggested that wastewater and indigenous microalgae were suitable due to the cost reduction in biodiesel production.
Keywords: Indigenous Microalgae, Wastewater, Biomass, Lipid Content -
در سال های اخیر هدف اصلی توسعه سامانه های هیدروژل های جدید، تلاش برای تبدیل زیست توده به هیدروژل هیبریدی دوست دار محیط زیست بوده است. هیدروژل های هیبریدی معمولا از کوپلیمرشدن پیوندی مونومرهای آکریلی روی پلیمر طبیعی یا زیست توده به دست می آیند. در این پژوهش، از زیست توده باگاس بدون نیاز به مرحله لیگنین زدایی (به عنوان مرحله ای پرهزینه و زمان بر) برای تبدیل به هیدروژل جاذب استفاده شد. زیست توده باگاس به عنوان منبع پلی ساکارید، به وسیله میکروژل های پلیمری برپایه مونومرهای آکریلی مانند آکریلیک اسید، آکریل آمید و 2-آکریل آمیدو-2-متیل پروپان سولفونیک اسید اصلاح شد که از فرایند پلیمرشدن امولسیونی وارون تهیه شدند. این فرایند سبب تبدیل زیست توده کم ارزش به هیدروژل ارزشمند نیمه سنتزی می شود. اثر نوع لاتکس، نسبت فاز آبی به آلی در لاتکس پلیمری، زمان و دمای واکنش اصلاح روی ظرفیت تورم هیدروژل هیبریدی بررسی شد. واکنش شیمیایی بین باگاس و لاتکس آکریلی با گرمادهی انجام شد که موجب به دست آمدن هیدروژل نیمه سنتزی با 60% جزء طبیعی و %40 جزء سنتزی شد. از لاتکس های استفاده شده با ساختار های مختلف، پلی(AA-NaAA-AM-AMPS) مناسب ترین لاتکس پلیمری برای تبدیل باگاس به هیدروژل است. باگاس اصلاح شده با این لاتکس دارای مقدار جذب آب تا 112g/g است، درحالی که مقدار جذب آب باگاس اصلاح نشده اولیه، فقط 3.6g/g است. هیدروژل های هیبریدی تولید شده با استفاده از روش های شناسایی مانند طیف سنجی زیرقرمز، آزمون گرمایی دینامیکی-مکانیکی، آزمون گرماوزن سنجی، میکروسکوپی الکترونی پویشی و اندازه گیری مقدار تورم بررسی و شناسایی شدند.کلید واژگان: هیدروژل, پلیمرشدن امولسیونی وارون, زیست توده, پلیمرهای جاذب, باگاسIn recent years, the main objective of developing new hydrogel systems has been to convert biomass into environmentally-friendly hydrogels. Hybrid hydrogels are usually prepared by graft copolymerization of acrylic monomers onto natural polymers or biomass. In this study, sugarcane bagasse was used to prepare semi-synthetic hybrid hydrogels without delignification, which is a costly and timeconsuming process. Sugarcane bagasse as a source of polysaccharide was modified using polymer microgels based on acrylic monomers such as acrylic acid, acrylamide and 2-acrylamido-2-methyl propane sulfonic acid which were prepared through inverse emulsion polymerization. By this process, biomass as a low-value by-product was converted into a valuable semi-synthetic hydrogel. In the following, the effect of latex type¸ the aqueous-to-organic phase ratio in the polymer latex, time and temperature of modification reaction on the swelling capacity of the hybrid hydrogel were evaluated. The chemical reaction between sugarcane bagasse and acrylic latex was carried out during heating of the modified bagasse which led to obtain a semisynthetic hydrogel with 60% natural components and 40% synthetic components. Among the latexes with different structures, poly(AA-NaAA-AM-AMPS) was the most suitable polymer latex for the conversion of biomass into hydrogel. The bagasse modified with this latex had a water absorption capacity up to 112 g/g, while the water absorption capacity of primary sugarcane bagasse was only equal to 3.6 g/g. The prepared polymer hydrogels were characterized using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), dynamic-mechanical thermal analysis (DMTA), thermal gravimetric analysis (TGA), scanning electron microscopy (SEM) and determination of the amount of swelling capacity.Keywords: hydrogel, inverse emulsion polymerization, biomass, absorbing polymer, bagasse
-
مصرف سوخت های جایگزین در بخش های مختلف انرژی بر، بازدهی بیشتر استفاده از منابع و تخصیص بهینه آنها، امنیت انرژی و توسعه پایدار زیست محیطی نیز را به ارمغان می آورد. در این مقاله، فرایندی به منظور تولید همزمان متانول، هیدروژن و توان طراحی و بررسی و در این راستا، آثار تغییرات برخی پارامترهای موثر بر عملکرد فرایند نشان داده شده است. در فرایند موردنظر در حالت پایه، تولید متانول حدود 16 تن در ساعت، تولید هیدروژن حدود 4 تن در ساعت، میزان توان خالص تولیدی فرایند حدود 45 مگاوات، و سود خالص سالیانه واحد حدود 360 میلیون دلار در سال برآورد شده است که می تواند از جذابیت اقتصادی برخوردار باشد. با در نظر گرفتن تنها هزینه های واحد (بدون احتساب سود ناشی از فروش محصولات) که در حالت پایه معادل 40 میلیون دلار در سال است، قیمت تمام شده هر تن متانول معادل 300 دلار، قیمت تمام شده هر کیلوگرم هیدروژن معادل 2 دلار و قیمت هر مگاژول توان حدود 3 سنت بدست می آید. این قیمت ها با توجه به قیمت های روز این محصولات (به ترتیب، معادل 550 دلار به ازای هر تن متانول، 10 دلار به ازای هر کیلوگرم هیدروژن و 10 سنت به ازای هر مگاژول توان) از قابلیت رقابت در بازار برخوردارند.کلید واژگان: تولید همزمان متانول, هیدروژن و توان, زیست توده, سوخت های جایگزینUsing bio-fuels in energy intensive sectors not only has the potential to increase the efficiency of utilization of resources but also helps to have secure resources and to speed up sustainable development. In this paper a process to co-generation has been designed and its performance has been evaluated. In this regard, the effect of change of some of operational parameters has been presented on the process performance. The rates of methanol and hydrogen production in the base case are 16 and 4 tonne per hour, respectively. Besides, the process has the potential to generate 45 megawatts power and the net profit is calculated to be 360 million dollars that may have economic attractiveness. Considering the costs of the base case process (41 million dollars) regardless the profit due to sale of products, the costs of producing methanol, hydrogen, and power are 300 dollars per tonne, 2 dollars per kilogram, and 3 cent per megajoules, respectively. These costs are attractive in comparison with the market prices which are 549 dollars per tonne methanol, 10 dollars per kilogram hydrogen, and 3 cent per megajoules power.Keywords: Co-Generation of Methanol, Hydrogen, Power, Biomass, Alternate Fuels
-
در حال حاضر، تولید صنعتی نسل اول سوختهای زیستی(بیودیزل، بیواتانول و بیوگاز) به میزان بهینه ای رسیده است. تولید سوخت از منابع باکیفیت پایین (نسل دوم سوخت های زیستی)، راه پایداری برای تامین سوخت و انرژی در بخش های صنعتی محسوب می شود. سالانه در ایران بیش از 15 میلیون تن ضایعات کشاورزی تولید می شود، در حالی که فقط 0.7 درصد از مصرف انرژی سالانه ایران از زیست توده تولید می گردد. در این مقاله روش فیشر- تروپش به عنوان راهی برای تولید بیودیزل از زیست توده مورد بررسی قرار گرفته است. قیمت نهایی هر لیتر محصول بیودیزل بین 23000 تا 40000 ریال تخمین زده شده که با بهینه سازی فرآیند یا ترکیب کارخانه های زغال سنگ و زیست توده، کاهش خواهد یافت. همچنین، با کاهش میزان انتشار دی اکسید کربن، این فرآیند به روشی سازگار با محیط زیست تبدیل خواهد شد.کلید واژگان: بیودیزل, فیشر, تروپش, زیست توده, انرژی تجدید پذیر, گاز سنتزNowadays, Industrial production of biofuels (biodiesel, bioethanol and biogas) has reached to an optimum level. Biofuel production from low quality feedstock) second generation biofuels( would be a sustainable path to provide fuels and energy in industrial sections. Annually, in Iran, more than 15 million tons of agricultural wastes is produced, however, 0.7% of annual energy consumption is generated from biomass. In this article, Fischer-Tropsch process has been discussed as an approach for producing bio-diesel from biomass. The final cost of bio-diesel product is estimated between 23000 to 40000 Rials per liter can be reduced by process optimization or combination of coal and biomass plants. This process can also be an environmental friendly approach by reducing carbon dioxide emission.Keywords: Bio, Diesel, Fischer, Tropsch, Biomass, Renewable Energy, Synthesis Gas (Syngas)
-
با توجه به مسائل زیست محیطی و محدودیت در منابع فسیلی، استفاده از منابع تجدید شونده و زیست تخریب پذیر مورد توجه واقع شده است. زیست توده های جنگلی، فراوان ترین منبع ماده آلی تجدیدشونده و غنی از کربن روی زمین است که پتانسیل مطلوبی به عنوان مواد اولیه برای تولید طیف گسترده ای از محصولات صنعتی و روزمره از کاغذ، الوار و مواد شیمیایی تا سوخت و مواد پیشرفته از قبیل پلیمرهای زیست تخریب پذیر دارد. محصولات جانبی حاصل از زیس تپالایش زیست توده های لیگنوسلولوزی از جمله مشتقات حاصل از همی سلولوزها)فورفورال، زایلیتول، پلیمرهای زیست تخریب پذیر و پلیمر مقاومت کاغذ(و همچنین مشتقات حاصل از لیگنین)تربانتین، روغن تال و مواد اولیه ساخت پلاستیک و چسب(درخور توجه است. این محصولات در کنار تولید خمیر و کاغذ یا خمیر حل شونده از منابع لیگنوسلولوزی قابل دسترس هستند. بنابراین، زیس تپالایش یکی از اهداف حائز اهمیت در ایجاد ارزش افزوده از لیکور سیاه حاصل از پخت منابع لیگنوسلولوزی در کارخانه های تولید خمیر کاغذ است که می تواند به همراه تولید خمیر و کاغذ، محصولات جانبی نیز داشته باشد. در نهایت، از نظر اقتصادی، زیست پالایش موجب تقویت بخش اقتصادی این واحدهای تولیدی می شود.
کلید واژگان: زیست توده, زیست پالایش, هم یسلولوزها, لیگنین, محصولات جانبیPolymerization, Volume:4 Issue: 4, 2015, PP 32 -43According to environmental issues and limited fossil resources، the use of renewable and biodegradable resources has been considered very important. Forest biomass is the most abundant source of renewable and carbon-rich organic matter on land that has a desirable potential as raw material for a wide variety of industrial and domestic products، including paper، lumber، chemicals and advanced materials such as fuel and biodegradable polymers. By-products obtained from bio-refinery lignocellulosic biomass include hemicelluloses derivatives (furfural، xylitol، biodegradable polymers and polymeric paper strength) and lignin derivatives (turpentine، tall oil and raw material for production of plastic & binder) are remarkable. These products can be manufactured with pulp and paper or dissolving pulp from lignocellulosic resources. So one of the important goals in biorefinery is to create value-added in black liquor from lignocellulosic materials cooking in pulp mills، which in addition، in production of pulp and paper there are also some byproducts as well. Finally، biorefinery has provided an economic opportunity to enhance the economic strength in this industry.Keywords: biomass, bio, refinery, hemicelluloses, lignin, byproducts -
با کاهش منابع فسیلی، افزایش قیمت و اثرات منفی این منابع بر محیط زیست سوق یافتن به سمت منابع تجدیدپذیر به منظور دستیابی به سوخت و مواد شیمیایی یک ضرورت محسوب می شود. گلیسرول به عنوان محصول جانبی در تولید زیست دیزل به وسیله واکنش تبادل استری روغن های گیاهی یا چربی های حیوانی بدست می آید به لحاظ ماهیت ساختارش می تواند تحت واکنش های متفاوتی از جمله اکسیداسیون، احیا، دهیدراسیون، اتری و استری شدن قرار داد و به محصولات ارزشمندی تبدیل کرد. در این مقاله، ابتدا سوخت های زیستی(به ویژه زیست دیزل)، منابع اولیه و پیشرفت های انجام گرفته در سنتز آن مرور شده و در ادامه روش های متنوع شیمیایی به کار رفته در تهیه مواد شیمیایی از گلیسرول ارائه می شود.
کلید واژگان: واکنش های گلیسرول, منابع تجدیدپذیر, زیست دیزل, زیست سوخت, زیست توده -
فلز سرب به عنوان فلزی سنگین و راهبردی است و آلودگی قابل توجه آن در محیط زیست، اهمیت زیادی در صنایع دارد. جذب زیستی یون های این فلز از محلول آبی توسط ریخت شناسی مخمری قارچ موکور ایندیکوس مورد بررسی قرار گرفت. برای افزایش میزان جذب، یک پیش فراوری اولیه توسط محلول هیدروکسیدسدیم 2/0 مولار برروی سلول های زیست توده انجام شد. pH بهینه به عنوان مهمترین پارامتر موثر در جذب زیستی سرب، 5/5 به دست آمد و در این pH، حداکثر ظرفیت جذب سرب توسط مخمر (mg/g)002/0±121/12 تعیین شد. از معادله هو برای نشان دادن سینتیک جذب و از معادله لانگموییر برای بررسی همدمای جذب استفاده گردید.
کلید واژگان: جذب زیستی, موکور ایندیکوس, سرب, پساب صنعتی, زیست تودهLead as a heavy and strategic metal and its contamination in environment, has very importance in industries. The biosorption of lead(II) ions onto Mucor indicus biomass from aqueous solution was investigated. The cells were pretreated with 0.2 M NaOH solution in order to increase the biosorption capacity of M. indicus. The effect of solution pH, initial metal concentration, and biomass dosage on biosorption was studied. Optimum value for initial pH of solution was obtained 5.5. Ho and Langmuir equations were applied to kinetic and isotherm analysis on experimental data. The maximum metal uptake value (qmax) was found as 12.121±0.002 (mg/g).
Keywords: Biosorption, Mucor indicus, Lead, Industrial Wastewater, Biomass -
با توجه به کاهش منابع انرژی های فسیلی در جهان در این مقاله اهمیت زیست انرژی به عنوان یک سوخت جایگزین، مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین برنامه ها و چشم انداز زیست انرژی در ایران و چند کشور دیگر که هم از منابع انرژی فسیلی و هم انرژی های تجدیدپذیر بهره مند هستند ارائه شده است. شرایط حال و افق آینده تولید و مصرف بیواتانول در ایران به عنوان یک مکمل سوخت و در نهایت یک سوخت جایگزین بنزین پرداخته و بر ضرورت توجه، حمایت و سرمایه گذاری در زمینه تحقیق و توسعه و گسترش تولید این محصول استراتژیک تاکید می شود. ازجمله کشورهایی که سهم بسزایی در توسعه زیست انرژی در جهان دارند می توان آمریکا، استرالیا، کانادا و برزیل را نام برد که هر یک در راستای استفاده هرچه بیشتر از منابع زیست انرژی برای تولید سوخت، الکتریسیته و گرما گام های بلندی برداشته اند تا هم در استفاده از سوختهای فسیلی صرفه جویی شود و هم میزان آلودگی هوا کاهش یابد. در کشور ایران نیز با توجه به نیاز روز افزون جامعه به انرژی، برنامه هایی در این زمینه وجود دارد. به عنوان مثال در سال 1384، تولید ناخالص داخلی زیست توده در حدود Mtoe4/25 بوده که 1/1% از کل تولید ناخالص داخلی محسوب می شود.
کلید واژگان: زیست انرژی, زیست اتانول, انرژی های تجدیدپذیر, زیست تودهIn this article the importance of bioenergy as an alternative fuel source is investigated. Also programs and outlooks of bioenergy in Iran and some other countries which possess both fossil energy sources and renewable energy sources are reported. The present and future of bioethanol consumption in Iran as a supplementary to petrol fuel and the necessity to support and invest on research and development of this strategic product is emphasized. Countries like United States, Australia, Canada and Brazil are very concerned about the development of bioenergy and have plans for using bioenergy resources for production of fuel, electricity, and heat. These plans include using less fossil fuel and also reducing the risk of air pollution. Iran also has programs to reduce dependencies on fossil fuel. Iran in 2008 had biomass gross production of about 25.4 Mtoe which is about 1.1 % of the fuel gross production.
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
©2000-2025 magiran.com All Rights Reserved.