به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « response surface methodology » در نشریات گروه « مهندسی شیمی، نفت و پلیمر »

تکرار جستجوی کلیدواژه «response surface methodology» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • Joao Von Hohendorff Filho *, Igor Victorino, Marcelo Castro, Denis Schiozer
    This work evaluates the Proxy model application representing the production system for integrated simulation with a reservoir to reduce computational time while preserving the representativeness of financial return and hydrocarbon production behavior relative to a reference model. It includes specific Proxy models for production systems in integrated simulations that include their geometrical parameters, focusing on field production strategy optimization. The production system’s Proxy models are developed through response surface methodology (RSM) and artificial neural network (ANN), which are generated and validated from a medium fidelity model (MFM). The validation is performed by cross-checking simulations. The developed RSM-based Proxy model obtained the highest representativeness by combining discrete variables (pipe segment diameters and the gas flow rate for artificial lift) with split continuous variables (lengths of the production column and flowline, liquid rate, and water cut) using several response surfaces. The developed ANN-Based Proxy model enhanced representativeness by combining all variables and increasing the number of MFM samples for ANN training. The RSM-Based Proxy model was selected due to its lower residual value than the ANN-Based Proxy model. The results from the production strategy of the simulated Proxy model in the MFM showed a difference of 4% in net present value compared to the simulation of the reference model, with both strategies obtained inside a production strategy optimization process. The reduction of computational time was close to 30% with the selected Proxy model, which it presents an advantage of using the proposed approach in optimization applications. The developed methodology provides an alternative to replace more robust production system models in integrated simulations with several advantages, such as: reduction of computational times, applications in more complex problems, and better-exploring uncertainties, and thereby,  faster decision-making is obtained.
    Keywords: Proxy Models, Numerical Simulation, Response Surface Methodology, Artificial Neural Network, Optimization}
  • Vajihe Yousefi *, Hamidreza Kariminia

    Coprinus cinereus (NBRC 30628) peroxidase was implemented to eliminate the diazo dye of reactive black 5 (RB5). The optimization was conducted in batch mode using three approaches, i.e., the one-factor-at-a-time (OFAT), factorial design, and response surface methodology (RSM). Based on the results of the OFAT method, the optimum conditions for decolorization of RB5 dye were at a temperature of 30oC, a pH of 9-10, an H2O2 concentration of 3.9 mM, and an RB5 concentration of 40 mg/L. In the first stage of statistical optimization, these factors plus enzyme activity were screened by the 2-factorial design, wherein enzyme activity, temperature, and hydrogen peroxide concentration were distinguished as the most significant parameters in the enzymatic decolorization of RB5. In the second stage, RSM was applied over three adopted factors through the central composite design (CCD), and a reduced cubic polynomial model was generated, which indicated an accurate regression (R2 = 0.997, Adj.R2 = 0.994) and no significant lack of fit (p-value> 0.05). The contour and surface plots suggested that the removal efficiency was enhanced by increased enzyme activity and decreased H2O2 concentration and temperature. The optimum condition was obtained at 1.0 mM H2O2, 6 U/mL enzyme activity, and 35oC for a maximum decolorization efficiency of 96.046%.

    Keywords: Response Surface Methodology, White-Rot Fungus, Peroxidase, Azo Dye, Decolorization}
  • اسماء خوبی*

    علم کمومتریکس با استفاده از آمار و ریاضیات برای حل مشکلات آزمایشگاهی و توصیف نتایج تجربی به طور موثر در زمینه‎های گوناگون به‎کار گرفته می‎شود. ازجمله کاربردهای این روش، حل مشکلات مربوط به بهینه‎سازی روش‎های آزمایشگاهی است. در پژوهش حاضر، به‎منظور سنتز نانوساختارهای روی فریت، از روش امواج فراصوت استفاده شد. هم چنین به منظور کاهش استفاده از مواد شیمیایی، نشاسته به‎عنوان یک ماده سبز در مسیر سنتز به‎کار گرفته شد. نوآوری دیگر مطالعه حاضر، استفاده از روش‎ بهینه‎سازی چندمتغیره به‎جای روش‎های متداول بهینه‎سازی یک عامل در یک زمان است. به‎منظور دست یابی به این هدف، ابتدا نانوساختارها، براساس طراحی باکس- بنکن سنتز شدند. سپس، برای بهینه‎سازی عوامل موثر بر سنتز نانوساختارها، نتایج پراش پرتو ایکس به‎عنوان پاسخ‎های آزمایشگاهی به وسیله روش سطح پاسخ استفاده شد. درنهایت، نانوساختارهای بهینه، برای بررسی خواص الکتروکاتالیستی در اندازه‎گیری تیروزین به‎کار برده شدند. نتایج نشان داد که نانوساختارهای روی فریت سنتزشده در شرایط بهینه، از ظرفیت مناسبی برای ردیابی مقادیر بسیار کم تیروزین در نمونه‎های حقیقی پیچیده برخوردار هستند.

    کلید واژگان: نانوساختارهای روی فریت, سنتز سبز, امواج فراصوت, طراحی باکس- بنکن, روش سطح پاسخ, فعالیت الکتروکاتالیستی}
    A. Khoobi *

    Chemometrics science is effectively used for solving experimental problems and describing of experimental results in different fields using statistics and mathematics. Such applications of the method can be referred to solving the problems about optimization of the experimental methods. In the present research, ultrasonic irradiations was used for synthesis of zinc ferrite nanostructures. Also, starch as a green material was applied to reduce using of chemicals. Other novelty of the present study was application of the multivariate optimization method instead one-at-a-time usual methods. For achieving the purpose, at first the nanostructures were synthesized based on Box-Behnken design. Then, the results of X-ray diffraction were used as experimental responses for optimization of effective parameters on the synthesis of the nanostructures using response surface methodology. Finally, the optimized nanostructures were applied for investigation of electrocatalytic properties in tyrosine detection. The results showed the zinc ferrite nanostructures that were synthesized in the optimum conditions contain appropriate potential for trace analysis of tyrosine in complicated real samples.

    Keywords: Zinc Ferrite Nanostructures, Green synthesis, Ultrasonic Irradiations, Box–Behnken design, Response Surface Methodology, Electrocatalytic activity}
  • F. Amiri, A. R. Habibi *, M. M. Nourouzpour

    The application of the agro-industrial waste as the feedstock helps to decrease the operational cost of the fermentation process. Soapstock is a by-product of the vegetable oil refinery and enriched with fatty acids including linoleic acid which has a high potential application in the production of biosurfactants. In this study, a dual carbon source system, including glucose and free fatty acids recovered from a sunflower soapstock, was used for the synthesis of sophorolipid (SL) by Candida catenulata. The production of SL showed a major dependence on the initial carbon sources and the concentration of urea as the nitrogen source. The inoculum size was another influential factor in the fermentation process. The optimization of these factors was evaluated by the one-factor-at-a-time and the response surface methodology (RSM). The one-factor-at-a-time approach gained the best SL productivity (Y1) of about 52.08 mg L-1 h-1 and SL-to-biomass yield (Y2) of 712 mgSL gcell-1 at the inoculum size of 4% vv-1, 100 g L-1 of glucose, 80 g L-1 of soapstock, and 7.5 g L-1 of urea. While the RSM, due to considering interactional effects of the factors, obtained the best condition at 100 g L-1 of glucose, 100 g L-1 of the soapstock, 9.3 g L-1 of urea, and an inoculum size of 6.3% vv-1 with the Y1 and Y1 values of about 58.10 mg L-1 h-1 and 713 mgSL gcell-1, respectively. The characterization of the produced SLs by the GC-MS analysis indicated that a di-acylated C16:1 acidic sophorolipid with an m/z ratio of 679 amu was the main product.

    Keywords: Biosurfactant production, Cultivation conditions, Process Optimization, Response Surface Methodology, Agro-industrial waste}
  • سید حسین زهدی*، سمیه منصوری
    در این مقاله با استفاده از روش سطح پاسخ و تجزیه های آماری، اثرهای اصلی و متقابل مشخصه های عملیاتی در حضور کاتالیزور کبالت بر پایه آلومینای صنعتی در رآکتور مخلوط شونده، بررسی شد. تجزیه واریانس نشان داد که مدل های چندجمله ای مرتبه دو، به خوبی داده های تجربی را برازش کرده است. با کاهش سرعت جریان گاز سنتز گزینش پذیری دی اکسیدکربن، متان و درصد تبدیل منواکسیدکربن افزایش یافت. افزایش فشار به bar 22 سبب افزایش همزمان درصد تبدیل منواکسیدکربن و گزینش پذیری دی اکسیدکربن شد که نشان دهنده تقویت واکنش جابه جایی آب-گاز در محدوده فشار متوسط است. افزایش سرعت جریان گاز سنتز موجب کاهش درصد تبدیل منواکسیدکربن و افزایش گزینش پذیری +C5 شد. براساس نتایج بهینه سازی چندهدفه، در شرایط سرعت جریان گاز  Nl/h8/47 و فشار bar 15 کمترین مقدار دی اکسیدکربن (2%) و متان (4/16%) و بیشترین میزان درصد تبدیل منواکسیدکربن (8/53%) و محصولات سنگین (3/68%) +C5به دست می آید.
    کلید واژگان: مدل سازی, گزینش پذیری, روش سطح پاسخ, سنتز فیشرتروپش, آلومینا, کبالت}
    S. H. Zohdi *, S. Mansouri
    In this paper, main effects and the interactions of operating conditions were investigated using response surface methodology and statistical analysis in the presence of Co/Al2O3 catalyst in a CSTR reactor. Analysis of variance demonstrated that the second-order polynomials adequately predicted the responses. The selectivity of CO2, CH4, and CO conversion increased by the decrement of syngas flow rate. Increasing the pressure to 22 bar led to the increasing of CO conversion and CO2 selectivity; indicating the promotion of the water-gas-shift reaction in these conditions. Rising syngas flow rate caused decreasing the CO conversion and increasing C5+ selectivity. Minimum CO2 selectivity was achieved at the syngas flow rate and pressure of 61.9 Nl/h and 15 bar, respectively. Multi-objective optimization showed that minimum CO2 selectivity (2%) and methane selectivity (16.4%), as well as maximum CO conversion (53.8 %) and C5+ selectivity (68.3%) obtained at the syngas flow rate and pressure of 47.8 Nl/h and 15 bar, respectively.
    Keywords: Modeling, Selectivity, Response Surface Methodology, Fischer Tropsch synthesis, Alumina, Cobalt}
  • ندا مفتون آزاد*، اکبر جوکار، ماشاالله زارع

    خشک کردن اسمزی میوه های انجیر در محلول سه تایی آب، ساکارز و کلرید سدیم در غلظت های مختلف محلول، دما و مدت زمان های مختلف فرآیند مورد بررسی قرار گرفت. یک رویکرد مقایسه ای بین شبکه عصبی مصنوعی (ANN) و روش سطح پاسخ (RSM) برای پیش بینی پارامترهای انتقال جرم انجام شد. نتایج نشان داد که تمامی متغیرهای مستقل به طور مثبت وزن را کاهش دادند به این معنی که افزایش هر یک از عوامل منجر به افزایش کاهش وزن شد و این رابطه خطی بود. انجیرهای خشک شده به روش اسمزی کیفیت بهتری نسبت به نمونه های بدون اسمز داشتند. هر چهار متغیر مستقل 94 درصد کاهش وزن، 90 درصد کاهش رطوبت و 89 درصد افزایش جامد را شرح دادند. شرایط بهینه فرآوری دمای 60 درجه سانتی گراد، غلظت ساکارز 70 درصد، غلظت کلرید سدیم 5 درصد و زمان غوطه وری 5 ساعت بود. نتایج نشان داد که مدل ANN که به درستی آموزش داده شده است در مقایسه با مدل RSM پیش بینی دقیق تری را انجام می دهد.

    کلید واژگان: انجیر (Ficus Carica), خشک کردن اسمزی, شبکه های عصبی مصنوعی, روش سطح پاسخ, کاهش رطوبت, جذب ماده جامد}
    Neda Maftoonazad *, Akbar Jokar, Mashalla Zare

    Osmotic dehydration of fig fruits (cv. Sabz) in ternary solution of water, sucrose and sodium chloride at different solution concentrations, temperature and process durations were analyzed. A comparative approach was made between artificial neural network (ANN) and response surface methodology (RSM) to predict the mass transfer parameters. Results showed that all independent variables positively decreased the weight meaning that increasing each factor resulted in increasing weight loss and this relationship was linear. Osmo-dehydrated figs had better quality compared to samples without osmosis. All four independent variables explained 94% of the weight loss, 90% moisture content reduction and 89% of the solid gain. The determined optimum processing conditions were temperature of 60°C, sucrose concentration of 70%, sodium chloride concentration of 5% and immersion time of 5h. The results showed that properly trained ANN model is found to be more accurate in prediction as compared to RSM model.

    Keywords: Fig (Ficus Carica), Osmotic Dehydration, Artificial Neural Networks, Response Surface Methodology, Moisture Loss, Solute Gain}
  • فاطمه جعفری، کامیار موقرنژاد*، ابراهیم صادقی
    این تحقیق با هدف ارزیابی چگونگی تاثیر ضخامت نمونه (3، 5 و 7 میلی متر)، سرعت هوا (5/0، 25/1 و 2 متر بر ثانیه)، و توان لامپ مادون قرمز (1000، 1500 و 2000 وات) بر ویژگی های خشک کردن برش های کدو سبز در خشک کن مادون قرمز دور انجام شده است. طراحی آزمایش های خشک کردن، که رابطه بین متغیرهای ورودی و خروجی را نشان می دهد، با روش سطح پاسخ انجام شد. سپس تاثیر این عوامل مستقل بر میزان رطوبت (زمان خشک شدن)، فعالیت آبی، محتوای فنولی کل، محتوای پتاسیم و رنگ تعیین شد. برای پیش بینی پاسخ ها، دقیق ترین مدل های ریاضی با استفاده از تحلیل واریانس انتخاب شدند. نتایج نشان داد که زمان خشک شدن با کاهش ضخامت نمونه و سرعت هوا و افزایش قدرت لامپ مادون قرمز کاهش یافت. محتوای فنولی کل و محتوای پتاسیم پس از فرآیند خشک کردن چندین برابر افزایش یافت. افزایش ضخامت نمونه و قدرت لامپ مادون قرمز تاثیر مثبتی بر هر دوی این مقادیر داشت. حداقل و حداکثر مقدار کل تغییر رنگ به ترتیب 54/5 و 96/13 بود. کدو سبز خشک تولید شده توسط خشک کردن مادون قرمز دور، محصولی با ارزش است که قابلیت استفاده در صنایع غذایی و دارویی و یا در درمان بیماری ها را به عنوان یک وعده غذایی تقویتی دارد.
    کلید واژگان: خشک کردن مادون قرمز, محتوای فنولی کل, محتوای پتاسیم, مشخصات رنگ, روش سطح پاسخ, کدو سبز}
    Fatemeh Jafari, Kamyar Movagharnejad *, Ebrahim Sadeghi
    This research aimed to estimate how sample thickness (3, 5, and 7 mm), air velocity (0.5, 1.25, and 2 ms^(-1)), and infrared lamp power (1000, 1500, and 2000 W) affected the drying characteristics of zucchini slices in a far-infrared dryer. The design of drying tests, which illustrates the relation between input and output variables, was carried out by response surface methodology. Then, the effect of these independent factors on the moisture content (drying time), water activity, total phenolic content, potassium content and total color change was determined. To predict the responses, the most accurate mathematical models were selected using analysis of variance. The results revealed the drying time declined by decreasing the sample thickness and air velocity and increasing the infrared lamp power. Total phenolic content and potassium content had increased multifold after the drying process. An enhancement in sample thickness and infrared lamp power had a positive effect on both of these contents. The minimum and maximum values of total color change were 5.54 and 13.96, respectively. The dried zucchini produced by far-infrared drying is a high-value product that has the potential to be used in food and pharmaceutical industries or in the treatment of diseases as a booster meal.
    Keywords: Infrared Drying, Total Phenolic Content, Potassium Content, Color Characteristics, Response Surface Methodology, Zucchini}
  • شکوفه رضاخانی روزبهانی، پریا امیرعابدی*، فاطمه زراعت پیشه، مسعود درفشان

    فرضیه :

     با توجه به مشکلات کیفیت آب و قوانین سخت گیرانه وضع شده در تصفیه آب های آشامیدنی، نیاز به استفاده از روش های موثرتر و اقتصادی تر برای حذف مواد آلی طبیعی از آب ضرورت دارد. در این میان، فرایندهای غشایی یکی از روش های موثر در حذف این آلاینده ها به شمار می آیند. بدین ترتیب برای تهیه غشایی کارآمد در حذف آلاینده ها، در پژوهش حاضر، ساخت و بهینه سازی غشاهای پلی (وینیل کلرید) (PVC) با افزودنی پلی (اتیلن گلیکول) (PEG) بررسی شد.

    روش ها

    غشاهای میکرومتخلخل PVC با روش جدایی فاز القایی با ضدحلال تهیه شدند. پارامترهای اثرگذار در ساخت غشا شامل غلظت PVC و PEG و ترکیب حمام انعقاد، با روش سطح پاسخ (RSM) بهینه شدند. در این میان، استحکام کششی و تخلخل به عنوان پاسخ درنظر گرفته شدند. 

    یافته ها

    نتایج نشان داد، تمام غشاها دارای ساختار نامتقارن با منفذهای انگشتی بودند. همچنین مشخص شد، با افزایش غلظت PVC، استحکام کششی غشاها افزایش یافت، به طوری که کمترین استحکام کششی به غشای ساخته شده با غلظت %10.30 وزنی از PVC مربوط بود، در حالی که غشای ساخته شده با %18.7 وزنی از PVC بیشترین استحکام کششی را داشت. برای غشای بهینه که در آن، مقدار وزنی PVC و PEG در محلول 17.52 و %5.87 و کسر حجمی اتانول در حمام انعقاد برابر 0.27 بود، استحکام کششی و تخلخل غشاها به ترتیب 5MPa و %80.57 به دست آمد. افزون بر این در ادامه، از نانوذرات تیتانیم دی اکسید (TiO2) به منظور تهیه غشای کامپوزیتی در شرایط بهینه نام برده استفاده شد. نتایج نشان داد، غشای بهینه دارای %2 وزنی نانوذرات، دارای بیشترین بازده جداسازی هیومیک اسید به مقدار %80 بود.

    کلید واژگان: پلی(وینیل کلرید), مواد آلی طبیعی, روش سطح پاسخ, تیتانیم دی اکسید, هیومیک اسید}
    Shokofeh Rezakhani Roozbehani, Parya Amirabedi *, Fatemeh Zeraatpisheh, Masoud Dorfeshan

    Hypothesis: 

    Considering water quality problems and strict rules established for drinking water treatment, there is an urgent need to use more effective and economical methods to remove natural organic matter from water. Meanwhile, membrane processes are one of the effective methods to remove these pollutants. In this way, in order to prepare a membrane with a high ability to remove pollutants, in the present study, the production and optimization of poly(vinyl chloride) (PVC) membranes with poly(ethylene glycol) (PEG) additives have been carried out.

    Methods

    PVC microporous membranes were prepared by nonsolvent-induced phase separation method. Influential parameters in the membrane fabrication, including the concentration of PVC and PEG and the composition of the coagulation bath were optimized using the response surface methodology (RSM). Meanwhile, tensile strength and porosity were considered as responses.

    Findings

    The obtained results showed that all the membranes had an asymmetric structure with finger like pores. It was also found that the tensile strength of the membranes increased with the increase in PVC concentration. The lowest tensile strength was related to the membrane made of 10.30% (by wt) of PVC, while the membrane made of 18.7 % (by wt) of PVC had the highest tensile strength. In addition, for the optimum membrane in which the concentration of PVC was 17.52% (by wt), the concentration of PEG was 5.87% (by wt) and the volume fraction of ethanol in the coagulation bath was 0.27, the tensile strength and porosity of the membranes were obtained as 5 MPa and 80.57, respectively. Furthermore, in the following, titanium dioxide nanoparticles (TiO2) were used to prepare the composite membrane under the aforementioned optimum conditions. The obtained results showed that the optimum membrane containing 2% (by wt) of nanoparticles had the highest humic acid separation efficiency with a value of 80%.

    Keywords: Polyvinyl chloride, natural organic matter, Response surface methodology, Titanium dioxide, humic acid}
  • زهرا مباشری، سید حسین زهدی

    در کشورهای مختلف قوانین سخت گیرانه ای برای کاهش مقدار گوگرد موجود در سوخت ها اعمال می شود. روش گوگردزدایی اکسایشی یکی از بهترین روش های تکمیلی برای فرآیند گوگردزدایی هیدروژنی است. در این مقاله با استفاده از روش سطح پاسخ، اثرهای اصلی و متقابل دما، مدت زمان واکنش و غلظت اولیه گوگرد موجود در نفتا بر درصد تبدیل گوگرد در فرآیند گوگردزدایی اکسایشی نفتای سبک در حضور کاتالیست اکسید روی بر پایه ی زیولیت بررسی گردید. تحلیل واریانس نشان داد داده های تجربی به خوبی توسط مدل فاکتوریل خطی برازش شده است. متغیرهای دما، مدت زمان واکنش و غلظت اولیه ی گوگرد موجود در سوخت بر درصد تبدیل ترکیبات گوگرد اثر معنادار دارد. همچنین بین متغیرهای دما و مدت زمان واکنش اثر متقابل وجود دارد. بیشترین مقدار درصد تبدیل گوگرد به میزان 90% در دمای واکنش K 320، زمان واکنش 40 دقیقه در حضور نفتای سبک با درصد اولیه گوگرد ppm 244 حاصل گردید.

    کلید واژگان: نفتای سبک, گوگردزدایی, روش سطح پاسخ, رآکتور ناپیوسته, مدل سازی تجربی, اثر متقابل, تحلیل آماری}
    Zahra Mobasheri, Seyyed Hossein Zohdi

    In various countries, strict rules are considered for reducing sulfur in the fuels. Oxidative desulfurization is known as one of the best complementary methods for the hydro-desulfurization. In this paper, using the response surface methodology, the effects of initial sulfur concentration in the naphtha fuel, reaction temperature, and reaction time on the sulfur conversion were investigated in the presence of zeolite supported zinc Oxide catalyst. </em>Experiments were conducted at the conditions as follows: T=303.15-323.15 K, t=20-40 min, and initial sulfur concentration=150-250 ppm. </em>Analysis of variance showed that the linear factorial model well fitted the experimental data. All the parameters as well as the interaction between reaction time and temperature affected the response, significantly. Maximum sulfur conversion of 90% was achieved at the temperature of 320 K, reaction time of 40 min, and initial sulfur concentration of 244 ppm.</em>

    Keywords: Light Naphtha, Desulfurization, Response surface methodology, Batch reactor, Empirical modeling, Interactions, Statistical analysis}
  • Gholamreza Goudarzi, Fatemeh Dadashian, Alireza Vatanara, Zargham Sepehrizadeh

    It is highly economical to extract keratin from the waste chicken feathers due to their high keratin content, plentiful availability, and sustainable resources. Various methods of keratin extraction have been reported in the last few decades. In addition, sodium sulfide (Na2S) treatment has received more attention due to its simplicity and ability to produce on an industrial scale. Although several studies have been conducted on improving keratin extraction yield through Na2S treatment, there need to be more systematic studies to evaluate and optimize the effect of different extraction parameters and their interactions to maximize extraction efficiency. In this research, the response surface method (RSM) established on the central composite practical design (CCPD) was employed satisfactorily to understand the influence of experimental parameters and their interactions to determine the optimal conditions for keratin extraction. Na2S concentration, extraction time, and extraction temperature were chosen as the most critical parameters for investigation. Experimentally, the extraction yield of 94±0.5% was obtained under the RSM-optimized conditions (i.e. 80 °C, 6.3 hr., and 32.0 g l-1 Na2S concentration), which is in close agreement with the model-predicted value (95%). The optimized keratin extraction yield in this study is relatively high. Physicochemical properties of the extracted powder were characterized by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), x-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM). The results revealed that the extracted material contains both β-keratins and α-keratins, which have great potential for advanced healthcare and medical applications.

    Keywords: Chicken feather, keratin, Sodium Sulfide treatment, response surface methodology}
  • رسول ناظمی، سیاوش عاشوری، جمشید مقدسی

    ژل هایی که در ابتدا ویسکوزیته پایینی دارند و بعد از مدتی شبکه سه بعدی مستحکمی تشکیل میدهند، می توانند به صورت موفقیت آمیزی در کنترل هرزروی سیالات حفاری بکار گرفته شوند. ژل هیبریدی، از یک ژل پلیمر کراس لینک شده به عنوان فاز پیوسته و یک سیال پایه روغنی به عنوان فاز داخلی تشکیل می شود. ژل هیبریدی به دلیل استفاده کمتر از پلیمر و کراس لینکر، ، هزینه کمتری نسبت به ژل پلیمرهای مرسوم دارد و خواص آن به راحتی قابل کنترل می باشد. این مقاله در دو بخش نتایج آزمایشگاهی و مدل سازی تجربی با استفاده از روش سطح پاسخ بررسی می شود. برای ارزیابی رفتار ژل در شرایط مختلف تعدادی پارامتر شامل زمان شروع تشکیل ژل، زمان نهایی ژل شدن، سرعت تشکیل شبکه ژل تعریف و مقایسه شدند. ابتدا، تاثیر پارامترهایی مانند pH، دما و شوری بر عملکرد ژل و نیز پایداری ژل با زمان مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. سپس با تست های پایداری دینامیکی، حداکثر میزان فشاری که ژل در شکاف می تواند تحمل کند تا از هرزروی بیشتر سیال حفاری جلوگیری کند، اندازه گیری شد. در نهایت، برای بررسی آسیب وارده به سازند توسط ژل هیبریدی، میزان گسیختگی ژل با زمان در هیدروکلرید اسید 15و 28 درصد حجمی اندازه گیری شد. نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که ژل های هیبریدی به دلیل انعطاف پذیری بالا در طراحی، استحکام مناسب و عدم آسیب به سازند، می توانند عملکرد مناسبی برای مقابله با هرزروی حین حفاری و تکمیل چاه داشته باشند. از روش سطح پاسخ بر اساس طراحی Box-Behnken برای پیش بینی ویسکوزیته نهایی ژل هیبریدی به عنوان تابعی از دما، pH و شوری استفاده شد و مدل پیش بینی شده با حل مدل رگرسیون درجه دوم به دست آمد. معادله پیشنهادی، ویسکوزیته ژل هیبریدی را با دقت88 درصد، در محدوده پارامترهای ورودی مورد استفاده پیش بینی می کند.

    کلید واژگان: هرزروی, سیال حفاری, ژل هیبریدی, آسیب سازند, روش سطح پاسخ}
    rasoul nazemi, siavash ashoori, jamshid moghadasi

    gels that have a low viscosity at the time of mixing and form a three-dimensional gel structure after some time delay can be applied successfully in controlling lost circulation. The hybrid gel consists of a cross-linked gel polymer as a continuous phase and an oil as an internal phase. The hybrid gel is cost effective and its properties can be controlled. This study consists of two parts, experimental investigation and empirical modeling using response surface methodology. a number of parameters such as initial gelation time, final gelation time, crosslinking rate and Final viscosity were defined and compared to evaluate the gel behavior under different conditions. First, the effect of pH, temperature and salinity on gel performance as well as the stability of the gel over time were investigated. Then, dynamic stability test for different gels was examined to measure the amount of pressure that the gel in the fractured core can withstand to prevent further fluid loss. Finally, the amount of gel rupture with time in HCL (15 and 28%) was investigated to evaluate the formation of damage of hybrid gel. The experimental results show that hybrid gels can have proper performance and application in industry to combat lost circulation due to their flexible viscosity response and non-damaging properties. response surface methodology(RSM) based on Box-Behnken design was utilized to identify a correlation for prediction of final viscosities of hybrid gel as a function of temperature, pH and salinity. The predicted model was obtained by solving the quadratic regression model. The value of correlation co-efficient (predicted R2 = 0.88) for the present mathematical model indicated good relation between experimental data and predicted values. Therefore, the proposed model predicts the viscosity of gel adequately within the limits of input parameters being used.

    Keywords: lost circulation, drilling fluid, hybrid gel, formation damage, response surface methodology}
  • Parisa Zaheri *, Reza Davarkhah, Seyed HamidReza Rouhani

    Selective extraction of Mo from the spent HDS (Hydrodesulfurization) catalysts was studied using Cyanex272 extractant. The required experiments were designed by RSM (Response Surface Methodology) method according to CCD (Central Composition Design), and four independent parameters were examined, including Cyanex272 concentration, H+ concentration of leach solution, temperature, and Mo concentration in the leach solution. A quadratic equation was derived for the prediction of Mo recovery with R2 equal to 0.98, which verified this equation for fitting the experimental results. The value of Mo recovery in different conditions showed that the effect of the leach solution acidity is insignificant at a low concentration of Cyanex272. The optimum value for Cyanex272 concentration, H+ concentration of leach solution, temperature, and Mo concentration was obtained at 0.27 M, 3.4 M, 30 ˚C, and 279.74 mg/L, respectively. The Mo recovery was 99.05% in these conditions, which had a 0.74 error from the software predicted value.

    Keywords: Molybdenum, HDS catalysts, Solvent extraction, Response Surface Methodology}
  • سلمان دهقان، مهدی ورسه ای، نیلوفر اصلاحی*، محمداسماعیل یزدانشناس

    در این کار پژوهشی، قابلیت استفاده از غشاء نانولیفی به عنوان فیلتر جاذب بررسی شد. برای تهیه نانوالیاف، الکتروریسی پلی آمید 6 در حلال اسید فرمیک در غلظت های مختلف انجام شده و تاثیر غلظت، ولتاژ و فاصله سر سوزن بر ریخت شناسی الیاف به کمک روش آماری رویه پاسخ مورد بررسی قرار گرفت. بر مبنای نتایج حاصل از آنالیز آماری، نمونه بهینه با حداقل مقدار میانگین قطر (111 نانومتر) در غلظت % 10 پلیمر، ولتاژ kV 20 و فاصله cm 20 بدست آمد. سپس با افزودن نانولوله کربنی در غلظت های 1/0 ، 2/0 و 5/0 درصد وزنی تاثیر آن مورد مطالعه قرار گرفت. آزمون تخلخل سنجی بیانگر افزایش میزان تخلخل نمونه ها با افزایش مقدار نانولوله کربنی است. بر مبنای نتایج آزمون استحکام، مقدار ازدیاد طول تا حد پارگی و استحکام کششی بیشینه در نمونه محتوی 1/0% نانولوله کربنی بدست آمد. هم چنین آزمون طیف سنجی مادون قرمز بیانگر پیک های مشخصه پلی آمید یعنی آمیدهای نوع اول و دوم و سوم و گروه های آمین است. آنالیز توزین حرارتی نشان داد که با افزودن نانولوله کربنی پایداری حرارتی افزایش یافته است. در آزمون اسپکتروفتومتری نیز جذب ماده رنگی توسط غشاء نانولیفی با گذشت زمان مشاهده گردید.

    کلید واژگان: نانو الیاف, پلی آمید, الکتروریسی, نانو لوله های کربنی, روش آماری رویه پاسخ}
    Salman Dehghan, Mehdi Varsei, Niloofar Eslahi *, MohammadEsmail Yazdanshenas

    In this research work, the ability to use nanofibrous membrane as an absorbent filter was investigated. For this purpose, electrospinning of polyamide 6 (PA6) in formic acid was performed at different concentrations and the effect of polymer concentration, voltage and needle-to-tip distance on the morphology of the fibers was evaluated using the statistical method of response surface methodology (RSM). Based on the results of the statistical analysis, the optimal sample was selected with the minimum average fiber diameter (111 nm) at a concentration of 10% PA6, a voltage of 20 KV and a distance of 20 cm. Then, the effect of carbon nanotubes (CNT) incorporation into the fibers (at different percentages of 0.1, 0.2, and 0.5%wt) was studied. The porosity test showed an increase in the porosity of the samples with the addition of CNT. The results of the tensile test revealed that the maximum tensile strength and elongation up to the breaking point were obtained for the fibers containing 0.1% CNT. FTIR spectra depicted the characteristic peaks of amides and amine groups in PA6. Thermal analysis (TGA) showed that thermal stability increased with the addition of CNT. Finally, in the spectrophotometric test, the absorption of dye by the nanofibrous membrane was observed by prolonging time.

    Keywords: Polyamide, Nanofibers, Electrospinning, Carbon nanotubes, Response Surface Methodology}
  • Amin Ahmadi, Amir Hosein Saeedi Dehaghani *
    In studying the wettability alteration of oil reservoirs in enhanced oil recovery (EOR) techniques like water injection methods, special attention is paid to the composition of injected water. However, the extent of the impact of other factors, such as the oil and rock site density, and oil and rock surface area, is not given much attention. In this study, we analyze the sensitivity of discussed factors. First, oil adhesion to the rock surface was simulated using PHREEQC software (a geochemical reaction model), then the simulation results were modeled using Design-Expert software (a statistical software package). According to the findings, oil site density had the most influence on the oil adhesion, followed by oil and rock surface area in the second place. Because oil site density indicates the amounts of carboxylate groups on the oil surface, the increase in these functional groups increases the electrostatic bonds resulting in increased oil adhesion. Furthermore, the effect of parameters increases by increasing pH, and impressment will decrease above pH 8.
    Keywords: EOR, PHREEQC, Response Surface Methodology, Wettability Alteration, Sensitivity Analysis}
  • زهرا رشیدی، حدیثه معصومی، حسین قنادزاده گیلانی*
    در این پژوهش، کارایی فرایند فتوکاتالیستی نانوذره های اکسید روی در حذف رنگ آزو قرمز بازیک 46 از محیط آبی در یک سیستم ناپیوسته، در معرض تابش نور فرابنفش با توان 15 وات بررسی شد. هم چنین، تعداد نمونه ها و بررسی نتایج به کمک روش سطح پاسخ پیش بینی شد. در این تحقیق پساب مصنوعی با پنج غلظت مختلف رنگ قرمز بازیک 46 (5، 15، 25، 35 و 45 میلی گرم بر دقیقه) تهیه و اثر پنج سطح مختلف pH (3، 5، 7، 9 و 11) با مقادیر غلظت متفاوت (1/0، 4/0، 7/0، 1 و 5/1 میلی گرم بر دقیقه) از کاتالیست اکسید روی در مدت زمان های (20، 40، 60، 80 و 100 دقیقه) طی فرایند تجزیه فتوکاتالیستی آزمایش شد و تاثیر غلظت ماده رنگ زا، مقدار کاتالیست مصرفی، اثر pH و مدت زمان تابش در حذف رنگ قرمز بازیک 46 از محیط آبی بررسی شد. با توجه به نتایج، با افزایش غلظت اولیه محلول رنگ، درصد تخریب فتوکاتالیستی کاهش یافت و با افزایش غلظت کاتالیست تا مقدار بهینه- معادل با 1 گرم بر لیتر-راندمان حذف رنگ قرمز بازیک 46 افزایش پیدا کرد. افزون بر این، درصد حذف رنگ زا با مدت زمان تابش پرتو رابطه مستقیم داشت. با توجه به تحلیل نتایج در نرم افزار طراحی آزمایش، بیش ترین حذف رنگ آزو قرمز بازیک 46 در 11=pH و غلظت آلاینده45 میلی گرم بر دقیقه با مقدار 61/0 گرم بر لیتر از کاتالیست اکسید روی در مدت زمان86 دقیقه به دست آمد.
    کلید واژگان: فرایند فتوکاتالیستی, رنگ آزو قرمز بازیک 46, تجزیه رنگ زا, روی اکسید, روش سطح پاسخ}
    Z. Rashidi, H. Masoumi, H. Ghanad Zadeh Gilani *
    In this research, the efficiency of the photocatalytic process of zinc oxide nanoparticles in removing Basic Red 46 azo dye from the aqueous solution has been investigated in a batch system, exposed to UV light with a power of 15 W. Also, the number of samples and data analysis were predicted using design expert software. According to the results, with increasing the initial concentration of the dye solution, the percentage of photocatalytic degradation decreases, and with enhancing the catalyst concentration to an optimal value equal to 1 g/L, the removal efficiency of the dye increases. In addition, the percentage of dye removal is directly related to the duration of radiation. According to the analysis of the results in the design expert software, the maximum removal of the Basic Red 46 azo dye was obtained at pH =11 and the contaminant concentration was 45 mg/L with an amount of 0.61 g/L of zinc oxide as catalyst in 86 minutes.
    Keywords: Photocatalytic Process, Basic Red 46 Azo Dye, dye degradation, Zinc oxide, Response Surface Methodology}
  • روژین عذیری، رضا بیگزاده*، سید امید رستگار
    در این پژوهش، مقایسه میان روش های شبکه عصبی و سطح پاسخ در فرایند بیواسید لیچینگ بر پایه استفاده از افشره لیمو برای استخراج فلزات مس و روی از صفحات مدارچاپی تلفن همراه بررسی شده است. سه شاخصه مهم چگالی پسماند، غلظت هیدروژن پراکسید و غلظت افشره لیمو بررسی شد. برای بهینه سازی شاخصه های موثر از روش سطح پاسخ (RSM) استفاده شد. نتایج نشان داد که برای ذراتی با اندازه 150 تا μm 180 در دمای ثابت20 درجه سلسیوس و زمان  4h در شرایط بهینه شامل چگالی پسماند(w/v) 4/1% غلظت هیدروژن پراکسید(v/v) 2/12% و غلظت افشره لیمو  (v/v) 74%، بازده بازیابی فلزات مس و روی به ترتیب 89% و 73% است. هم چنین از شبکه عصبی مصنوعی برای پیش بینی میزان استخراج فلزات مس و روی به عنوان تابعی از شاخصه های موردبررسی استفاده شد. برای اعتبارسنجی مدل، یک چهارم داده های آزمایشگاهی به عنوان داده های ارزیابی در نظر گرفته شد. نتایج مدل سازی شبکه عصبی دقت بالایی را به منظور پیش بینی متغیر هدف نشان داد؛ به طوری که مقادیر خطای MRE، MSE و R2 به ترتیب 485/9%، 254/15 و 9356/0 برای مدل پیش بینی کننده استخراج مس و 854/1%، 094/1 و 9963/0 برای مدل پیش بینی کننده استخراج روی به دست آمد.
    کلید واژگان: بیواسید لیچینگ, صفحات مدارچاپی تلفن همراه, سطح پاسخ, شبکه عصبی مصنوعی}
    R. Ozairy, R. Beigzadeh *, S. O. Rastegar
    In this study, the application of bio-acid leaching method based on the use of lemon juice to extract copper and zinc metals from mobile printed circuit boards has been investigated. Three important factors were investigated include lemon juice concentration, Solid / Liquid (S/L) ratio, and hydrogen peroxide (H2O2) concentration. Response surface methodology (RSM) was used to optimize the effective factors. The results showed that for particles with a size of 150 to 180 μm at a constant temperature of 20 ° C and time 4 h under optimal conditions including 1.41% (w/v) S/L ratio, 12.2% (v/v) H2O2 and 74% (v/v) lemon juice, copper and zinc recovery efficiencies are 89% and 73%, respectively. Moreover, the artificial neural network was used to predict the extraction of copper and zinc metals as a function of the studied factors. To validate the model, laboratory results were considered as evaluation data. The results of neural network modeling showed high accuracy to predict the target variable. The values of MRE, MSE, and R2 were 9.485, 15.254, and 0.9356% for the copper extraction model and 1.854%, 1.094, and 0.9963% for the zinc extraction model, respectively.
    Keywords: Bio-acid leaching, Mobile printed circuit boards (PCBs), Response Surface Methodology, Artificial Neural Network}
  • Aazam Dinari, Jafar Mahmoudi *
    In this research, a modified TiO2/Bentonite (Be) composite with various values of zinc oxide was used as a photocatalyst in the degradation of methyl orange as a dye pollutant. The synthesized composites were characterized by X-ray diffraction (XRD), Field emission scanning electron microscopy (FESEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray fluorescence (XRF), and Thermal gravimetric analysis (TGA). The results showed that the composite synthesized by 6.5% zinc oxide had the highest anatase phase and appropriate thermal stability. Moreover, the simultaneous effect of different parameters was investigated using the central composite (CC) design defined under response surface methodology (RSM). The results showed that the polynomial model obtained from the analysis of variance (ANOVA) correctly predicted the experimental data. The optimal conditions of dye degradation for the synthesized composite with 6.5% zinc oxide using 4 g/L of photocatalyst for 30 minutes at a pH=5 and a dye concentration of 20 ppm had the highest degradation percentage equal to 95% with a high desirability of 0.981. Also, the photocatalytic activity of TiO2/Be/ZnO (6.5%) in certain conditions for reuse in five consecutive steps showed a slight decrease in the degradation of methyl orange.
    Keywords: TiO2, Bentonite, zinc oxide, Methyl orange, Response surface methodology}
  • Maryam Deris, Mohammad Reza Miroliaei *
    Petroleum sludge is typically caused by petroleum contaminants, effluents, and wastes from various stages of hydrocarbon separation. In this study, samples of oily sludge were collected from heavy fuel storage tanks in Sirjan Petrochemical Company in order to investigate the bioremediation of oily sludge by Eisenia fetida earthworms. The effects of oily sludge content, soil ratio, and sawdust weight percentage on total petroleum hydrocarbon (TPH) removal and reproduction of earthworms were evaluated. According to the design of the experiment (DOE), 17 samples with different combinations of petroleum sludge, soil, cow manure, and sawdust were selected to be tested. Also, to determine the effectiveness of the bioremediation process, some properties of samples including pH, total organic carbon (TOC), total Kjeldahl nitrogen (TKN), carbon to nitrogen ratio (C/N), and electrical conductivity (EC) were measured. The results showed that all properties, except for the electrical conductivity, decreased. Besides, in the presence of worms, the TPH could reduce by 66% after 90 days for samples containing up to 40 g oily sludge. Moreover, a statistical model was proposed using the response surface methodology (RSM) to predict the TPH removal and earthworm population as the targeted responses. Keywords: oily sludge; earthworm Eisenia fetida; Vermiremediation; response surface methodology.
    Keywords: oily sludge, earthworm Eisenia fetida, Vermiremediation, Response surface methodology}
  • Mohamad Hafizi Zakria *, Mohd Ghazali Mohd Nawawi, Mohd Rizal Abdul Rahman
    The study was conducted in the actual world-scale olefin plant with a focus on measuring the impact of identified controlled variables at the steam cracker furnace towards the propylene yield. Surface response analysis was conducted in the Minitab software version 20 using the historical data after the clearance of both the outliers and residuals to ensure the analysis was conducted as normal data. Surface response analysis is a robust mathematical and statistical approach that is having a good potential to be systematically utilized in the actual large-scale olefin plant as an alternative to the expensive olefin simulation software for process monitoring. The analysis was conducted to forecast the maximum propylene yield in the studied plant with careful consideration to select only significant variables, represented by a variance inflation factor (VIF) <10 and p-value <0.05 in the analysis of variance (ANOVA) table. The final model successfully concluded that propylene yield in the studied plant was contributed by the factors of 0.00496, 0.00204, and -3.96 of hearth burner flow, dilution steam flow, and naphtha feed flow respectively. The response optimizer also suggested that the propylene yield from naphtha pyrolysis cracking in the studied plant could be maximized at 11.47% with the control setting at 10,004.36 kg/hr of hearth burner flow, 40,960 kg/hr of dilution steam flow, and 63.50 t/hr of naphtha feed flow.
    Keywords: Response surface methodology, Olefin Process, statistical analysis, minitab, ANOVA}
  • Fatemeh Najartabar Bisheh, Malihe Amini, Hajar Abyar, Nicole K. Attenborough, Irene Ling, Babak Salamatinia, Habibollah Younesi *, Ali Akbar Zinatizadeh
    Wastewater reclamation involving a sequencing batch reactor (SBR) has received more attention recently due to its high nutrient removal efficiency, cost-effectiveness, and low footprint. This study attempts to develop a stable and applicable activated sludge SBR for simultaneous carbon and nutrient removal from industrial wastewater. The derived-filed data were explored by response surface methodology (RSM) to identify the impact of operational variables on the SBR performance. Optimum conditions were obtained at 4000 mg/L MLSS, 100: 8: 2 COD: N: P ratio, 40 min/h aeration time, and 40 h cycling time, which resulted in the removal of 82.53% chemical oxygen demand (COD), 89.83% TKN, 87.23% PO43--P, and 73.46% NO3--N. Moreover, the sludge volume index (SVI) and mixed liquor volatile suspended solids (MLVSS)/mixed liquor suspended solids (MLSS) ratio were 64.8 mL/g and 0.8, respectively. The maximum nitrification rate was calculated as 113.9 mg/L.d, which increased with the rise of the initial ammonium concentration. The specific denitrification rate (SDNR) was estimated in the range of 0.003-0.07 mgNO3--N/mg MLVSS.d, depicting the high potential of the SBR reactor to eliminate nitrate by granular sludge. Accordingly, the removal efficiency of the optimized system revealed a notable capability towards meeting environmental regulations.
    Keywords: Wastewater treatment, Response surface methodology, Granular sludge, SDNR}
نکته
  • 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.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال