parhampars
عضو جدید
سلام، بفرمایید:
http://ifile.it/4fd35c8/ADSORPTION ENGINEERING (www[1].chemicalebooks.com).pdf
http://ifile.it/7u0yts8
[ فرایند های جداسازی ، جذب ، غشا ]
- شروع کننده موضوع mahdi.adelinasab
- تاریخ شروع
سلام، بفرمایید:
http://ifile.it/4fd35c8/ADSORPTION ENGINEERING (www[1].chemicalebooks.com).pdf
http://ifile.it/7u0yts8
Asphaltene
Asphaltene
سه تا مقاله در مورد آسفالتین:
1. پتانسيل سنجی رسوب آسفالتين در نفت های سبک و سنگين در توليد به روش تخليه طبيعی؛
http://ifile.it/yg3d7kf/Asphaltene (1).pdf
2. بررسی اثر پارامتر حلالیت آسفالتین و نفت در پیشگویی رفتار فازی آسفالتین؛
http://ifile.it/nat12r6/Asphaltene (2).PDF
3. اثر شدت جریان بر نشست ذرات آسفالتین و نفوذ پذیری سنگ مخزن؛
http://ifile.it/i6rsm3g/Asphaltene (3).pdf
به تاپیک زیر هم یه سری بزن:
http://www.www.www.iran-eng.ir/showthread.php/324443-مقاله-اسفالتین
Asphaltene
سه تا مقاله در مورد آسفالتین:
1. پتانسيل سنجی رسوب آسفالتين در نفت های سبک و سنگين در توليد به روش تخليه طبيعی؛
http://ifile.it/yg3d7kf/Asphaltene (1).pdf
2. بررسی اثر پارامتر حلالیت آسفالتین و نفت در پیشگویی رفتار فازی آسفالتین؛
http://ifile.it/nat12r6/Asphaltene (2).PDF
3. اثر شدت جریان بر نشست ذرات آسفالتین و نفوذ پذیری سنگ مخزن؛
http://ifile.it/i6rsm3g/Asphaltene (3).pdf
به تاپیک زیر هم یه سری بزن:
http://www.www.www.iran-eng.ir/showthread.php/324443-مقاله-اسفالتین
chemblog
عضو جدید
رطوبت زنی
مشاهده پیوست رطوبت زنی.pdf
مشاهده پیوست رطوبت زنی.pdf
moein749
عضو جدید
امیر عزیز من یه پروژه درباره (کاربرد فناوری جداسازی غشایی در تصفیه گاز طبیعی) دارم که البته پایان نامه خودم بوده که به بررسی غشاهای پلیمری ی پردازه، اگه میخوای بگو واست بزارم
rezareza00
عضو
دوسته عزیز من در زمینه ی جدا سازیه غشایی و همه نوع تحقیقاته انجام شده در جوانبه مختلفه اون یه سر رشته هایی دارم.
منابعی که در اختیار دارم همشون انگلیسیه
حاصله 10 ماه تلاش و کوشش در این زمینه هستش.
شما دقیقا باید ببینین کدوم قسمت از جدا سازیه غشایی رو احتیاج دارین یا آیا غشای خاصی رو میخواین یا یه چیزه کلی راجع به جداسازیه غشایی میخواید؟یا اینکه جداسازیه ماده ی خاصی مورد نظرتون هست از گاز طبیعی؟یا جداسازی های رایج رو منظورتون هست؟
منابعی که در اختیار دارم همشون انگلیسیه
حاصله 10 ماه تلاش و کوشش در این زمینه هستش.
شما دقیقا باید ببینین کدوم قسمت از جدا سازیه غشایی رو احتیاج دارین یا آیا غشای خاصی رو میخواین یا یه چیزه کلی راجع به جداسازیه غشایی میخواید؟یا اینکه جداسازیه ماده ی خاصی مورد نظرتون هست از گاز طبیعی؟یا جداسازی های رایج رو منظورتون هست؟
آخرین ویرایش:
امیدوارم این بدردت بخوره
https://www.ideals.illinois.edu/bitstream/handle/2142/16028/1_Ba_Chaoyi.pdf
peymanjon
عضو جدید
مقاله ای تحت عنوان "شیرین سازی گازطبیعی بااستفاده ازفرایند غشا" به فرمت word و تایپ شده برای شما دوستان عزیز آماده کرده ام امیدوارم مفید باشد.
تعداد صفحات:66
گرد آورنده:فاطمه سادات طبایی
استاد مربوطه:جناب آقای دکترحقیقی اصل
حجم فایل:125 کیلو بایت
رئوس مطالب:
1.استفاده از غشا توخالی پلی-پروپیلن
2.استفاده از غشا الکترو شیمیایی
3.استفاده از ***** کربن بیولوژیکی
4.آشنایی با گاز طبیعی
5.مشخصات گاز طبیعی
6.واحد های بازیافت گوگرد
7.واحد های تقطیر
8.گاز شیرین
9.گاز طبیعی فشرده
10.مایعات گاز طبیعی
11.گاز طبیعی مایع
12.شیرین سازی گاز ترش
دانلود:
پسوورد فایل:
www.imannasa2000.blogfa.com
سلام این لینک دانلودش نبود با اجازه از صاحبش میذارم
gole mikhak
عضو جدید
غشاء به معنای پوسته میباشد.در کل به هر نوع پوسته یا پرده نازک و تراوا یا نیمه تراوا گفته میشود. یک غشا در واقع مانع بین دو فاز با قابلیت تراوایی برای یک یا چند جز از فاز گاز است. غشا به عنوان یک فاز که اجزای خوراک به صورت انتخابی از آن عبور می کنند، تعریف می گردد. به عبارت بهتر، غشا به صورت فازی که اجزای جداشونده خوراک با سرعت های متفاوت از آن عبور می کنند، عمل می کند[1].
شکل1- شمای یک واحد غشایی
در فرآیندهای غشایی ، جزئی از خوراک که ازغشا عبورمی کند به نام تراوش کرده[SUP] 1[/SUP]و
1.Permeate
بخشی که نتواند از غشا عبور کند، نگه داشته شده[SUP]1[/SUP] نامیده می شود . که بر اساس هدف هرکدام از آنها می توانند به عنوان محصول در نظر گرفته شوند. در حالت کلی، روشهای غشایی در مواقعی که غلظت مواد کم باشد، کارایی بسیار زیادی دارند.[8]
نیروی محرکه لازم در فرآیندهای غشایی می تواند به صورت اختلاف غلظت، فشار، دما و پتانسیل الکتریکی باشد. ساده ترین نوع غشاها بر اساس اختلاف اندازه ذرات عمل می کنند که از این نظر مشابه فیلترها هستند ولی غشاها از لحاظ اندازه منافذ و توزیع اندازه آنها و نیز نحوه جریان، با فیلترها تفاوت دارند. کارایی غشاها با دو پارامتر تعیین می گردند که شامل دبی عبور کرده از غشا و گزینش پذیری غشاها است[2].
تقسیم بندی غشاها
به دلیل کاربردهای وسیع و جهت سهولت شناخت و استفاده از غشاها، تقسیم بندی آنها ضروری به نظر می رسد که در این بخش تقسیم بندی غشاها بر اساس معیارهای مختلف آورده شده است.
تقسیم بندی بر اساس مکانیسم حاکم بر جداسازی
اگر جداسازی براساس اختلاف فشار باشد، به کمک روش هایی مانند میکروفیلترا سیون،
1.Retentate
اولترافیلتراسیون،نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس می توان جداسازی را انجام داد. روشهایی که بر پایه اختلاف غلظت هستند، شامل جداسازی گازی، غشای مایع و دیالیز می باشد. در الکترودیالیز، اختلاف ولتاژ و در روش تقطیر غشایی نیز اختلاف دما به عنوان عامل جداسازی عمل می کند.
تقسیم بندی بر اساس جنس غشا
غشاها را میتوان از مواد مختلفی ساخت. انتخاب ماده غشا یکی از مراحل حساس تهیه این محصول است، ماده پایه غشا در تعیین شار تراوایی, کیفیت جداسازی, شرایط عملیاتی و طول عمر غشا که از جمله مهمترین عوامل عملکردی یک غشا می باشند نقش موثری ایفا می کنند.
غشاها به دو صورت عمده غشاهای بیولوژیکی (طبیعی)و غشاهای سنتزی هستند که این غشاها اساسا از نظر ساختار و عملکرد با غشاهای سنتزی متفاوت هستند.غشاهای سنتزی شامل غشاهای آلی(پلیمری)و غیر آلی(معدنی)طبقه بندی می شوند.
غشاهای پلیمری، سرامیکی، فلزی و مایع می باشند [9] که در ادامه هرکدام از موارد به اختصار توضیح داده شده اند.
غشاهای پلیمری
در غشاهای آلی استفاده از پلیمر به عنوان ماده تشکیل دهنده غشا به دلیل فرآیندپذیری بهتر و امکان بهینه سازی خواص غشا برای کاربردهای گوناگون بسیار رایج است لذا کاربرد این غشاها در جداسازی گازها بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
از جمله غشاهای پلیمری می توان به غشاهای ساخته شده از جنس پلی پروپیلن، تفلون، پلی آمید، پلی ایمید وپلی سولفون اشاره کرد.[11] هرکدام از این مواد بر اساس ساختار شیمیایی خود، دما و PH محیط ،حلالیت مواد و مقاومت آنها مورد استفاده قرار می گیرند. تخلخل بالا یکی از ویژگی های مهم در غشاهای پلیمری است.
غشاهای پلیمری در بازیافت هیدروکربنها و گازهایی به کار می روند که در فرآیندهای مربوطه وارد اتمسفر شده و یا سوزانده می شوند، بنابراین از نظر کاهش آلاینده های محیطی می توانند بسیار با ارزش باشند. غشاهای پلیمری که قابلیت عبور ذرات بزرگتر مانند هیدروکربن های سنگین گازی را در مقایسه با ذرات کوچکتر مانند متان و ازت دارند، به صورت پیوسته تهیه می شوند. قابلیت انتخاب پذیری معکوس و عبوردهی بالای این غشاها، مزیت بسیار مهمی است که در کاربردهایی مانند خالص سازی گاز طبیعی که بخش عمده آن را متان تشکیل می دهد، نیاز به تقویت فشار مجدد گاز خالص شده را برطرف می کند.
شکل 2- غشای پلیمری
از غشاهای تهیه شده میتوان در کاربردهای دیگر مانند خالص سازی هیدروژن در پالایشگاه ها، بازیافت مونومر در واحدهای پلی اولفین، بازیافت بخارات بنزین در انبارها و جایگاه های سوخت رسانی وبسیاری ازکاربردهای دیگر با ارزش افزوده بالا استفاده کرد. نیاز به غشاهایی با مجموعه خواص مطلوب شامل شار عبوری بالا، انتخاب پذیری بالا وs پایداری شیمیایی، مکانیکی و حرارتی مناسب، محققین را به سمت توسعه غشاهای هیبریدی نانوکامپوزیتی (شامل مواد معدنی پخش شده در ماتریس پلیمری) سوق داده است . [11]
غشاهای مایع
غشاء فازی است بین دو فاز دیگر که انتقال جرم بین آنها را کنترل می کند. اگر این فاز میانی یک مایع امتزاج ناپذیر با دو فاز دیگر باشد، نقش یک غشا مایع را خواهد داشت.
غشاهای مایع به سه صورت غشاهای امولسیونی[SUP]1[/SUP]، پایه ای[SUP]2[/SUP] و جریانی[SUP]3[/SUP] هستند. در غشاهای امولسیونی از عوامل فعال کننده سطحی برای تولید امولسیون استفاده می کنند. در غشاء نوع دوم از مایعی در داخل یک جامد متخلخل با حفراتی در حد میکرون استفاده می کنند. در غشا جریانی هم ، جریان مایع- مایع به صورت پیوسته برقرار بوده و حفرات را همواره پر نگه می دارد. [2]
شکل 3 - عملکرد غشای مایع
غشاهای سرامیکی
این غشاها که شامل اکسیدهای آلومینیوم، زیرکونیوم، تیتانیوم و سیلسیوم می باشند، دارای
1. Emulsion Liquid Membrane (ELM) 2. Supported Liquid Membrane (SLM) 3. Flowing Liquid Membrane (FLM)
مزایایی مانند مقاومت حرارتی، مکانیکی و شیمیایی بالا، طول عمر زیاد، مقاومت خوردگی و باکتریایی بالا، امکان احیا، امکان تمیزکردن و کنترل مطلوب اندازه حفرات هستند. در این غشاها، هیچ افزودنی موردنیاز نبوده و محدودیتی در دمای فرآیند وجود ندارد. فرآیندهای غشایی به کمک سرامیک، یک فرآیند با انتخاب پذیری بالاست که بدون تبدیلات فازی است. ولی در کنار این مزایا، معایبی مانند هزینه ساخت بالا و مشکل بودن انجام اصلاحات بعدی بر روی غشا نیز وجود دارد.
شکل4- نمونه هایی از غشاهای سرامیکی
در غشاهای سرامیکی جریان یا محیطی که باید تصفیه شود، از داخل کانال های حامل غشا عبور داده می شود. ذرات در صورتی که بزرگتر از شعاع حفرات غشا باشند، باقیمانده و نشست میکنند و ماده تغلیظ شد ه ای را ایجاد می کنند. ماده صاف شده از درون حفرات نفوذ کرده و وارد مراحل مختلف فرآیند می شود.
پایه غشاهای سرامیکی، متشکل از اکسید آلومینیوم یا کربید سیلیکون با حفرات باز است. این ماده نه تنها می تواند نفوذپذیری را بالا ببرد، بلکه نیازهای مربوط به پایداری مکانیکی را نیز مرتفع می سازد. در ابتدا غشاهای سرامیکی در تکنولوژی تصفیه فاضلاب به کار می رفت. اما امروزه، کاربردهای آنها، تمامی صنایع را پوشش می دهد.
که این صنایع می تواند صنایع شیمیایی مانند جداسازی پاک کنندهها و کاتالیستها، صنایع فلزی مانند بازیافت فلزات سنگین، صنایع نساجی و صنایع کاغذ و خمیر چوب مانند جداسازی، تغلیظ و آبزداییbiomas و خزه ها،صنایع غذایی و آشامیدنی مانند تغلیظ آب میوه، استریلیزاسیون شیر و آب پنیر و صنایع بازیافتی و محیط زیستی مانند کاهش BOD/COD. بازیابی آب از استخرهای شنا و بازیافت داروها و آفت کشها را در بر بگیرد.[12]
غشاهای فلزی
این غشاها که در حال حاضر بیشتر در آزمایشگاه های تحقیقاتی مورد استفاده قرار می گیرند، معمولاً از جنس فولاد ضدزنگ، سیلیس، آلومینیوم، نقره ، نیکل و برخی از آلیاژها هستند. خصوصیت برجسته ای که در رابطه با این غشاها مطرح است، مقاومت آنها در برابر خوردگی است.در زمینه جداسازی گاز که بیشتر به تخلیص گاز هیدروژن برای پیل های سوختی مربوط می شود، دسته ای از غشاهای فلزی توسعه یافته اند. البته در تصفیه آب آشامیدنی و حذف مواد آلی طبیعی به روش لخته سازی ومیکروفیلتراسیون نیز از غشاهای فلزی همراه با هوادهی یا تزریق گاز اوزون به عنوان یک روش جدید برای حذف آلودگی های آب باران استفاده شده و ثابت شده است که غشای فلزی برای کاهش میکروبها و ذرات آلوده کننده از آب باران کافی است. برای حصول غشای فلزی با خواص ویژه، جنس پایه و روش ساخت و پوشش دهی آن اهمیت بسیاری دارد. تقریبا اکثر روشهای ساخت، شامل ایجاد شرایط خاص دما و فشار و همچنین انجام برخی عملیات اصلاحی، بر روی پایه یا غشای ساخته شده، است. در این راستا خواص غشاها نظیر نفوذپذیری، ظرفیت عبور سیال، مقاومت شیمیایی، مقاومت مکانیکی و حرارتی باید مد نظر قرار بگیرد.
شکل 5- غشای فلزی
در رابطه با عملکرد این غشاها، مطالعات اخیر بر روی ساخت غشاهای فلزی متراکم مرکب، با ضخامت حدود زیر میکرون تا چند ده میکرون و ویژگی ها و کاربردهای آنها متمرکز شده است. توسعه غشاهای فلزی پایه دار یا مرکب بیشتر به دلیل کاهش هزینه های مواد، بهبود استحکام مکانیکی و امکان نفوذ بیشتر مواد می باشد. غشاهای مرکب فلزی دارای پایه هایی از جنس فلز، سرامیک یا پلیمر هستند. البته در اکثر موارد استفاده از فولاد ضدزنگ به عنوان پایه غشای فلزی پیشنهاد شده است. ساخت غشا با این فلز هزینه کم و استحکام مکانیکی بالایی داشته و دراکثر فرآیندهای صنعتی تولید و خالص سازی هیدروژن، از لحاظ شیمیایی بی اثر است .
از جمله روشهای متداول در ساخت غشاهای فلزی، روش ترسیب شیمیایی، ترسیب الکتروشیمیایی، ترسیب شیمیایی[SUP]1[/SUP] و فیزیکی بخار، روش پاشش پودر خیس و غلطک کاری می باشد . [13]
تقسیم بندی بر اساس شکل هندسی غشا
طراحی واحدهای غشایی با بالاترین نسبت سطح به حجم هدف نهایی بهینه سازی چیدمان غشا است.به طور کلی چهار نوع چیدمان صفحه و قاب[SUP]2[/SUP]، حلزونی[SUP]3[/SUP]، پوسته و لوله[SUP]4[/SUP] و الیاف توخالی[SUP]5[/SUP] برای غشاها شناخته شده است.
1.افزودن مواد شیمیایی برای تبدیل جامدات محلول به شکل نا محلول می باشد.
2. Plate 3. Tubular 4. Spiral 5.Hollow-Fiber
از لحاظ نظری مناسب ترین چیدمان، غشاهایی با ساختار الیاف تو خالی می باشند اگرچه گاهی اوقات شکل و ساختار غشا باید با توجه به نوع عملیات جداسازی، دینامیک حرکت فازها، مقاومت فیزیکی-مکانیکی غشا و هزینه نگهداری طراحی شود.
غشاهای مارپیچی را می توان بر حسب نیاز، در دماها و فشارهای بالا مورد استفاده قرار داد. غشاهای لوله ای در غلظت های بالایی از جامد مورد استفاده قرار می گیرند. در فرآیند فیلتراسیون جریان متقاطع نیز، الیاف میان تهی را می توان تحت عملیات شستشوی معکوس قرار داد .
جدول 1- مقایسه انواع مختلفی از غشاها
.a
.b
شکل 6- نمونه های از غشاهای مارپیچی(a) و الیاف میان تهی(b)
غشاها در داخل محفظ های قرار می گیرند که تحت عنوان ماژول اطلاق می شود. نوع جریان در سطح غشا و نیز نحوه حرکت سیال بستگی به نوع ماژول انتخابی دارد. در واقع ماژول به منظور نگهداری غشا، کنترل حرکت سیال و افزایش نسبت سطح به حجم به کار می رود. در هر ماژول، غشاها به همراه نگهدارنده ها و پایه های خود در یک شکل هندسی خاص استقرار می گیرند که دارای مجراهایی برای ورود خوراک، توزیع خوراک و همچنین جمع آوری مواد می باشد. انواع ماژول هایی که به کار می رود شامل ماژول های لوله ای، صفحه و قاب، مارپیچی و موئینه ای است که بر اساس ویژگی ها و مزایای که دارند می توانند کاربردهای متفاوتی داشته باشند .[8]
شکل7- ماژول غشا
تقسیم بندی بر اساس ساختار غشا
براساس ساختمان غشاها می توان آنها را به دو دسته متقارن و نامتقارن تقسیم کرد. در دو سمت غشاهای متقارن، ابعاد حفرات و توزیع آنها یکسان می باشد. ضخامت این نوع غشاها بین 200-100 میکرون است. هرقدر ضخامت غشاها زیادتر باشد، مقاومت در برابر انتقال جرم زیاد بوده و از طرف دیگر با کاهش ضخامت، مقاومت مکانیکی آن کاهش می یابد که برای حل این مشکلات، از غشاهای نامتقارن که در آنها ابعاد حفرات و توزیع آنها یکسان نیست استفاده می کنند. این غشاها از دولایه تشکیل یافته اند، در آن یک لایه فعال با ضخامت کمتر و متراکم تر وجود دارد که در آن جداساری صورت می گیرد. لایه دیگر که به صورت پایه عمل می کند و حفرات بزرگتری دارد، بر مقاومت مکانیکی لایه اول می افزاید. البته در این نوع غشاها هر دو لایه از یک ماده تشکیل می شوند. یکی دیگر از انواع غشاهای نامتقارن که تحت عنوان غشاهای مرکب یا کامپوزیتی هستند، دو لایه از دوجنس متفاوت بوده و روش ساخت و اتصال آنها نیز تفاوت هایی با یکدیگر دارند.
علاوه بر این موارد، غشاها را ازلحاظ تخلخل میتوان به دو دسته متخلخل[SUP]1 [/SUP]و غیر متخلخل[SUP]2[/SUP] تقسیم کرد. کارایی سیستم موفق تا حدود زیادی به تخلخل محیط بستگی دارد. بنابراین تخلخل انواع غشاها بر حسب محیط کاربرد، شامل فیلترهای لیفی، غشاهای متخلخل پلیمری، مواد متخلخل سرامیکی، مواد مویینه و... می باشد.[8]
1. Microporous 2.Dense
ویژگی های غشاها
به منظور پیش بینی چگونگی انجام فرآیندهای جداسازی باید ویژگی های مختلف غشاها را مورد بررسی قرار داد. این خواص با توجه به موادی که در ساخت غشا به کار گرفته شده است ، روش ساخت و اصلاحات بعدی بدست می آید .
خواص غشاها را می توان به دو دسته فیزیکی و شیمیایی تقسیم بندی نمود. خواص فیزیکی غشا شامل اندازه حفرات، تعداد حفرات، شکل حفرات، ضخامت، تخلخل و چروک خوردگی غشا میباشد. خواص شیمیایی غشا نیز شامل بار سطحی، هدایت الکتریکی، قابلیت جذب، واکنش پذیری و آب دوستی آنها است که با توجه به نوع فرآیند باید تاثیر این عوامل را مورد بررسی قرار داد.[14]
1 . خواص فیزیکی
الف ) اندازه حفره های غشا
ذراتی که بزرگتر از اندازه حفرات غشاء باشند نمی توانند از غشا عبور نمایند . به طور کلی اندازه منافذ غشا به صورت قطر منافذ تعریف می شود.
ب ) توزیع اندازه حفرات
اندازه حفرات یک غشاء یکسان نیست . هر غشایی یک اندازه اسمی دارد که نشان گر متوسط اندازه حفره هاست . حفره های کوچکتر و بزرگتر از اندازه اسمی نیز در غشاء وجود دارند . توزیع اندازه حفره های غشاء نشان دهنده محدوده تغییر اندازه حفره ها و تعداد نسبی آنهاست . هر چه توزیع اندازه حفرات یکنواخت تر باشد جداسازی در عمل با انتظارات ما نزدیکتر خواهد بود .
ج ) تعداد حفرات
تعداد حفرات در واحد سطح ، دانسیته حفره نامیده می شود که حدود 108 تا 109 حفره در سانتی متر مربع است، تعداد حفرات بیانگر سهولت اجزایی است که می توانند از غشاء عبور کنند .
د) شکل حفره ها
حفره های غشا به ندرت به صورت استوانه ای هستند و در اغلب موارد به شکل معابر پر پیچ و خم می باشند . مسلما هر چه حفره پیچ و خم کمتری داشته باشد ، عبور اجزا از آن ساده تر خواهد بود .
و) ضخامت غشا
ضخامت کمتر غشا بیانگر مقاومت کمتر در مقابل انتقال جرم است . غشاهای بسیار نازک دارای یک نگهدارنده هستند که مقاومت مکانیکی لازم را فراهم می آورد.
ه) تخلخل
که نشان دهنده فضای آزاد موجود در غشا است . در بسیاری از غشاها حدود 60 تا 80 درصد غشا باز است که باعث عبور سیال می شود .
ن) چروک خوردگی
سطح غشا می تواند صاف یا دارای چین و چروک باشد . این مسئله تاثیر مهمی در جذب یا دفع مواد بر روی سطح غشا دارد.
2 . خواص شیمیایی
الف ) بار سطحی
اجزای شیمیایی موجود در سطح غشا ممکن است دارای گروههای عامل خنثی یا باردار (مثبت ومنفی) باشند . بار سطحی غشا از این جهت اهمیت دارد که عامل جاذبه یا دافعه الکترواستاتیکی بین غشا و ذرات موجود در محلول است . بار سطحی غشا به قدرت یونی محلول مجاور آن بستگی دارد .
ب) هدایت الکتریکی
اکثر غشاهای پلیمری هادی الکتریسیته نیستند ولی غشاهای هادی نیز ساخته شده اند.
ج) جذب کنندگی
با توجه به عوامل موجود در سطح غشا و بار آنها، امکان جذب یا دفع ذرات توسط سطح غشا وجود دارد . به علاوه بسیاری از ذراتی که داخل حفره های غشا می گردند جذب سطح داخلی حفره ها شده و امکان عبور از آنها را نمی یابند .
و (آبدوست یا آبگریز بودن غشا
غشا ممکن است آبدوست یا آبگریز باشد. این موضوع با توجه به ساختار مولکولی سطح غشا حاصل می شود . با تغییر و اصلاح سطح غشا می توان این خاصیت را تغییر داد . آبدوستی یا آبگریزی می تواند در جداسازی تاثیر بگذارد .
شکل1- شمای یک واحد غشایی
در فرآیندهای غشایی ، جزئی از خوراک که ازغشا عبورمی کند به نام تراوش کرده[SUP] 1[/SUP]و
1.Permeate
بخشی که نتواند از غشا عبور کند، نگه داشته شده[SUP]1[/SUP] نامیده می شود . که بر اساس هدف هرکدام از آنها می توانند به عنوان محصول در نظر گرفته شوند. در حالت کلی، روشهای غشایی در مواقعی که غلظت مواد کم باشد، کارایی بسیار زیادی دارند.[8]
نیروی محرکه لازم در فرآیندهای غشایی می تواند به صورت اختلاف غلظت، فشار، دما و پتانسیل الکتریکی باشد. ساده ترین نوع غشاها بر اساس اختلاف اندازه ذرات عمل می کنند که از این نظر مشابه فیلترها هستند ولی غشاها از لحاظ اندازه منافذ و توزیع اندازه آنها و نیز نحوه جریان، با فیلترها تفاوت دارند. کارایی غشاها با دو پارامتر تعیین می گردند که شامل دبی عبور کرده از غشا و گزینش پذیری غشاها است[2].
تقسیم بندی غشاها
به دلیل کاربردهای وسیع و جهت سهولت شناخت و استفاده از غشاها، تقسیم بندی آنها ضروری به نظر می رسد که در این بخش تقسیم بندی غشاها بر اساس معیارهای مختلف آورده شده است.
تقسیم بندی بر اساس مکانیسم حاکم بر جداسازی
اگر جداسازی براساس اختلاف فشار باشد، به کمک روش هایی مانند میکروفیلترا سیون،
1.Retentate
اولترافیلتراسیون،نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس می توان جداسازی را انجام داد. روشهایی که بر پایه اختلاف غلظت هستند، شامل جداسازی گازی، غشای مایع و دیالیز می باشد. در الکترودیالیز، اختلاف ولتاژ و در روش تقطیر غشایی نیز اختلاف دما به عنوان عامل جداسازی عمل می کند.
تقسیم بندی بر اساس جنس غشا
غشاها را میتوان از مواد مختلفی ساخت. انتخاب ماده غشا یکی از مراحل حساس تهیه این محصول است، ماده پایه غشا در تعیین شار تراوایی, کیفیت جداسازی, شرایط عملیاتی و طول عمر غشا که از جمله مهمترین عوامل عملکردی یک غشا می باشند نقش موثری ایفا می کنند.
غشاها به دو صورت عمده غشاهای بیولوژیکی (طبیعی)و غشاهای سنتزی هستند که این غشاها اساسا از نظر ساختار و عملکرد با غشاهای سنتزی متفاوت هستند.غشاهای سنتزی شامل غشاهای آلی(پلیمری)و غیر آلی(معدنی)طبقه بندی می شوند.
غشاهای پلیمری، سرامیکی، فلزی و مایع می باشند [9] که در ادامه هرکدام از موارد به اختصار توضیح داده شده اند.
غشاهای پلیمری
در غشاهای آلی استفاده از پلیمر به عنوان ماده تشکیل دهنده غشا به دلیل فرآیندپذیری بهتر و امکان بهینه سازی خواص غشا برای کاربردهای گوناگون بسیار رایج است لذا کاربرد این غشاها در جداسازی گازها بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
از جمله غشاهای پلیمری می توان به غشاهای ساخته شده از جنس پلی پروپیلن، تفلون، پلی آمید، پلی ایمید وپلی سولفون اشاره کرد.[11] هرکدام از این مواد بر اساس ساختار شیمیایی خود، دما و PH محیط ،حلالیت مواد و مقاومت آنها مورد استفاده قرار می گیرند. تخلخل بالا یکی از ویژگی های مهم در غشاهای پلیمری است.
غشاهای پلیمری در بازیافت هیدروکربنها و گازهایی به کار می روند که در فرآیندهای مربوطه وارد اتمسفر شده و یا سوزانده می شوند، بنابراین از نظر کاهش آلاینده های محیطی می توانند بسیار با ارزش باشند. غشاهای پلیمری که قابلیت عبور ذرات بزرگتر مانند هیدروکربن های سنگین گازی را در مقایسه با ذرات کوچکتر مانند متان و ازت دارند، به صورت پیوسته تهیه می شوند. قابلیت انتخاب پذیری معکوس و عبوردهی بالای این غشاها، مزیت بسیار مهمی است که در کاربردهایی مانند خالص سازی گاز طبیعی که بخش عمده آن را متان تشکیل می دهد، نیاز به تقویت فشار مجدد گاز خالص شده را برطرف می کند.
شکل 2- غشای پلیمری
از غشاهای تهیه شده میتوان در کاربردهای دیگر مانند خالص سازی هیدروژن در پالایشگاه ها، بازیافت مونومر در واحدهای پلی اولفین، بازیافت بخارات بنزین در انبارها و جایگاه های سوخت رسانی وبسیاری ازکاربردهای دیگر با ارزش افزوده بالا استفاده کرد. نیاز به غشاهایی با مجموعه خواص مطلوب شامل شار عبوری بالا، انتخاب پذیری بالا وs پایداری شیمیایی، مکانیکی و حرارتی مناسب، محققین را به سمت توسعه غشاهای هیبریدی نانوکامپوزیتی (شامل مواد معدنی پخش شده در ماتریس پلیمری) سوق داده است . [11]
غشاهای مایع
غشاء فازی است بین دو فاز دیگر که انتقال جرم بین آنها را کنترل می کند. اگر این فاز میانی یک مایع امتزاج ناپذیر با دو فاز دیگر باشد، نقش یک غشا مایع را خواهد داشت.
غشاهای مایع به سه صورت غشاهای امولسیونی[SUP]1[/SUP]، پایه ای[SUP]2[/SUP] و جریانی[SUP]3[/SUP] هستند. در غشاهای امولسیونی از عوامل فعال کننده سطحی برای تولید امولسیون استفاده می کنند. در غشاء نوع دوم از مایعی در داخل یک جامد متخلخل با حفراتی در حد میکرون استفاده می کنند. در غشا جریانی هم ، جریان مایع- مایع به صورت پیوسته برقرار بوده و حفرات را همواره پر نگه می دارد. [2]
شکل 3 - عملکرد غشای مایع
غشاهای سرامیکی
این غشاها که شامل اکسیدهای آلومینیوم، زیرکونیوم، تیتانیوم و سیلسیوم می باشند، دارای
1. Emulsion Liquid Membrane (ELM) 2. Supported Liquid Membrane (SLM) 3. Flowing Liquid Membrane (FLM)
مزایایی مانند مقاومت حرارتی، مکانیکی و شیمیایی بالا، طول عمر زیاد، مقاومت خوردگی و باکتریایی بالا، امکان احیا، امکان تمیزکردن و کنترل مطلوب اندازه حفرات هستند. در این غشاها، هیچ افزودنی موردنیاز نبوده و محدودیتی در دمای فرآیند وجود ندارد. فرآیندهای غشایی به کمک سرامیک، یک فرآیند با انتخاب پذیری بالاست که بدون تبدیلات فازی است. ولی در کنار این مزایا، معایبی مانند هزینه ساخت بالا و مشکل بودن انجام اصلاحات بعدی بر روی غشا نیز وجود دارد.
شکل4- نمونه هایی از غشاهای سرامیکی
در غشاهای سرامیکی جریان یا محیطی که باید تصفیه شود، از داخل کانال های حامل غشا عبور داده می شود. ذرات در صورتی که بزرگتر از شعاع حفرات غشا باشند، باقیمانده و نشست میکنند و ماده تغلیظ شد ه ای را ایجاد می کنند. ماده صاف شده از درون حفرات نفوذ کرده و وارد مراحل مختلف فرآیند می شود.
پایه غشاهای سرامیکی، متشکل از اکسید آلومینیوم یا کربید سیلیکون با حفرات باز است. این ماده نه تنها می تواند نفوذپذیری را بالا ببرد، بلکه نیازهای مربوط به پایداری مکانیکی را نیز مرتفع می سازد. در ابتدا غشاهای سرامیکی در تکنولوژی تصفیه فاضلاب به کار می رفت. اما امروزه، کاربردهای آنها، تمامی صنایع را پوشش می دهد.
که این صنایع می تواند صنایع شیمیایی مانند جداسازی پاک کنندهها و کاتالیستها، صنایع فلزی مانند بازیافت فلزات سنگین، صنایع نساجی و صنایع کاغذ و خمیر چوب مانند جداسازی، تغلیظ و آبزداییbiomas و خزه ها،صنایع غذایی و آشامیدنی مانند تغلیظ آب میوه، استریلیزاسیون شیر و آب پنیر و صنایع بازیافتی و محیط زیستی مانند کاهش BOD/COD. بازیابی آب از استخرهای شنا و بازیافت داروها و آفت کشها را در بر بگیرد.[12]
غشاهای فلزی
این غشاها که در حال حاضر بیشتر در آزمایشگاه های تحقیقاتی مورد استفاده قرار می گیرند، معمولاً از جنس فولاد ضدزنگ، سیلیس، آلومینیوم، نقره ، نیکل و برخی از آلیاژها هستند. خصوصیت برجسته ای که در رابطه با این غشاها مطرح است، مقاومت آنها در برابر خوردگی است.در زمینه جداسازی گاز که بیشتر به تخلیص گاز هیدروژن برای پیل های سوختی مربوط می شود، دسته ای از غشاهای فلزی توسعه یافته اند. البته در تصفیه آب آشامیدنی و حذف مواد آلی طبیعی به روش لخته سازی ومیکروفیلتراسیون نیز از غشاهای فلزی همراه با هوادهی یا تزریق گاز اوزون به عنوان یک روش جدید برای حذف آلودگی های آب باران استفاده شده و ثابت شده است که غشای فلزی برای کاهش میکروبها و ذرات آلوده کننده از آب باران کافی است. برای حصول غشای فلزی با خواص ویژه، جنس پایه و روش ساخت و پوشش دهی آن اهمیت بسیاری دارد. تقریبا اکثر روشهای ساخت، شامل ایجاد شرایط خاص دما و فشار و همچنین انجام برخی عملیات اصلاحی، بر روی پایه یا غشای ساخته شده، است. در این راستا خواص غشاها نظیر نفوذپذیری، ظرفیت عبور سیال، مقاومت شیمیایی، مقاومت مکانیکی و حرارتی باید مد نظر قرار بگیرد.
شکل 5- غشای فلزی
در رابطه با عملکرد این غشاها، مطالعات اخیر بر روی ساخت غشاهای فلزی متراکم مرکب، با ضخامت حدود زیر میکرون تا چند ده میکرون و ویژگی ها و کاربردهای آنها متمرکز شده است. توسعه غشاهای فلزی پایه دار یا مرکب بیشتر به دلیل کاهش هزینه های مواد، بهبود استحکام مکانیکی و امکان نفوذ بیشتر مواد می باشد. غشاهای مرکب فلزی دارای پایه هایی از جنس فلز، سرامیک یا پلیمر هستند. البته در اکثر موارد استفاده از فولاد ضدزنگ به عنوان پایه غشای فلزی پیشنهاد شده است. ساخت غشا با این فلز هزینه کم و استحکام مکانیکی بالایی داشته و دراکثر فرآیندهای صنعتی تولید و خالص سازی هیدروژن، از لحاظ شیمیایی بی اثر است .
از جمله روشهای متداول در ساخت غشاهای فلزی، روش ترسیب شیمیایی، ترسیب الکتروشیمیایی، ترسیب شیمیایی[SUP]1[/SUP] و فیزیکی بخار، روش پاشش پودر خیس و غلطک کاری می باشد . [13]
تقسیم بندی بر اساس شکل هندسی غشا
طراحی واحدهای غشایی با بالاترین نسبت سطح به حجم هدف نهایی بهینه سازی چیدمان غشا است.به طور کلی چهار نوع چیدمان صفحه و قاب[SUP]2[/SUP]، حلزونی[SUP]3[/SUP]، پوسته و لوله[SUP]4[/SUP] و الیاف توخالی[SUP]5[/SUP] برای غشاها شناخته شده است.
1.افزودن مواد شیمیایی برای تبدیل جامدات محلول به شکل نا محلول می باشد.
2. Plate 3. Tubular 4. Spiral 5.Hollow-Fiber
از لحاظ نظری مناسب ترین چیدمان، غشاهایی با ساختار الیاف تو خالی می باشند اگرچه گاهی اوقات شکل و ساختار غشا باید با توجه به نوع عملیات جداسازی، دینامیک حرکت فازها، مقاومت فیزیکی-مکانیکی غشا و هزینه نگهداری طراحی شود.
غشاهای مارپیچی را می توان بر حسب نیاز، در دماها و فشارهای بالا مورد استفاده قرار داد. غشاهای لوله ای در غلظت های بالایی از جامد مورد استفاده قرار می گیرند. در فرآیند فیلتراسیون جریان متقاطع نیز، الیاف میان تهی را می توان تحت عملیات شستشوی معکوس قرار داد .
جدول 1- مقایسه انواع مختلفی از غشاها
.a
.b
شکل 6- نمونه های از غشاهای مارپیچی(a) و الیاف میان تهی(b)
غشاها در داخل محفظ های قرار می گیرند که تحت عنوان ماژول اطلاق می شود. نوع جریان در سطح غشا و نیز نحوه حرکت سیال بستگی به نوع ماژول انتخابی دارد. در واقع ماژول به منظور نگهداری غشا، کنترل حرکت سیال و افزایش نسبت سطح به حجم به کار می رود. در هر ماژول، غشاها به همراه نگهدارنده ها و پایه های خود در یک شکل هندسی خاص استقرار می گیرند که دارای مجراهایی برای ورود خوراک، توزیع خوراک و همچنین جمع آوری مواد می باشد. انواع ماژول هایی که به کار می رود شامل ماژول های لوله ای، صفحه و قاب، مارپیچی و موئینه ای است که بر اساس ویژگی ها و مزایای که دارند می توانند کاربردهای متفاوتی داشته باشند .[8]
شکل7- ماژول غشا
تقسیم بندی بر اساس ساختار غشا
براساس ساختمان غشاها می توان آنها را به دو دسته متقارن و نامتقارن تقسیم کرد. در دو سمت غشاهای متقارن، ابعاد حفرات و توزیع آنها یکسان می باشد. ضخامت این نوع غشاها بین 200-100 میکرون است. هرقدر ضخامت غشاها زیادتر باشد، مقاومت در برابر انتقال جرم زیاد بوده و از طرف دیگر با کاهش ضخامت، مقاومت مکانیکی آن کاهش می یابد که برای حل این مشکلات، از غشاهای نامتقارن که در آنها ابعاد حفرات و توزیع آنها یکسان نیست استفاده می کنند. این غشاها از دولایه تشکیل یافته اند، در آن یک لایه فعال با ضخامت کمتر و متراکم تر وجود دارد که در آن جداساری صورت می گیرد. لایه دیگر که به صورت پایه عمل می کند و حفرات بزرگتری دارد، بر مقاومت مکانیکی لایه اول می افزاید. البته در این نوع غشاها هر دو لایه از یک ماده تشکیل می شوند. یکی دیگر از انواع غشاهای نامتقارن که تحت عنوان غشاهای مرکب یا کامپوزیتی هستند، دو لایه از دوجنس متفاوت بوده و روش ساخت و اتصال آنها نیز تفاوت هایی با یکدیگر دارند.
علاوه بر این موارد، غشاها را ازلحاظ تخلخل میتوان به دو دسته متخلخل[SUP]1 [/SUP]و غیر متخلخل[SUP]2[/SUP] تقسیم کرد. کارایی سیستم موفق تا حدود زیادی به تخلخل محیط بستگی دارد. بنابراین تخلخل انواع غشاها بر حسب محیط کاربرد، شامل فیلترهای لیفی، غشاهای متخلخل پلیمری، مواد متخلخل سرامیکی، مواد مویینه و... می باشد.[8]
1. Microporous 2.Dense
ویژگی های غشاها
به منظور پیش بینی چگونگی انجام فرآیندهای جداسازی باید ویژگی های مختلف غشاها را مورد بررسی قرار داد. این خواص با توجه به موادی که در ساخت غشا به کار گرفته شده است ، روش ساخت و اصلاحات بعدی بدست می آید .
خواص غشاها را می توان به دو دسته فیزیکی و شیمیایی تقسیم بندی نمود. خواص فیزیکی غشا شامل اندازه حفرات، تعداد حفرات، شکل حفرات، ضخامت، تخلخل و چروک خوردگی غشا میباشد. خواص شیمیایی غشا نیز شامل بار سطحی، هدایت الکتریکی، قابلیت جذب، واکنش پذیری و آب دوستی آنها است که با توجه به نوع فرآیند باید تاثیر این عوامل را مورد بررسی قرار داد.[14]
1 . خواص فیزیکی
الف ) اندازه حفره های غشا
ذراتی که بزرگتر از اندازه حفرات غشاء باشند نمی توانند از غشا عبور نمایند . به طور کلی اندازه منافذ غشا به صورت قطر منافذ تعریف می شود.
ب ) توزیع اندازه حفرات
اندازه حفرات یک غشاء یکسان نیست . هر غشایی یک اندازه اسمی دارد که نشان گر متوسط اندازه حفره هاست . حفره های کوچکتر و بزرگتر از اندازه اسمی نیز در غشاء وجود دارند . توزیع اندازه حفره های غشاء نشان دهنده محدوده تغییر اندازه حفره ها و تعداد نسبی آنهاست . هر چه توزیع اندازه حفرات یکنواخت تر باشد جداسازی در عمل با انتظارات ما نزدیکتر خواهد بود .
ج ) تعداد حفرات
تعداد حفرات در واحد سطح ، دانسیته حفره نامیده می شود که حدود 108 تا 109 حفره در سانتی متر مربع است، تعداد حفرات بیانگر سهولت اجزایی است که می توانند از غشاء عبور کنند .
د) شکل حفره ها
حفره های غشا به ندرت به صورت استوانه ای هستند و در اغلب موارد به شکل معابر پر پیچ و خم می باشند . مسلما هر چه حفره پیچ و خم کمتری داشته باشد ، عبور اجزا از آن ساده تر خواهد بود .
و) ضخامت غشا
ضخامت کمتر غشا بیانگر مقاومت کمتر در مقابل انتقال جرم است . غشاهای بسیار نازک دارای یک نگهدارنده هستند که مقاومت مکانیکی لازم را فراهم می آورد.
ه) تخلخل
که نشان دهنده فضای آزاد موجود در غشا است . در بسیاری از غشاها حدود 60 تا 80 درصد غشا باز است که باعث عبور سیال می شود .
ن) چروک خوردگی
سطح غشا می تواند صاف یا دارای چین و چروک باشد . این مسئله تاثیر مهمی در جذب یا دفع مواد بر روی سطح غشا دارد.
2 . خواص شیمیایی
الف ) بار سطحی
اجزای شیمیایی موجود در سطح غشا ممکن است دارای گروههای عامل خنثی یا باردار (مثبت ومنفی) باشند . بار سطحی غشا از این جهت اهمیت دارد که عامل جاذبه یا دافعه الکترواستاتیکی بین غشا و ذرات موجود در محلول است . بار سطحی غشا به قدرت یونی محلول مجاور آن بستگی دارد .
ب) هدایت الکتریکی
اکثر غشاهای پلیمری هادی الکتریسیته نیستند ولی غشاهای هادی نیز ساخته شده اند.
ج) جذب کنندگی
با توجه به عوامل موجود در سطح غشا و بار آنها، امکان جذب یا دفع ذرات توسط سطح غشا وجود دارد . به علاوه بسیاری از ذراتی که داخل حفره های غشا می گردند جذب سطح داخلی حفره ها شده و امکان عبور از آنها را نمی یابند .
و (آبدوست یا آبگریز بودن غشا
غشا ممکن است آبدوست یا آبگریز باشد. این موضوع با توجه به ساختار مولکولی سطح غشا حاصل می شود . با تغییر و اصلاح سطح غشا می توان این خاصیت را تغییر داد . آبدوستی یا آبگریزی می تواند در جداسازی تاثیر بگذارد .
gole mikhak
عضو جدید
گرفتگی غشایی
یکی از بزرگترین مشکلات فناوری پیشرفته فیلتراسیون غشایی مورد استفاده در صنایع ، گرفتگی زود هنگام غشاهای پلیمری توسط رسوب مواد وترکیبات آلی و معدنی موجود در خوراک برسطوح و منافذ آنها می باشد.
بروز این پدیده در هنگام بهره برداری از سیستمهای غشائی عموماً توسط عوامل همچون پروتئینها، مواد معدنی، میکروارگانیسمها ، چربیها و ذرات معلق جامد طی سه مرحله صورت می گیرد.
مرحله اول که پلاریزاسیون غلظتی نامیده می شود،به علت افزایش گرادیان غلظت اجزاء باقی مانده در نزدیکی غشاء صورت می گیرد ولی با شستشوی با آب به راحتی برطرف می گردد .با افزایش غلظت بر سطح غشاء و تراکم مواد ته نشین شده بر روی آن مرحلۀ دوم گرفتگی به وجود می آید،به صورتیکه شستشوی غشا با آب جبران کاهش فلاکس را نمی نماید .در مرحلۀ سوم گرفتگی،با رسوب بیشتر ذرات و استحکام لایۀ رسوب نرخ تراوش به حالت تقریباً یکنواخت رسیده و کاهش آن با نرخ بسیار کمی ادامه می یابد.
پدیده گرفتگی[SUP]1[/SUP] سبب کندی جریان ، توقف خط تولید برای شستشو و تمیز کردن ، تخریب غشاها و دستگاهها توسط شوینده های شیمیایی ، تهدید سلامت مصرف کنندگان ازباقیمانده مواد شوینده درمحصول ، آسیبهای زیست محیطی و بالاخره کاهش بهره وری و افزایش هزینه های تولید می گردد. پس اینگونه جمع بندی می شود که علاوه بر پلاریزاسیون غلظت و تشکیل ژل ، مکانیسم دیگر کاهش شار ، گرفتگی یا انسداد حفرات غشا است. در حقیقت
1. Fouling
تشکیل لایه ژلی یکی از اشکال گرفتگی است . منتهی این نوع گرفتگی برگشت پذیر است. بدان معنا که در اثر شستشو با آب تمیز برطرف می شود . در صورتی گرفتگی برگشت ناپذیر خواهد بود که ترکیبات لایه ژلی با یکدیگر واکنش داده و یک لایه متراکم را بر سطح غشا تشکیل دهند . بدیهی است این نوع گرفتگی به راحتی قابل برطرف کردن نیست . جذب سطحی ترکیبات در دیواره حفرات نیز بر کارایی غشا تاثیر می گذارد . در این حالت شعاع موثر حفرات کاهش یافته و مقاومت هیدرولیکی کل در برابر جریان عبوری افزایش می یابد . بنابراین شار جریان تراوش کرده کاهش می یابد و دفع اجزا محلولی که قبلا به راحتی از درون حفرات عبور می کردند ، زیادتر می شود . طبیعی است در چنین مواقعی جداسازی اجزا با اندازه های مختلف به خوبی صورت نمی گیرد .
مکانیسم دیگر گرفتگی مسدود شدن حفرات [SUP]1 [/SUP]است که تا حدود زیادی برگشت ناپذیر است .
انتخاب روش شستشوی غشا
انتخاب روش شستشوی غشا بستگی به نوع گرفتگی دارد . اگر گرفتگی مانند تشکیل ژل از نوع برگشت پذیر باشد ، آبکشی با آب خالص این مشکل را حل می کند . اما اگر گرفتگی از نوع برگشت ناپذیر باشد ، محلول های شستشوی دیگری مورد نیاز است . مثلا
1.pore blocking
شستشو با قلیا یا محلول های اسیدی در دماهای نسبتا بالا ، برای بر طرف کردن انسداد جذب سطحی یا انسداد از نوع گرفتگی حفره مفید خواهد بود .
روشهای مختلفی جهت تعیین مشخصات سطح غشاها از جمله لایه گرفتگی روی سطح آن در طی فرآیند و گرفتگی ایجاد شده در داخل غشا می تواند مورد استفاده قرار گیرد . از جمله این روشها می توان به Scaning electron microscopy (SEM) و
(AFM) Atomic force microscopy و X-ray photoelectron spectroscopy اشاره نمود .
جلوگیری از پدیده گرفتگی:
جهت جلوگیری یا کمتر کردن پدیده گرفتگی روشهای کلی زیر توصیه می شود :
1 . انتخاب غشا مناسب
از نقطه نظر جنس غشا ، حفره های غشا ، ساختار غشا ، ضخامت غشا و خواص سطحی آن
2 . پیش تصفیه سیال ورودی به غشا
یعنی مواد موجود در سیال را یا با استفاده از یک صافی یا حتی با استفاده از سیستم
غشایی که اندازه منافذ آن بزرگتر از غشایی است که می خواهیم فرآیند را توسط آن غشا انجام دهیم ، حذف کنیم . مثلا استفاده از فیلتر شنی برای سیال ورودی به MF ، که در این حالت تراوه آن می تواند به عنوان خوراک برای فرآیندهای UF و یا RO استفاده شود .
3 . بهبود شرایط عملیاتی
که شامل اختلاف فشار ، سرعت جریان عرضی ، ایجاد اغتشاش در سیال[SUP]1[/SUP] و تناوب [SUP]2[/SUP] است .
4 . احیا مجدد غشا
که می تواند به روشهای شیمیایی و مکانیکی صورت گیرد . روش شیمیایی همان شستشو با محلول های شیمیایی است و یکی از روش های مکانیکی شستشو در مسیر مخالف جریان عادی است .
رفع گرفتگی غشاها
با توجه به اینکه گرفتگی غشا در فرآوری تمام محلول ها ، امری اجتناب ناپذیر است
1.turbulent flow
2. Intermittency
لذا لازم است جهت حفظ کارایی غشا درحد قابل قبول ، پس از مدتی استفاده از غشا آن را تمیز کرد . به بیان دیگر اگرچه در طی فرآیند تدابیری جهت کاهش میزان گرفتگی اتخاذ می شود ، اما این پدیده به طور کامل قابل حذف نیست و نهایتا پس از یک دوره زمانی ، شار تراوشی سیال از میان غشا تا حدی کاهش می یابد که احیای مجدد غشا را ضروری می گرداند . فواصل زمانی مورد نیاز برای انجام عملیات تمیز کردن متغیر بوده و به نوع فرآیند بستگی دارد .
روش های تمیز کردن غشا را می توان به سه گروه تقسیم نمود :
1 . روش های بیولوژیکی
2 . روشهای شیمیایی
3 . روش های فیزیکی
تمیز کردن با مواد بیولوژیکی و شیمیایی متداولترین و مهمترین روش برای کاهش گرفتگی می باشد . این روش عبارتست از شستشوی غشا با آنزیم ها و مواد شوینده شیمیایی مناسب که به صورت جداگانه یا مخلوط طی یک دستورالعمل مشخص مورد استفاده قرار می گیرند . اولین مرحله در شستشوی شیمیایی پیدا کردن ماده شیمیایی مناسب برای غشا مورد نظر است . انتخاب بهترین ماده بستگی به ترکیبات خوراک و لایه رسوب کرده بر روی سطح غشا دارد و در اغلب این موارد این کار از طریق سعی و خطا انجام می گیرد مواد انتخاب شده باید به لحاظ شیمیایی پایدار ، ایمن ، ارزان و قابل شستشو با آب باشند و به علاوه بایستی قابلیت حل کردن اغلب مواد رسوب کرده بر روی غشا و حذف آنها را از سطح غشا بدون آسیب به سطح غشا داشته باشند . برخی از این عوامل تمیز کننده شامل اسیدها ، بازها ، آنزیم ها ، سورفاکتانت ها و مواد تمیز کننده ترکیبی هستند . در هنگام استفاده از این مواد به عنوان تمیز کننده اثر برخی پارامترها مثل pH ، غلظت ، زمان و شرایط عملیاتی مثل سرعت جریان عرضی ، فشار و دما باید مورد توجه قرار گیرد .
تاکنون روش های متعددی برای تمیز کردن غشاها به روش فیزیکی ارائه شده است .از بین این روش ها شستن بصورت معکوس ، کاربرد بیشتری پیدا کرده است . در این روش با ایجاد فشار در بخش پرمیت ، عبور معکوس سیال از غشا انجام می گیرد . این سیال می تواند خود جزء تراوش کرده ، آب ، هوا یا مواد شوینده باشد که با عبور معکوس از میان حفره ها باعث جدا شدن لایه های چسبیده به دهانه حفره ها می گردد . روشهای جدید تمیز کردن که نیاز به متوقف ساختن سیستم ندارد شامل استفاده از میدانهای الکتریکی و همچنین اولتراسوند می باشد .[10,33]
یکی از بزرگترین مشکلات فناوری پیشرفته فیلتراسیون غشایی مورد استفاده در صنایع ، گرفتگی زود هنگام غشاهای پلیمری توسط رسوب مواد وترکیبات آلی و معدنی موجود در خوراک برسطوح و منافذ آنها می باشد.
بروز این پدیده در هنگام بهره برداری از سیستمهای غشائی عموماً توسط عوامل همچون پروتئینها، مواد معدنی، میکروارگانیسمها ، چربیها و ذرات معلق جامد طی سه مرحله صورت می گیرد.
مرحله اول که پلاریزاسیون غلظتی نامیده می شود،به علت افزایش گرادیان غلظت اجزاء باقی مانده در نزدیکی غشاء صورت می گیرد ولی با شستشوی با آب به راحتی برطرف می گردد .با افزایش غلظت بر سطح غشاء و تراکم مواد ته نشین شده بر روی آن مرحلۀ دوم گرفتگی به وجود می آید،به صورتیکه شستشوی غشا با آب جبران کاهش فلاکس را نمی نماید .در مرحلۀ سوم گرفتگی،با رسوب بیشتر ذرات و استحکام لایۀ رسوب نرخ تراوش به حالت تقریباً یکنواخت رسیده و کاهش آن با نرخ بسیار کمی ادامه می یابد.
پدیده گرفتگی[SUP]1[/SUP] سبب کندی جریان ، توقف خط تولید برای شستشو و تمیز کردن ، تخریب غشاها و دستگاهها توسط شوینده های شیمیایی ، تهدید سلامت مصرف کنندگان ازباقیمانده مواد شوینده درمحصول ، آسیبهای زیست محیطی و بالاخره کاهش بهره وری و افزایش هزینه های تولید می گردد. پس اینگونه جمع بندی می شود که علاوه بر پلاریزاسیون غلظت و تشکیل ژل ، مکانیسم دیگر کاهش شار ، گرفتگی یا انسداد حفرات غشا است. در حقیقت
1. Fouling
تشکیل لایه ژلی یکی از اشکال گرفتگی است . منتهی این نوع گرفتگی برگشت پذیر است. بدان معنا که در اثر شستشو با آب تمیز برطرف می شود . در صورتی گرفتگی برگشت ناپذیر خواهد بود که ترکیبات لایه ژلی با یکدیگر واکنش داده و یک لایه متراکم را بر سطح غشا تشکیل دهند . بدیهی است این نوع گرفتگی به راحتی قابل برطرف کردن نیست . جذب سطحی ترکیبات در دیواره حفرات نیز بر کارایی غشا تاثیر می گذارد . در این حالت شعاع موثر حفرات کاهش یافته و مقاومت هیدرولیکی کل در برابر جریان عبوری افزایش می یابد . بنابراین شار جریان تراوش کرده کاهش می یابد و دفع اجزا محلولی که قبلا به راحتی از درون حفرات عبور می کردند ، زیادتر می شود . طبیعی است در چنین مواقعی جداسازی اجزا با اندازه های مختلف به خوبی صورت نمی گیرد .
مکانیسم دیگر گرفتگی مسدود شدن حفرات [SUP]1 [/SUP]است که تا حدود زیادی برگشت ناپذیر است .
انتخاب روش شستشوی غشا
انتخاب روش شستشوی غشا بستگی به نوع گرفتگی دارد . اگر گرفتگی مانند تشکیل ژل از نوع برگشت پذیر باشد ، آبکشی با آب خالص این مشکل را حل می کند . اما اگر گرفتگی از نوع برگشت ناپذیر باشد ، محلول های شستشوی دیگری مورد نیاز است . مثلا
1.pore blocking
شستشو با قلیا یا محلول های اسیدی در دماهای نسبتا بالا ، برای بر طرف کردن انسداد جذب سطحی یا انسداد از نوع گرفتگی حفره مفید خواهد بود .
روشهای مختلفی جهت تعیین مشخصات سطح غشاها از جمله لایه گرفتگی روی سطح آن در طی فرآیند و گرفتگی ایجاد شده در داخل غشا می تواند مورد استفاده قرار گیرد . از جمله این روشها می توان به Scaning electron microscopy (SEM) و
(AFM) Atomic force microscopy و X-ray photoelectron spectroscopy اشاره نمود .
جلوگیری از پدیده گرفتگی:
جهت جلوگیری یا کمتر کردن پدیده گرفتگی روشهای کلی زیر توصیه می شود :
1 . انتخاب غشا مناسب
از نقطه نظر جنس غشا ، حفره های غشا ، ساختار غشا ، ضخامت غشا و خواص سطحی آن
2 . پیش تصفیه سیال ورودی به غشا
یعنی مواد موجود در سیال را یا با استفاده از یک صافی یا حتی با استفاده از سیستم
غشایی که اندازه منافذ آن بزرگتر از غشایی است که می خواهیم فرآیند را توسط آن غشا انجام دهیم ، حذف کنیم . مثلا استفاده از فیلتر شنی برای سیال ورودی به MF ، که در این حالت تراوه آن می تواند به عنوان خوراک برای فرآیندهای UF و یا RO استفاده شود .
3 . بهبود شرایط عملیاتی
که شامل اختلاف فشار ، سرعت جریان عرضی ، ایجاد اغتشاش در سیال[SUP]1[/SUP] و تناوب [SUP]2[/SUP] است .
4 . احیا مجدد غشا
که می تواند به روشهای شیمیایی و مکانیکی صورت گیرد . روش شیمیایی همان شستشو با محلول های شیمیایی است و یکی از روش های مکانیکی شستشو در مسیر مخالف جریان عادی است .
رفع گرفتگی غشاها
با توجه به اینکه گرفتگی غشا در فرآوری تمام محلول ها ، امری اجتناب ناپذیر است
1.turbulent flow
2. Intermittency
لذا لازم است جهت حفظ کارایی غشا درحد قابل قبول ، پس از مدتی استفاده از غشا آن را تمیز کرد . به بیان دیگر اگرچه در طی فرآیند تدابیری جهت کاهش میزان گرفتگی اتخاذ می شود ، اما این پدیده به طور کامل قابل حذف نیست و نهایتا پس از یک دوره زمانی ، شار تراوشی سیال از میان غشا تا حدی کاهش می یابد که احیای مجدد غشا را ضروری می گرداند . فواصل زمانی مورد نیاز برای انجام عملیات تمیز کردن متغیر بوده و به نوع فرآیند بستگی دارد .
روش های تمیز کردن غشا را می توان به سه گروه تقسیم نمود :
1 . روش های بیولوژیکی
2 . روشهای شیمیایی
3 . روش های فیزیکی
تمیز کردن با مواد بیولوژیکی و شیمیایی متداولترین و مهمترین روش برای کاهش گرفتگی می باشد . این روش عبارتست از شستشوی غشا با آنزیم ها و مواد شوینده شیمیایی مناسب که به صورت جداگانه یا مخلوط طی یک دستورالعمل مشخص مورد استفاده قرار می گیرند . اولین مرحله در شستشوی شیمیایی پیدا کردن ماده شیمیایی مناسب برای غشا مورد نظر است . انتخاب بهترین ماده بستگی به ترکیبات خوراک و لایه رسوب کرده بر روی سطح غشا دارد و در اغلب این موارد این کار از طریق سعی و خطا انجام می گیرد مواد انتخاب شده باید به لحاظ شیمیایی پایدار ، ایمن ، ارزان و قابل شستشو با آب باشند و به علاوه بایستی قابلیت حل کردن اغلب مواد رسوب کرده بر روی غشا و حذف آنها را از سطح غشا بدون آسیب به سطح غشا داشته باشند . برخی از این عوامل تمیز کننده شامل اسیدها ، بازها ، آنزیم ها ، سورفاکتانت ها و مواد تمیز کننده ترکیبی هستند . در هنگام استفاده از این مواد به عنوان تمیز کننده اثر برخی پارامترها مثل pH ، غلظت ، زمان و شرایط عملیاتی مثل سرعت جریان عرضی ، فشار و دما باید مورد توجه قرار گیرد .
تاکنون روش های متعددی برای تمیز کردن غشاها به روش فیزیکی ارائه شده است .از بین این روش ها شستن بصورت معکوس ، کاربرد بیشتری پیدا کرده است . در این روش با ایجاد فشار در بخش پرمیت ، عبور معکوس سیال از غشا انجام می گیرد . این سیال می تواند خود جزء تراوش کرده ، آب ، هوا یا مواد شوینده باشد که با عبور معکوس از میان حفره ها باعث جدا شدن لایه های چسبیده به دهانه حفره ها می گردد . روشهای جدید تمیز کردن که نیاز به متوقف ساختن سیستم ندارد شامل استفاده از میدانهای الکتریکی و همچنین اولتراسوند می باشد .[10,33]
gole mikhak
عضو جدید
کاربردهای غشا
امروزه جداسازی غشایی در بسیاری از صنایع مانند صنایع دارویی، بیوتکنولوژی، صنایع غذایی،پتروشیمی،پالایش، نساجی، کاغذسازی، اتومبیل سازی، تصفیه آب و فاضلاب و ... مورد استفاده قرار می گیرد.
با توجه به اینکه بالا بودن ریسک سرمایه گذاری، یکی از موانع اصلی برای صنعتی کردن و تولید انبوه غشاها در ایران است، سرمایه گذاری برای این امر منوط به وجود بازارهای داخلی است. استفاده از غشاها در بعضی از فرآیندهای جداسازی مانند شیرین سازی آب که در سطح وسیعی انجام می شود ممکن است توجیه اقتصادی برای سرمایه گذاری در این حوزه داشته باشد. این تکنولوژی در برخی از حوزه ها در دنیا هنوز در مقیاس آزمایشگاهی است و به مرحله صنعتی نرسیده است، در این زمینه دستیابی به تکنولوژی فرآیند نیز در زمینه های تصفیه پساب های صنعت نفت، شیرین سازی گازهای ترش و ارتقای کیفیت حلال ها و برشهای نفتی با استفاده از غشاها در حال انجام است.[2]
امروزه جداسازی غشایی در بسیاری از صنایع مانند صنایع دارویی، بیوتکنولوژی، صنایع غذایی،پتروشیمی،پالایش، نساجی، کاغذسازی، اتومبیل سازی، تصفیه آب و فاضلاب و ... مورد استفاده قرار می گیرد.
با توجه به اینکه بالا بودن ریسک سرمایه گذاری، یکی از موانع اصلی برای صنعتی کردن و تولید انبوه غشاها در ایران است، سرمایه گذاری برای این امر منوط به وجود بازارهای داخلی است. استفاده از غشاها در بعضی از فرآیندهای جداسازی مانند شیرین سازی آب که در سطح وسیعی انجام می شود ممکن است توجیه اقتصادی برای سرمایه گذاری در این حوزه داشته باشد. این تکنولوژی در برخی از حوزه ها در دنیا هنوز در مقیاس آزمایشگاهی است و به مرحله صنعتی نرسیده است، در این زمینه دستیابی به تکنولوژی فرآیند نیز در زمینه های تصفیه پساب های صنعت نفت، شیرین سازی گازهای ترش و ارتقای کیفیت حلال ها و برشهای نفتی با استفاده از غشاها در حال انجام است.[2]
gole mikhak
عضو جدید
فرآیندهای غشایی
فرآیندهای غشایی در خلال دو دهه گذشته کاربردهای متنوعی در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی یافته اند. امروزه علاوه بر استفاده از این فناوری جهت تصفیه آب و پساب در این صنایع، در فرآیند تولید و پالایش مواد نیز جذابیت زیادی پیدا کرده و قابل رقابت با روشهای کلاسیک جداسازی می باشد. مهمترین زمینه های رقابت فناوری غشایی با فرآیندهای کلاسیک در صنعت نفت، عبارتند از : شیرین سازی گاز ترش (حذف CO2 و H2S از گاز طبیعی)، بازیافت و خالص سازی هیدروژن از جریانهای گازی نظیر بازیافت هیدروژن از گازهای خروجی واحدهای پالایشگاهی نظیر هیدرو کراکر، هیدرو تریتر، FCC و ... ، بازیافت هیدروژن از گازهای خروجی واحدهای تولید آمونیاک، تنظیم نسبت H2/CO در گاز سنتز به منظور استفاده در انواع فرآیندهای تبدیلات گازی، حذف بخار آب از گاز طبیعی و سایر جریانهای گازی، بازیافت و جداسازی هیدروکربن های سنگین از جریان گاز طبیعی و سایر جریانهای گازی، تولید نیتروژن از هوا، تولید هوای غنی از اکسیژن.
غشاهای سنتزی با داشتن بازارهای در حال رشد و فراهم کردن قابلیتهای جداسازی بالا در بسیاری از صنایع، توانسته اند پیشرفت های زیادی داشته باشند. صنایع و کارخانجات، سرمایه گذاری خود را در فرآیندهای جداسازی بر روی غشاها متمرکز کرده اند تا معایب سایر روش ها مانند تبخیر، تقطیر و یا استخراج را مرتفع سازند.
هفت فرآیند جداسازی عمده شامل میکروفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون، نانوفیلتراسیون، اسمز معکوس، الکترودیالیز، جداسازی گازی و تراوش تبخیری در بسیاری از زمینه ها مورد استفاده قرار می گیرند که توجه و تمایل بیشتر به حفاظت از محیط زیست، تقاضا برای آب تمیز و بازده انرژی بالا استفاده از این فرآیندهای غشایی را افزایش داده است.
لازم به ذکر است که جداسازی بوسیله غشا یک فرآیند صد در صد نیست بدان معنا که امکان عبور بعضی از ذرات که به طور تئوری انتظار دفع انها می رود ، از غشا وجود دارد یا به عبارت دیگر هر چند که اندازه اسمی حفره های غشا کوچکتر از اندازه ذرات مورد نظر باشد اما ممکن است تعداد محدودی از این ذرات از غشا عبور نمایند . در واقع هیچ غشایی کامل نیست و ممکن است تعداد معدودی از حفره های بزرگتر از اندازه اسمی ان که توسط کارخانه سازنده آن اعلام می شود وجود داشته باشد که با روش های کنترل کیفی قابل تشخیص نباشند . حتی اگر 999/99 درصد از حفرات هم در حد قابل قبول باشند همان 001/0 درصد می تواند باعث عبور تعدادی از ذرات بزرگ از درون غشا گردد . در صورتیکه مخلوطی از ذرات درشت و ریزدر سیال داشته باشیم ذرات بزرگتر بر روی سطح غشا باقی مانده و مانند غشایی که مانع عبور ذرات کوچک می شود عمل می نمایند . ذرات کوچک ممکن است بر سطح ذارت بزرگ چسبیده و امکان عبور نیابند . به عنوان مثال می توان به افزایش توانایی غشاهای میکروفیلتراسیون برای جداسازی ویروس از اب در حضور باکتری اشاره کرد . باکتری ها خود مانع عبور ویروس شده و در عین حال تعدادی از ویروس ها بر سطح باکتری ها چسبیده و در نتیجه از غشا عبور نمی نمایند . [15]
اسمزمعکوس (RO)
فرآیند اسمزمعکوس، قادر به حذف جامدات حل شده، باکتری، ویروس و سایر مواد میکروبی داخل آب می باشد. اسمز معکوس اساساً یک فرآیند غشایی نفوذی است که براساس نیرومحرکه فشاری عمل می کند. این فرآیند عمدتاً برای شیرین سازی آب دریا مورد استفاده قرار می گیرد. ویژگی برجسته روش اسمز معکوس، این است که هیچ تغییر فازی در آن وجود نداشته و مصرف انرژی نسبتاً پایینی دارد. تقریباً تمامی غشاهای اسمز معکوس، از جنس پلیمرهایی با ترکیبات پلی آمیدی و استات سلولز می باشند. غشاهای فرآیند اسمز معکوس معمولا در دو نوع غشاهای نامتقارن و غشاهای کامپوزیتی نازک فیلمی هستند.
شکل 8- فرآیند جداسازی اسمز معکوس
این غشا ها ،کوچکترین ساختار حفرات را با اندازه قطر حفرات در محدوده 0.5-1.5 نانومتر را دارا هستند .در این غشا ها بیشتراز 95 -99 % از نمک های معدنی و ترکیبات آلی بار دار شده به دلیل دافعه بار الکتریکی سطح غشا ،دفع می شوند . کاربرد این روش در صنایع آب آشامیدنی صنایع غذایی، صنایع الکترونیکی، کاغذسازی و بسیاری از موارد دیگر است.[2]
نانوفیلتراسیون (NF)
نانوفیلتراسیون شکلی از فیلتراسیون است که غشاها را به منظور جداسازی سیالات یا یونهای گوناگون به کار می گیرد. نانوفیلتراسیون به صورت اسمز معکوس ملایمتری عنوان می گردد، چرا که حفرات غشایی بزرگتری در مقایسه با غشاهای اسمز معکوس دارد. به دلیل اینکه این غشاها در فشارهای بسیار پایین تری کار کرده و برخی از مواد معدنی را از خود عبور می دهند، NF می تواند در مواردی که حذف بالای مواد آلی موردنیاز است و همچنین درحذف متوسط مواد معدنی کاربرد داشته باشد. این روش قادر به تغلیظ شکر، نمک های دوظرفیتی و پروتئین ها می باشد. مزیت این روش بر اسمز معکوس این است که نانوفیلتراسیون معمولاً در بازیافتهای بالاتری کار می کند در نتیجه، در آب کل مصرفی صرفه جویی خواهد شد که ناشی از سرعت جریان با غلظت پایین تر است. ولی این روش در مورد ترکیبات آلی با جرم مولکولی پایین مانند متانول، مؤثر نیست. نانوفیلتراسیون از نظر هزینه انرژی و دفع یون و ابعاد حفرات، در بین روشهای دیگر شرایط بهینه ای را ایجاد کرده است. با یک نانوفیلتر می توان میزان غلظت یک باکتری را در یک محصول غذایی محلول به صفر رساند .[2]
شکل 9 – فرآیند جداسازی نانوفیلتراسیون
اولترافیلتراسیون (UF)
اولترافیلتراسیون بیشتر در جداسازی محلولی که به صورت مخلوطی از مواد مطلوب و نامطلوب است، به کار می رود.اولترافیلتراسیون تاحدی بستگی به عواملی چون بار و اندازه ذره دارد. انواع گونه هایی که از این غشاها برگشت داده می شوند، شامل بیومولکول ها، پلیمرها و ذرات کلوئیدی است. نیروی محرکه برای انتقال از غشا، اختلاف فشار می باشد. فرآیندهای اولترافیلتراسیون در 2-10 بار کار می کنند که البته در بعضی از موارد امکان کار در فشارهای بالای25 -30 بار نیز وجود دارد. در این فرآیند، زلا ل سازی خوراک، تغلیظ حل شونده برگشت داده شده و جزبه جز کردن حل شونده، انجام می شود.
این روش در جداسازی جریان های آلی روش چندان مؤثری نیست.
غشا های UF قادر به نگهداری گونه هایی هستند که دارای وزن مولکولی در محدوده 300-500000 دالتون و اندازه حفرات از 10-1000آنگستروم باشد . این روش معمولا در جداسازی ماکرومولکول هایی نظیر پروتئین ها،از حلال هایی با جرم مولکولی پایین کاربرد دارند. حفرات لایه پایینی غشا به طور نسبی بزرگتر از لایه سطحی بوده وهنگامی که حلال درون غشا جریان می یابد، گونه های باقی مانده بر روی سطح غشا متمرکز شده و مقاومتی در برابر جریان ایجاد می کنند. در فرآیند سوسپانسیونی نیز به صورت لایه متخلخل بر روی سطح غشاء جمع می شوند. فرآیندUF بستگی به خواص فیزیکی غشاء، مانند نفوذ پذیری، و دما دارد. محدوده کاربردی این روش، در تصفیه زایدات امولسیونی نفت، تغلیظ ماکرومولکولهای بیولوژیکی و تغلیظ پروتئین های حساس به حرارت برای افزودنیهای غذایی است .[2]
1.Fractionation
شکل 10 - فرآیند جداسازی اولترافیلتراسیون
میکروفیلتراسیون (MF)
میکروفیلتراسیون فرآیندی است که در آن اندازه حفرات بین 10-0.1 میکرون بوده و میکروارگانیزم ها نمی توانند از آن عبور کنند. این فرآیند برای جداسازی موادی با سایز کلوئیدی می باشد که از مکانیسم غربالی برای باقی ماندن ذرات بزرگتر از اندازه قطر حفرات استفاده می کند. در این فرآیند از پلیمر های طبیعی و سنتزی مانند نیترات یا استات سلولز، پلی آمید ها و پل یسولفونها استفاده می شود. علاوه بر آن مواد معدنی مانند اکسیدهای فلزی، شیشه و کربن با پوشش زیرکونیا نیز برای تولید این غشاها به کار می روند. این غشاها در صنایع دارویی و غذایی کاربرد وسیعی دارند. [32]
شکل 11 - فرآیند جداسازی میکروفیلتراسیون
الکترودیالیز (ED)
الکترودیالیز که در آن، یونها از طریق غشاء از یک محلول به محلول دیگر تحت اختلاف پتانسیل الکتریکی عبور داده می شوند، برای انواع زیادی از فرآیندها نظیر تغلیظ نمک ها، جداسازی اسیدها و بازها از محلول های آبی و جداسازی ترکیبات یونی از مولکولهای غیر باردار به کار می رود. این غشاها معمولاً از پلی استایرن با اتصالات عرضی سولفاته تشکیل شده اند. این سیستم متشکل از دو نوع غشای آنیونی و کاتیونی است که در یک میدان الکتریکی قرار دادهشده است. غشاء انتخاب پذیر کاتیونی برای عبوردهی کاتیون ها و غشاء آنیونی برای عبوردهی آنیون ها می باشد. انتقال یونها در طول غشا، منجر به رسوب یونی در برخی از سلولها و تغلیظ یونی در برخی دیگر می شود. این فرآیند برای تولید آب با خلوص بالا به کار می رود.[2]
شکل 12- فرآیند جداسازی الکترودیالیز
جداسازی گازی
تکنولوژی جداسازی گازی، در حدود ده سال است که توسعه چشمگیری یافته و به یکی از عملیات واحد مهم تبدیل شده است . این فرآیند به عنوان مکملی برای جذب سطحی و تقطیر دما پایین مورد استفاده قرار می گیرد. عمر غشاها در فرآیند جداساز ی گازها در صورت عبور خوراک تمیز بیش از 10 سال بوده و مصرف کم انرژی بر ای جداساز ی،
سادگی فرآیند و حجم و وزن کم تجهیزات از مزا یای این تکنولوژی است که در مناطق دور افتاده که امکان حضور تمام وقت نیروی انسا نی وجود ندارد، می توان با استفاده از این تکنولوژی بدون نیاز به حضورانسان و یا با حداقل نیروی انسا نی بر عملکرد فرآیند نظارت کرد . غشاهای متشکل از پلیمرها و کوپلیمرها، به شکل فیلم های مسطح و یا الیاف میان تهی در جداسازی گازی استفاده می شوند. گازهای متفاوت در طول غشا با شدت های مختلف عبور داده می شوند. نرخ نفوذ، با اختلاف فشار نسبت مستقیم و با ضخامت غشاء نسبت معکوس دارد .
همچنین با حلالیت گاز در غشا و نفوذپذیری آن متناسب است . این فرآیند تحت تاثیر سه شاخص عملکرد کلیدی مربوط به غشا است که عبارتند از انتخاب پذیری نسبت به گازهای جداشده، شار غشایی یا نفوذپذیری و طول عمرغشا و هزینه های نگهداری و جابجایی .[2]
عمده ترین متقاضیان تحقیقات در زمینه جداسازی غشایی گازها در کشور، صنایع نفت، گاز و پتروشیمی هستند. این صنایع فناوری جداسازی غشایی گازها را برای بازیافت هیدروژن و هیدروکربن ها در پالایشگاه ها، شیرین سازی گازهای ترش، بازیافت مونومر در واحدهای پلی اولفین، بازیافت بخارات بنزین در انبارها و جایگاه های سوخت رسانی، خالص سازی و استفاده مجدد از گازهای تزریقی به چاه در ازدیاد برداشت از چاهای نفت و گاز، جداسازی هوا و تولید نیتروژن، نم زدایی و جداسازی هلیوم مورد استفاده قرار می دهند.[16]
شکل 13- فرآیند جداسازی گازی
تراوش تبخیری
تراوش تبخیری برای جداسازی مایعات امتزا ج پذیر به کار می رود. در این فرآیند، جذب یکی از اجزا مایع، توسط غشا انجام می شود که در آن، نفوذ این جز در غشا و تبخیر آن، به صورت یک بخار قابل نفوذ در خلاء جزئی به کار رفته در بخش زیرین غشا انجام می شود. این روش به دلیل تغییر فاز جداکننده از سایر فرآیندها متمایز شده است. انتقال جرم در طول غشا متاثر از گرادیان فشار بخار در طول غشا می باشد. کاربرد این غشا در جداسازی مخلوط آب و اتانول، بازیافت حلال و غنی سازی آلایند ه های آلی است. مزایای این روش صرفه اقتصادی آن برای مخلوط موادی است که تفاوت کمی در نقطه جوش آنها وجود داشته و یا آزئوتروپی هستند.
شکل 14- فرآیند جداسازی تراوش تبخیری
علاوه بر روش های گفته شده، بسیاری از تکنولوژی های جدید مانند غشاهای تبادل یونی، پیل های سوختی، استخراج غشایی مایع، غشاهای کپسولی، راکتورهای غشایی، تقطیر غشایی، غشاهای شبه مایع الکتروستاتیکی و بسیاری از موارد نیز در حال توسعه و ورود به صنایع هستند. نکته حائز اهمیت در این رابطه این است که با توجه به ویژگی های فرآیندی، می توان فرآیندهای غشایی را به صورت های ناپیوسته و پیوسته و همچنین چند مرحله ای . انجام داد. [2]
فرآیندهای غشایی در خلال دو دهه گذشته کاربردهای متنوعی در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی یافته اند. امروزه علاوه بر استفاده از این فناوری جهت تصفیه آب و پساب در این صنایع، در فرآیند تولید و پالایش مواد نیز جذابیت زیادی پیدا کرده و قابل رقابت با روشهای کلاسیک جداسازی می باشد. مهمترین زمینه های رقابت فناوری غشایی با فرآیندهای کلاسیک در صنعت نفت، عبارتند از : شیرین سازی گاز ترش (حذف CO2 و H2S از گاز طبیعی)، بازیافت و خالص سازی هیدروژن از جریانهای گازی نظیر بازیافت هیدروژن از گازهای خروجی واحدهای پالایشگاهی نظیر هیدرو کراکر، هیدرو تریتر، FCC و ... ، بازیافت هیدروژن از گازهای خروجی واحدهای تولید آمونیاک، تنظیم نسبت H2/CO در گاز سنتز به منظور استفاده در انواع فرآیندهای تبدیلات گازی، حذف بخار آب از گاز طبیعی و سایر جریانهای گازی، بازیافت و جداسازی هیدروکربن های سنگین از جریان گاز طبیعی و سایر جریانهای گازی، تولید نیتروژن از هوا، تولید هوای غنی از اکسیژن.
غشاهای سنتزی با داشتن بازارهای در حال رشد و فراهم کردن قابلیتهای جداسازی بالا در بسیاری از صنایع، توانسته اند پیشرفت های زیادی داشته باشند. صنایع و کارخانجات، سرمایه گذاری خود را در فرآیندهای جداسازی بر روی غشاها متمرکز کرده اند تا معایب سایر روش ها مانند تبخیر، تقطیر و یا استخراج را مرتفع سازند.
هفت فرآیند جداسازی عمده شامل میکروفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون، نانوفیلتراسیون، اسمز معکوس، الکترودیالیز، جداسازی گازی و تراوش تبخیری در بسیاری از زمینه ها مورد استفاده قرار می گیرند که توجه و تمایل بیشتر به حفاظت از محیط زیست، تقاضا برای آب تمیز و بازده انرژی بالا استفاده از این فرآیندهای غشایی را افزایش داده است.
لازم به ذکر است که جداسازی بوسیله غشا یک فرآیند صد در صد نیست بدان معنا که امکان عبور بعضی از ذرات که به طور تئوری انتظار دفع انها می رود ، از غشا وجود دارد یا به عبارت دیگر هر چند که اندازه اسمی حفره های غشا کوچکتر از اندازه ذرات مورد نظر باشد اما ممکن است تعداد محدودی از این ذرات از غشا عبور نمایند . در واقع هیچ غشایی کامل نیست و ممکن است تعداد معدودی از حفره های بزرگتر از اندازه اسمی ان که توسط کارخانه سازنده آن اعلام می شود وجود داشته باشد که با روش های کنترل کیفی قابل تشخیص نباشند . حتی اگر 999/99 درصد از حفرات هم در حد قابل قبول باشند همان 001/0 درصد می تواند باعث عبور تعدادی از ذرات بزرگ از درون غشا گردد . در صورتیکه مخلوطی از ذرات درشت و ریزدر سیال داشته باشیم ذرات بزرگتر بر روی سطح غشا باقی مانده و مانند غشایی که مانع عبور ذرات کوچک می شود عمل می نمایند . ذرات کوچک ممکن است بر سطح ذارت بزرگ چسبیده و امکان عبور نیابند . به عنوان مثال می توان به افزایش توانایی غشاهای میکروفیلتراسیون برای جداسازی ویروس از اب در حضور باکتری اشاره کرد . باکتری ها خود مانع عبور ویروس شده و در عین حال تعدادی از ویروس ها بر سطح باکتری ها چسبیده و در نتیجه از غشا عبور نمی نمایند . [15]
اسمزمعکوس (RO)
فرآیند اسمزمعکوس، قادر به حذف جامدات حل شده، باکتری، ویروس و سایر مواد میکروبی داخل آب می باشد. اسمز معکوس اساساً یک فرآیند غشایی نفوذی است که براساس نیرومحرکه فشاری عمل می کند. این فرآیند عمدتاً برای شیرین سازی آب دریا مورد استفاده قرار می گیرد. ویژگی برجسته روش اسمز معکوس، این است که هیچ تغییر فازی در آن وجود نداشته و مصرف انرژی نسبتاً پایینی دارد. تقریباً تمامی غشاهای اسمز معکوس، از جنس پلیمرهایی با ترکیبات پلی آمیدی و استات سلولز می باشند. غشاهای فرآیند اسمز معکوس معمولا در دو نوع غشاهای نامتقارن و غشاهای کامپوزیتی نازک فیلمی هستند.
شکل 8- فرآیند جداسازی اسمز معکوس
این غشا ها ،کوچکترین ساختار حفرات را با اندازه قطر حفرات در محدوده 0.5-1.5 نانومتر را دارا هستند .در این غشا ها بیشتراز 95 -99 % از نمک های معدنی و ترکیبات آلی بار دار شده به دلیل دافعه بار الکتریکی سطح غشا ،دفع می شوند . کاربرد این روش در صنایع آب آشامیدنی صنایع غذایی، صنایع الکترونیکی، کاغذسازی و بسیاری از موارد دیگر است.[2]
نانوفیلتراسیون (NF)
نانوفیلتراسیون شکلی از فیلتراسیون است که غشاها را به منظور جداسازی سیالات یا یونهای گوناگون به کار می گیرد. نانوفیلتراسیون به صورت اسمز معکوس ملایمتری عنوان می گردد، چرا که حفرات غشایی بزرگتری در مقایسه با غشاهای اسمز معکوس دارد. به دلیل اینکه این غشاها در فشارهای بسیار پایین تری کار کرده و برخی از مواد معدنی را از خود عبور می دهند، NF می تواند در مواردی که حذف بالای مواد آلی موردنیاز است و همچنین درحذف متوسط مواد معدنی کاربرد داشته باشد. این روش قادر به تغلیظ شکر، نمک های دوظرفیتی و پروتئین ها می باشد. مزیت این روش بر اسمز معکوس این است که نانوفیلتراسیون معمولاً در بازیافتهای بالاتری کار می کند در نتیجه، در آب کل مصرفی صرفه جویی خواهد شد که ناشی از سرعت جریان با غلظت پایین تر است. ولی این روش در مورد ترکیبات آلی با جرم مولکولی پایین مانند متانول، مؤثر نیست. نانوفیلتراسیون از نظر هزینه انرژی و دفع یون و ابعاد حفرات، در بین روشهای دیگر شرایط بهینه ای را ایجاد کرده است. با یک نانوفیلتر می توان میزان غلظت یک باکتری را در یک محصول غذایی محلول به صفر رساند .[2]
شکل 9 – فرآیند جداسازی نانوفیلتراسیون
اولترافیلتراسیون (UF)
اولترافیلتراسیون بیشتر در جداسازی محلولی که به صورت مخلوطی از مواد مطلوب و نامطلوب است، به کار می رود.اولترافیلتراسیون تاحدی بستگی به عواملی چون بار و اندازه ذره دارد. انواع گونه هایی که از این غشاها برگشت داده می شوند، شامل بیومولکول ها، پلیمرها و ذرات کلوئیدی است. نیروی محرکه برای انتقال از غشا، اختلاف فشار می باشد. فرآیندهای اولترافیلتراسیون در 2-10 بار کار می کنند که البته در بعضی از موارد امکان کار در فشارهای بالای25 -30 بار نیز وجود دارد. در این فرآیند، زلا ل سازی خوراک، تغلیظ حل شونده برگشت داده شده و جزبه جز کردن حل شونده، انجام می شود.
این روش در جداسازی جریان های آلی روش چندان مؤثری نیست.
غشا های UF قادر به نگهداری گونه هایی هستند که دارای وزن مولکولی در محدوده 300-500000 دالتون و اندازه حفرات از 10-1000آنگستروم باشد . این روش معمولا در جداسازی ماکرومولکول هایی نظیر پروتئین ها،از حلال هایی با جرم مولکولی پایین کاربرد دارند. حفرات لایه پایینی غشا به طور نسبی بزرگتر از لایه سطحی بوده وهنگامی که حلال درون غشا جریان می یابد، گونه های باقی مانده بر روی سطح غشا متمرکز شده و مقاومتی در برابر جریان ایجاد می کنند. در فرآیند سوسپانسیونی نیز به صورت لایه متخلخل بر روی سطح غشاء جمع می شوند. فرآیندUF بستگی به خواص فیزیکی غشاء، مانند نفوذ پذیری، و دما دارد. محدوده کاربردی این روش، در تصفیه زایدات امولسیونی نفت، تغلیظ ماکرومولکولهای بیولوژیکی و تغلیظ پروتئین های حساس به حرارت برای افزودنیهای غذایی است .[2]
1.Fractionation
شکل 10 - فرآیند جداسازی اولترافیلتراسیون
میکروفیلتراسیون (MF)
میکروفیلتراسیون فرآیندی است که در آن اندازه حفرات بین 10-0.1 میکرون بوده و میکروارگانیزم ها نمی توانند از آن عبور کنند. این فرآیند برای جداسازی موادی با سایز کلوئیدی می باشد که از مکانیسم غربالی برای باقی ماندن ذرات بزرگتر از اندازه قطر حفرات استفاده می کند. در این فرآیند از پلیمر های طبیعی و سنتزی مانند نیترات یا استات سلولز، پلی آمید ها و پل یسولفونها استفاده می شود. علاوه بر آن مواد معدنی مانند اکسیدهای فلزی، شیشه و کربن با پوشش زیرکونیا نیز برای تولید این غشاها به کار می روند. این غشاها در صنایع دارویی و غذایی کاربرد وسیعی دارند. [32]
شکل 11 - فرآیند جداسازی میکروفیلتراسیون
الکترودیالیز (ED)
الکترودیالیز که در آن، یونها از طریق غشاء از یک محلول به محلول دیگر تحت اختلاف پتانسیل الکتریکی عبور داده می شوند، برای انواع زیادی از فرآیندها نظیر تغلیظ نمک ها، جداسازی اسیدها و بازها از محلول های آبی و جداسازی ترکیبات یونی از مولکولهای غیر باردار به کار می رود. این غشاها معمولاً از پلی استایرن با اتصالات عرضی سولفاته تشکیل شده اند. این سیستم متشکل از دو نوع غشای آنیونی و کاتیونی است که در یک میدان الکتریکی قرار دادهشده است. غشاء انتخاب پذیر کاتیونی برای عبوردهی کاتیون ها و غشاء آنیونی برای عبوردهی آنیون ها می باشد. انتقال یونها در طول غشا، منجر به رسوب یونی در برخی از سلولها و تغلیظ یونی در برخی دیگر می شود. این فرآیند برای تولید آب با خلوص بالا به کار می رود.[2]
شکل 12- فرآیند جداسازی الکترودیالیز
جداسازی گازی
تکنولوژی جداسازی گازی، در حدود ده سال است که توسعه چشمگیری یافته و به یکی از عملیات واحد مهم تبدیل شده است . این فرآیند به عنوان مکملی برای جذب سطحی و تقطیر دما پایین مورد استفاده قرار می گیرد. عمر غشاها در فرآیند جداساز ی گازها در صورت عبور خوراک تمیز بیش از 10 سال بوده و مصرف کم انرژی بر ای جداساز ی،
سادگی فرآیند و حجم و وزن کم تجهیزات از مزا یای این تکنولوژی است که در مناطق دور افتاده که امکان حضور تمام وقت نیروی انسا نی وجود ندارد، می توان با استفاده از این تکنولوژی بدون نیاز به حضورانسان و یا با حداقل نیروی انسا نی بر عملکرد فرآیند نظارت کرد . غشاهای متشکل از پلیمرها و کوپلیمرها، به شکل فیلم های مسطح و یا الیاف میان تهی در جداسازی گازی استفاده می شوند. گازهای متفاوت در طول غشا با شدت های مختلف عبور داده می شوند. نرخ نفوذ، با اختلاف فشار نسبت مستقیم و با ضخامت غشاء نسبت معکوس دارد .
همچنین با حلالیت گاز در غشا و نفوذپذیری آن متناسب است . این فرآیند تحت تاثیر سه شاخص عملکرد کلیدی مربوط به غشا است که عبارتند از انتخاب پذیری نسبت به گازهای جداشده، شار غشایی یا نفوذپذیری و طول عمرغشا و هزینه های نگهداری و جابجایی .[2]
عمده ترین متقاضیان تحقیقات در زمینه جداسازی غشایی گازها در کشور، صنایع نفت، گاز و پتروشیمی هستند. این صنایع فناوری جداسازی غشایی گازها را برای بازیافت هیدروژن و هیدروکربن ها در پالایشگاه ها، شیرین سازی گازهای ترش، بازیافت مونومر در واحدهای پلی اولفین، بازیافت بخارات بنزین در انبارها و جایگاه های سوخت رسانی، خالص سازی و استفاده مجدد از گازهای تزریقی به چاه در ازدیاد برداشت از چاهای نفت و گاز، جداسازی هوا و تولید نیتروژن، نم زدایی و جداسازی هلیوم مورد استفاده قرار می دهند.[16]
شکل 13- فرآیند جداسازی گازی
تراوش تبخیری
تراوش تبخیری برای جداسازی مایعات امتزا ج پذیر به کار می رود. در این فرآیند، جذب یکی از اجزا مایع، توسط غشا انجام می شود که در آن، نفوذ این جز در غشا و تبخیر آن، به صورت یک بخار قابل نفوذ در خلاء جزئی به کار رفته در بخش زیرین غشا انجام می شود. این روش به دلیل تغییر فاز جداکننده از سایر فرآیندها متمایز شده است. انتقال جرم در طول غشا متاثر از گرادیان فشار بخار در طول غشا می باشد. کاربرد این غشا در جداسازی مخلوط آب و اتانول، بازیافت حلال و غنی سازی آلایند ه های آلی است. مزایای این روش صرفه اقتصادی آن برای مخلوط موادی است که تفاوت کمی در نقطه جوش آنها وجود داشته و یا آزئوتروپی هستند.
شکل 14- فرآیند جداسازی تراوش تبخیری
علاوه بر روش های گفته شده، بسیاری از تکنولوژی های جدید مانند غشاهای تبادل یونی، پیل های سوختی، استخراج غشایی مایع، غشاهای کپسولی، راکتورهای غشایی، تقطیر غشایی، غشاهای شبه مایع الکتروستاتیکی و بسیاری از موارد نیز در حال توسعه و ورود به صنایع هستند. نکته حائز اهمیت در این رابطه این است که با توجه به ویژگی های فرآیندی، می توان فرآیندهای غشایی را به صورت های ناپیوسته و پیوسته و همچنین چند مرحله ای . انجام داد. [2]
یررسی تجربی جداسازی دی اکسید کربن از گاز طبیعی با استفاده از نانو لوله های کربنی چند دیواره
یررسی تجربی جداسازی دی اکسید کربن از گاز طبیعی با استفاده از نانو لوله های کربنی چند دیواره
یررسی تجربی جداسازی دی اکسید کربن از گاز طبیعی با استفاده از نانو لوله های کربنی چند دیواره
یررسی تجربی جداسازی دی اکسید کربن از گاز طبیعی با استفاده از نانو لوله های کربنی چند دیواره
یررسی تجربی جداسازی دی اکسید کربن از گاز طبیعی با استفاده از نانو لوله های کربنی چند دیواره
ad.6687
عضو جدید
دوستان سلام،من برای درس روش های خاص جداسازی و فرایندهای جداسازی غشایی دوتا مقاله از science direct پیدا کردم و به عنوان term paper به استادمون با ترجمه خودم ارایه دادم.هرکس خواست، پیغام بده یا ایمیل بزنه به ...تا براش بفرستم.لینک مقاله ها رو هم گذاشتم. عناوین مقاله ها به این ترتیب است:
1)طراحی هیدروسیکلون جدید برای بهبود جداسازی ذرات ریز با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی
2) پایداری بلند مدت کنتاکتورهای غشایی PTFE و PVDF در عملیات جداسازی پروپان /پروپیلن به کمک محلول AgNO3
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009250912000905
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009250913001498
1)طراحی هیدروسیکلون جدید برای بهبود جداسازی ذرات ریز با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی
2) پایداری بلند مدت کنتاکتورهای غشایی PTFE و PVDF در عملیات جداسازی پروپان /پروپیلن به کمک محلول AgNO3
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009250912000905
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009250913001498
آخرین ویرایش توسط مدیر:
سلام
دیروز توی روزنامه زده بود بیماران کلیوی به علت کمبود دستگاه دیالیز رنج میبرند
به نظر شما میشه دستگاه کوچک دیالیز ساخت که توی جیب ادم باشه یا داخل بدن بعنوان کلیه مصنوعی جاگذاری بشه؟
میشه دستگاه تصفیه کوچکی شبیه کلیه ساخت؟
نظرتون چیه ؟
یک سری مطالب را از سایتهای مختلف گرد آوری کردم که ممکنه ایده هائی در زمینه جدا سازی و جذب و غشاء به ما بده البته به پزشکی مربوطه ولی اصولش مهندسی شیمی هست
دیروز توی روزنامه زده بود بیماران کلیوی به علت کمبود دستگاه دیالیز رنج میبرند
به نظر شما میشه دستگاه کوچک دیالیز ساخت که توی جیب ادم باشه یا داخل بدن بعنوان کلیه مصنوعی جاگذاری بشه؟
میشه دستگاه تصفیه کوچکی شبیه کلیه ساخت؟
نظرتون چیه ؟
یک سری مطالب را از سایتهای مختلف گرد آوری کردم که ممکنه ایده هائی در زمینه جدا سازی و جذب و غشاء به ما بده البته به پزشکی مربوطه ولی اصولش مهندسی شیمی هست
اختراع یک کلیه مصنوعی که تا 10 سال بدون باتری کار می کند
یک دانشمند هندی یک کلیه مصنوعی را ایجاد کرده است که می تواند به ارگانیسم پیوند زده شود و بدون باتری تا 10 سال عمل کند.
به گزارش خبرگزاری مهر، "شوو روی" دانشمند هندی که در دانشگاه کالیفرنیا کار می کند این کلیه مصنوعی را ابداع کرده است.
این کلیه قابل پیوند تاکنون در لابراتوار و بر روی پستانداران کوچک آزمایش شده است. این اندام مصنوعی با استفاده از میکرودستگاههای پزشکی زیستی ساخته شده و اکنون درخواست آزمایش فاز 1 بالینی بر روی انسان را ارائه کرده است.
این کلیه، دستگاهی به بزرگی یک فنجان قهوه است که می تواند عملکردهای اصلی مثل فیلترکردن مواد سمی، تنظیم فشار خون و تولید ویتامین D را انجام دهد.
اختراع یک کلیه مصنوعی که تا 10 سال بدون باتری کار می کند
براساس گزارش TopNews United States، این دستگاه در تفاوت با "پیس میکرها" بدون باتری عمل می کند و می تواند حداقل تا 10 سال به عملکرد خود ادامه دهد.
به گفته این محقق، کلیه مصنوعی با سایر بافتها تماس نزدیک برقرار نمی کند و در آن خطر رد پیوند وجود ندارد. درصورتیکه این کلیه با موفقیت از آزمایشات عبور کند یک اختراع مفید برای میلیونها بیماری خواهد بود که زندگی آنها به دیالیز وابسته است.
گردآوری : پایگاه اینترنتی تکناز
کليه مصنوعي به اندازه کيف پول در آمريکا ساخته شد.
parvin taghizade
عضو جدید
مقاله جداسازی با غشا
مقاله جداسازی با غشا
مقاله در مورد جداسازی غشا زیاد دارم اگه کسی خواست بگه تا بذارم
مقاله جداسازی با غشا
مقاله در مورد جداسازی غشا زیاد دارم اگه کسی خواست بگه تا بذارم
مدلسازي جداسازي هيدروژن از مخلوط گاز سنتز توسط غشاي سراميكي نانو-حفره اي
مدلسازي جداسازي هيدروژن از مخلوط گاز سنتز توسط غشاي سراميكي نانو-حفره اي
این مقاله شاید به دردتون بخوره :
مدلسازي جداسازي هيدروژن از مخلوط گاز سنتز توسط غشاي سراميكي نانو-حفره اي
پدیدآورندگان :
محمد معيني
فرهادي، فتح الله
مدلسازي جداسازي هيدروژن از مخلوط گاز سنتز توسط غشاي سراميكي نانو-حفره اي
این مقاله شاید به دردتون بخوره :
مدلسازي جداسازي هيدروژن از مخلوط گاز سنتز توسط غشاي سراميكي نانو-حفره اي
پدیدآورندگان :
محمد معيني
فرهادي، فتح الله
فرايندجداسازي گاز در غشاء
فرايندجداسازي گاز در غشاء
فرايندجداسازي گاز در غشاء
نويسند‌گان:
[ انسيه ايزدخواه ] - دانشجوي كارشناسي ارشد مهندسي شيمي، دانشگاه آزاداسلامي واحد قوچان
[ امين علي آبادي ] - عضو باشگاه پژوهشگران جوان دانشگاه آزاد اسلامي واحد قوچان
خلاصه مقاله:
غشاء وسيله اي است كه جداسازي مواد را عموما براساس اندازه هاي مولكولي آن ها ممكن مي سازد در اين فرايند علاوه بر اندازه، عواملي ديگري نيز دخالت دارند. كلمه غشاء مي تواند بر مواد مختلف و داراي ساختارهاي گوناگون اطلاق شود. بنابراين بهتر است كه تعريف آن براساس چه مي كند و نه براساس چه هست بنيان گزاري گردد. در يك فرايند غشايي عموما دو فاز وجود دارد كه بوسيله فاز سوم (غشاء ) به طور فيزيكي از يكديگر جدا شده اند غشا انتقال جرم بين دو فاز را كنترل مي نمايد. فازها به صورت مخلوطي ا زاجزا مي باشند يكي از اجزا موجود د رمخلوط بيش از سايرين انتقال مي يابد به عبارت ديگر غشا نسبت به يكي از اجزا انتخابگر 1 است. در اين صورت انتقال آن جز از يك فاز به فاز ديگر توسط غشا انجام خواهد شد. به اين ترتيب يكي از فازها غني از آن تهي مي گردد. به طور خلاصه دو عمل اصلي كه توسط غشا انجام مي شود عبارتند از : نفوذ پذيري يا تراوش 2 و انتخابگري يا گزينش پذيري 3.
كلمات كليدي:
غشاء، رسوخ، نفوذ ، پليمر شيشه اي
فرايندجداسازي گاز در غشاء
فرايندجداسازي گاز در غشاء
نويسند‌گان:
[ انسيه ايزدخواه ] - دانشجوي كارشناسي ارشد مهندسي شيمي، دانشگاه آزاداسلامي واحد قوچان
[ امين علي آبادي ] - عضو باشگاه پژوهشگران جوان دانشگاه آزاد اسلامي واحد قوچان
خلاصه مقاله:
غشاء وسيله اي است كه جداسازي مواد را عموما براساس اندازه هاي مولكولي آن ها ممكن مي سازد در اين فرايند علاوه بر اندازه، عواملي ديگري نيز دخالت دارند. كلمه غشاء مي تواند بر مواد مختلف و داراي ساختارهاي گوناگون اطلاق شود. بنابراين بهتر است كه تعريف آن براساس چه مي كند و نه براساس چه هست بنيان گزاري گردد. در يك فرايند غشايي عموما دو فاز وجود دارد كه بوسيله فاز سوم (غشاء ) به طور فيزيكي از يكديگر جدا شده اند غشا انتقال جرم بين دو فاز را كنترل مي نمايد. فازها به صورت مخلوطي ا زاجزا مي باشند يكي از اجزا موجود د رمخلوط بيش از سايرين انتقال مي يابد به عبارت ديگر غشا نسبت به يكي از اجزا انتخابگر 1 است. در اين صورت انتقال آن جز از يك فاز به فاز ديگر توسط غشا انجام خواهد شد. به اين ترتيب يكي از فازها غني از آن تهي مي گردد. به طور خلاصه دو عمل اصلي كه توسط غشا انجام مي شود عبارتند از : نفوذ پذيري يا تراوش 2 و انتخابگري يا گزينش پذيري 3.
كلمات كليدي:
غشاء، رسوخ، نفوذ ، پليمر شيشه اي
مطالعه خواص جداسازي گازهاي هيدروكربني با استفاده از غشاهاي پلي يورتان برپايه پلي تترا متيل گلايكول
مطالعه خواص جداسازي گازهاي هيدروكربني با استفاده از غشاهاي پلي يورتان برپايه پلي تترا متيل گلايكول
مطالعه خواص جداسازي گازهاي هيدروكربني با استفاده از غشاهاي پلي يورتان برپايه پلي تترا متيل گلايكول
نويسند‌گان:
[ ايمان طيروني ] - كارشناس ارشد
[ مرتضي صادقي ] - استاد يار، دانشگاه صنعتي اصفهان، اصفهان
[ مجيد پاكيزه ] - دانش يار، دانشگاه فردوسي مشهد، مشهد
[ مهدي طلاكش ] - كارشناس ارشد
خلاصه مقاله:
در اين تحقيق ثاتيرات تغيير در نسبت تركيب و نوع مواد تشگيل دهنده پليمر بر پايه پلي يورتان بر روي ميزان تراوش هيدروكربنها بررسي شده. پلي يورتان از روش دو مرحلهاي تهيه پيش پليمر سنتز شده و از مونومر پلي تترا متيل گلايكول 2000 ، دي ايزوسيانات هگزامتيلن دي ايزوسيانات و زنجير گسترندههاي 4-1بوتان دي ال و4-1بوتان دي آمين استفاده شده است. سنتز اوليه با زنجير گسترنده و نسبت تركيبهاي1/3/2و1/2/1به ترتيب براي مونومر/دي ايزوسيانات/زنجير گسترنده انجام شده است. غشا پلي يورتان از روش انحلال و قالب گيري تهيه شده كه حلال مورد استفاده دي متيل فرماميد ميباشد. مشخصههاي غشا پلي يورتان تهيه شده با تست طيف بيني تبديل فوريه مادونقرمز بررسي شده است. مشخصههاي تراوش گاز از ميان غشا با تست گازهاي خالص متان، اتان و پروپان بررسي شده است.با توجه به كاهش مقدار تراوش گاز و پايين آمدن ميزان انتخاب پذيري پروپان / متان واتان / متان در پليمر سنتز شده با نسبت 1/2/1درمقايسه با 1/3/2سنتز پليمر تركيبي از دو زنجير گسترنده با نسبت 1/3/2 انجام شده نتايج تراوش گاز، افزايش مقدار تراوش گاز و بهبود ميزان انتخاب پذيري پروپان / متان و اتان / متان در پليمر تركيبي را نشان ميدهد
كلمات كليدي:
غشا-هيدروكربن-جداسازي گاز-پلي يورتان
مطالعه خواص جداسازي گازهاي هيدروكربني با استفاده از غشاهاي پلي يورتان برپايه پلي تترا متيل گلايكول
مطالعه خواص جداسازي گازهاي هيدروكربني با استفاده از غشاهاي پلي يورتان برپايه پلي تترا متيل گلايكول
نويسند‌گان:
[ ايمان طيروني ] - كارشناس ارشد
[ مرتضي صادقي ] - استاد يار، دانشگاه صنعتي اصفهان، اصفهان
[ مجيد پاكيزه ] - دانش يار، دانشگاه فردوسي مشهد، مشهد
[ مهدي طلاكش ] - كارشناس ارشد
خلاصه مقاله:
در اين تحقيق ثاتيرات تغيير در نسبت تركيب و نوع مواد تشگيل دهنده پليمر بر پايه پلي يورتان بر روي ميزان تراوش هيدروكربنها بررسي شده. پلي يورتان از روش دو مرحلهاي تهيه پيش پليمر سنتز شده و از مونومر پلي تترا متيل گلايكول 2000 ، دي ايزوسيانات هگزامتيلن دي ايزوسيانات و زنجير گسترندههاي 4-1بوتان دي ال و4-1بوتان دي آمين استفاده شده است. سنتز اوليه با زنجير گسترنده و نسبت تركيبهاي1/3/2و1/2/1به ترتيب براي مونومر/دي ايزوسيانات/زنجير گسترنده انجام شده است. غشا پلي يورتان از روش انحلال و قالب گيري تهيه شده كه حلال مورد استفاده دي متيل فرماميد ميباشد. مشخصههاي غشا پلي يورتان تهيه شده با تست طيف بيني تبديل فوريه مادونقرمز بررسي شده است. مشخصههاي تراوش گاز از ميان غشا با تست گازهاي خالص متان، اتان و پروپان بررسي شده است.با توجه به كاهش مقدار تراوش گاز و پايين آمدن ميزان انتخاب پذيري پروپان / متان واتان / متان در پليمر سنتز شده با نسبت 1/2/1درمقايسه با 1/3/2سنتز پليمر تركيبي از دو زنجير گسترنده با نسبت 1/3/2 انجام شده نتايج تراوش گاز، افزايش مقدار تراوش گاز و بهبود ميزان انتخاب پذيري پروپان / متان و اتان / متان در پليمر تركيبي را نشان ميدهد
كلمات كليدي:
غشا-هيدروكربن-جداسازي گاز-پلي يورتان
جداسازی و مطالعه میکروارگانیسم ها از نمونه های نفتی برای کاربرد در ازدیاد برداشت نفت به روش میکروبی
جداسازی و مطالعه میکروارگانیسم ها از نمونه های نفتی برای کاربرد در ازدیاد برداشت نفت به روش میکروبی
مقاله جداسازی و مطالعه میکروارگانیسم ها از نمونه های نفتی برای کاربرد در ازدیاد برداشت نفت به روش میکروبی ترجمه مقاله Isolation and study of microorganisms from oil samples for application in Microbial Enhanced Oil Recovery می باشد که توسط تیم ترجمه نواندیشان تهیه شده است.
می توانید مقاله اصلی و ترجمه آن را از لینک زیر دریافت نمایید:
جداسازی و مطالعه میکروارگانیسم ها از نمونه های نفتی برای کاربرد در ازدیاد برداشت نفت به روش میکروبی
مقاله جداسازی و مطالعه میکروارگانیسم ها از نمونه های نفتی برای کاربرد در ازدیاد برداشت نفت به روش میکروبی ترجمه مقاله Isolation and study of microorganisms from oil samples for application in Microbial Enhanced Oil Recovery می باشد که توسط تیم ترجمه نواندیشان تهیه شده است.
می توانید مقاله اصلی و ترجمه آن را از لینک زیر دریافت نمایید:
بررسی پارامتر های موثر بر ستون تقطیر ناپیوسته به منظور طراحی بهینه آن
بررسی پارامتر های موثر بر ستون تقطیر ناپیوسته به منظور طراحی بهینه آن
بررسی پارامتر های موثر بر ستون تقطیر ناپیوسته به منظور طراحی بهینه آن
تقطیر ناپیوسته از فرایندهای مهم در صنایع شیمیایی است و در مواقعی که تولید مواد شیمیایی با کیفیت بالا مورد نظر باشد به تقطیر پیوسته ترجیح داده می شود. مخصوصا برای تصفیه محصولات و بازیابی حلال ها و واکنش گرهای با ارزش از مواد زاید از این نوع تقطیر استفاده میشود. از مزایای این روش، سهولت و انعطاف پذیری عملیات و تولید محصولات مختلف از یک خوارک در یک برج تقطیر ساده می باشد. بعلت هزینه بالای انرژی در تقطیر ناپیوسته در مقایسه با سیستم پیوسته، بهینه سازی سیستم ناپیوسته در هر فرایند تقطیر لازم و ضروری می باشد. هدف از فرایند تقطیر ناپیوسته تولید محصول دلخواه با کیفیت مطلوب و مقدار مشخص در زمان می نیمم است زیرا زمان می نیمم هزینه می نیمم را شامل می شود. شناخت رفتار یک ستون تقطیر ناپیوسته قدم اولیه در بهینه سازی سیستم تقطیر ناپیوسته میباشد. در این کار تحقیقاتی از یک ستون پر شده ساخت شرکت فیشر آلمان که افت فشار ناچیزی دارد برای تقطیر محلول متانول – آب استفاده شده است. پارامترهای مختلف از قبیل گرمای هیتر، جزء مولی خوراک و نسبت مایع برگشتی بر روی خلوص محصول و زمان انجام تقطیر بررسی و شرایط بهینه به منظور دستیابی به محصول خالص در کمترین زمان ارائه شده است.
بررسی پارامتر های موثر بر ستون تقطیر ناپیوسته به منظور طراحی بهینه آن
بررسی پارامتر های موثر بر ستون تقطیر ناپیوسته به منظور طراحی بهینه آن
تقطیر ناپیوسته از فرایندهای مهم در صنایع شیمیایی است و در مواقعی که تولید مواد شیمیایی با کیفیت بالا مورد نظر باشد به تقطیر پیوسته ترجیح داده می شود. مخصوصا برای تصفیه محصولات و بازیابی حلال ها و واکنش گرهای با ارزش از مواد زاید از این نوع تقطیر استفاده میشود. از مزایای این روش، سهولت و انعطاف پذیری عملیات و تولید محصولات مختلف از یک خوارک در یک برج تقطیر ساده می باشد. بعلت هزینه بالای انرژی در تقطیر ناپیوسته در مقایسه با سیستم پیوسته، بهینه سازی سیستم ناپیوسته در هر فرایند تقطیر لازم و ضروری می باشد. هدف از فرایند تقطیر ناپیوسته تولید محصول دلخواه با کیفیت مطلوب و مقدار مشخص در زمان می نیمم است زیرا زمان می نیمم هزینه می نیمم را شامل می شود. شناخت رفتار یک ستون تقطیر ناپیوسته قدم اولیه در بهینه سازی سیستم تقطیر ناپیوسته میباشد. در این کار تحقیقاتی از یک ستون پر شده ساخت شرکت فیشر آلمان که افت فشار ناچیزی دارد برای تقطیر محلول متانول – آب استفاده شده است. پارامترهای مختلف از قبیل گرمای هیتر، جزء مولی خوراک و نسبت مایع برگشتی بر روی خلوص محصول و زمان انجام تقطیر بررسی و شرایط بهینه به منظور دستیابی به محصول خالص در کمترین زمان ارائه شده است.
بررسی عملکرد جذب بنزن و اتیل بنزن بر روی سیلیکاائروژل و کامپوزیت کربن - سیلیکاائروژل
بررسی عملکرد جذب بنزن و اتیل بنزن بر روی سیلیکاائروژل و کامپوزیت کربن - سیلیکاائروژل
چکیده
سیلیکاائروژل ها به دلیل داشتن مساحت سطح ویژه بالا و وجود ابعاد قابل کنترل در مقیاس نانومتری، سرعت و ظرفیت زیادی برای جذب آلاینده ها از خود نشان می دهند. در این مقاله، نمونه های جاذب قبل از استفاده، به مدت 4 ساعت در دمای 120 درجه سانتیگراد گاز زدایی شدند. با استفاده از روش وزن سنجی، منحنی رفتار جذب استاتیکی بنزن و اتیل بنزن بر روی سیلیکاائروژل و کامپوزیت کربن فعال- سیلیکاائروژل بدست آمد و منحنی بدست آمده با استفاده از مدل نیروی محرکه خطی (LDF) تطابق داده شد. سپس با استفاده از داده های آزمایشگاهی بدست آمده، ثابت سرعت جذب (k) برای جذب بنزن و اتیل بنزن محاسبه شد. سیلیکاائروژل بیشترین ظرفیت جذب را در جذب سطحی بنزن و اتیل بنزن نشان داد. نتایج حاصل از تحلیل آماری نشان داد که تطابق منحنی جذب سطحی با مدل نیروی محرکه خطی قابل قبول است.
سیلیکاائروژل ها به دلیل داشتن مساحت سطح ویژه بالا و وجود ابعاد قابل کنترل در مقیاس نانومتری، سرعت و ظرفیت زیادی برای جذب آلاینده ها از خود نشان می دهند. در این مقاله، نمونه های جاذب قبل از استفاده، به مدت 4 ساعت در دمای 120 درجه سانتیگراد گاز زدایی شدند.
بررسی عملکرد جذب بنزن و اتیل بنزن بر روی سیلیکاائروژل و کامپوزیت کربن - سیلیکاائروژل
چکیده
سیلیکاائروژل ها به دلیل داشتن مساحت سطح ویژه بالا و وجود ابعاد قابل کنترل در مقیاس نانومتری، سرعت و ظرفیت زیادی برای جذب آلاینده ها از خود نشان می دهند. در این مقاله، نمونه های جاذب قبل از استفاده، به مدت 4 ساعت در دمای 120 درجه سانتیگراد گاز زدایی شدند. با استفاده از روش وزن سنجی، منحنی رفتار جذب استاتیکی بنزن و اتیل بنزن بر روی سیلیکاائروژل و کامپوزیت کربن فعال- سیلیکاائروژل بدست آمد و منحنی بدست آمده با استفاده از مدل نیروی محرکه خطی (LDF) تطابق داده شد. سپس با استفاده از داده های آزمایشگاهی بدست آمده، ثابت سرعت جذب (k) برای جذب بنزن و اتیل بنزن محاسبه شد. سیلیکاائروژل بیشترین ظرفیت جذب را در جذب سطحی بنزن و اتیل بنزن نشان داد. نتایج حاصل از تحلیل آماری نشان داد که تطابق منحنی جذب سطحی با مدل نیروی محرکه خطی قابل قبول است.
سیلیکاائروژل ها به دلیل داشتن مساحت سطح ویژه بالا و وجود ابعاد قابل کنترل در مقیاس نانومتری، سرعت و ظرفیت زیادی برای جذب آلاینده ها از خود نشان می دهند. در این مقاله، نمونه های جاذب قبل از استفاده، به مدت 4 ساعت در دمای 120 درجه سانتیگراد گاز زدایی شدند.
جداسازی و تغلیظ ایزوبوتانول از محلولهای آبی رقیق با استفاده از فرآیند غشایی تراوش تبخیری
جداسازی و تغلیظ ایزوبوتانول از محلولهای آبی رقیق با استفاده از فرآیند غشایی تراوش تبخیری
چکیده
ایزوبوتانول حاصل از فرآیند تخمیر غلظت پایینی دارد و برای مصرف نیاز به جداسازی و خالص سازی می باشد. فرآیندهای جداسازی متعددی برای بازیابی ایزوبوتانول از محیط تخمیر وجود دارد. به منظور جداسازی و تغلیظ ایزوبوتانول از محلولهای آبی رقیق آن، فرآیند غشایی تراوش تبخیری به کار گرفته شد. بدین منظور، از غشاهای ترکیبی با لایه اصلی پلی دی متیل سیکلوکسان (PDMS) با ضخامت های مختلف برای بازیابی ایزوبوتانول استفاده شد و تاثیر چند پارامتر عملیاتی موثر مانند ضخامت غشا، غلظت خوراک و دمای خوراک بر کارکرد سیستم بررسی شد. نتایج حاکی از آن است که با افزایش غلظت ایزوبوتانول در محلول خوراک، میزان فلاکس عبوری از غشا و انتخابپذیری آن افزایش می یابد به عنوان مثال، با افزایش غلظت ایزوبوتانول از 2 به 5 درصد وزنی در محلول خوراک، فلاکس کل و انتخاب پذیری غشاء بیش از 50% افزایش می‌یابد. این در حالی است که با افزایش ضخامت لایه فعال غشاء از 3/2 به 9/12 میکرومتر، میزان فلاکس عبوری از غشاء به حدود نصف کاهش و انتخاب پذیری آن به بیش 5/1 برابر افزایش می یابد. همچنین افزایش دما موجب بالارفتن فلاکس عبوری از غشا و کم شدن انتخاب پذیری میشود.
جداسازی و تغلیظ ایزوبوتانول از محلولهای آبی رقیق با استفاده از فرآیند غشایی تراوش تبخیری
چکیده
ایزوبوتانول حاصل از فرآیند تخمیر غلظت پایینی دارد و برای مصرف نیاز به جداسازی و خالص سازی می باشد. فرآیندهای جداسازی متعددی برای بازیابی ایزوبوتانول از محیط تخمیر وجود دارد. به منظور جداسازی و تغلیظ ایزوبوتانول از محلولهای آبی رقیق آن، فرآیند غشایی تراوش تبخیری به کار گرفته شد. بدین منظور، از غشاهای ترکیبی با لایه اصلی پلی دی متیل سیکلوکسان (PDMS) با ضخامت های مختلف برای بازیابی ایزوبوتانول استفاده شد و تاثیر چند پارامتر عملیاتی موثر مانند ضخامت غشا، غلظت خوراک و دمای خوراک بر کارکرد سیستم بررسی شد. نتایج حاکی از آن است که با افزایش غلظت ایزوبوتانول در محلول خوراک، میزان فلاکس عبوری از غشا و انتخابپذیری آن افزایش می یابد به عنوان مثال، با افزایش غلظت ایزوبوتانول از 2 به 5 درصد وزنی در محلول خوراک، فلاکس کل و انتخاب پذیری غشاء بیش از 50% افزایش می‌یابد. این در حالی است که با افزایش ضخامت لایه فعال غشاء از 3/2 به 9/12 میکرومتر، میزان فلاکس عبوری از غشاء به حدود نصف کاهش و انتخاب پذیری آن به بیش 5/1 برابر افزایش می یابد. همچنین افزایش دما موجب بالارفتن فلاکس عبوری از غشا و کم شدن انتخاب پذیری میشود.
بازیابی کبالت(II) به وسیله غشای درون پلیمری حاوی دی نونیل نفتالن سولفونیک اسید
بازیابی کبالت(II) به وسیله غشای درون پلیمری حاوی دی نونیل نفتالن سولفونیک اسید
چکیده
بازیابی کبالت (II) از محلول های آبی با استفاده از غشای درون پلیمری حاوی دی نونیل نفتالن سولفونیک اسید (DNNSA) به عنوان حامل، و نرم سازهای مختلف بررسی شد. مقدار حامل در غشا به عنوان یک پارامتر مهم در بازیابی یون کبالت مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفت و مقدار بهینه ی آن %15 وزنی به دست آمد. پس از بررسی میزان بازیابی کبالت (II) با غشاهای مختلف ساخته شده با 4 نرم ساز دی اکتیل آدیپات، دی اکتیل فتالات، تری اتیل فسفات، تری بوتیل فسفات، در مدت 8 ساعت، دی اکتیل آدیپات به عنوان مؤثرترین نرم ساز انتخاب شد. ساختار غشا با استفاده از طیف سنجی تبدیل فوریه ی زیرقرمز (FTIR) بررسی و نشان داده شد که اجزای غشا از طریق برهم کنش های غیرکووالانسی به هم می پیوندند. میزان بازیابی یون کبالت با افزایش سرعت هم زدن فازها تا 200 دور بر دقیقه، افزایش یافته و سپس به یک مقدار تقریباً ثابتی رسید. نتایج آزمایش های بررسی اثر pH در بازه ی 3 تا 5/7، مقدار بهینه ی pH فاز دهنده را برابر 5 به دست داد. هم چنین داده های سینتیکی با معادله ی سینتیکی درجه ی اول به خوبی برازش شدند.
بازیابی کبالت(II) به وسیله غشای درون پلیمری حاوی دی نونیل نفتالن سولفونیک اسید
چکیده
بازیابی کبالت (II) از محلول های آبی با استفاده از غشای درون پلیمری حاوی دی نونیل نفتالن سولفونیک اسید (DNNSA) به عنوان حامل، و نرم سازهای مختلف بررسی شد. مقدار حامل در غشا به عنوان یک پارامتر مهم در بازیابی یون کبالت مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفت و مقدار بهینه ی آن %15 وزنی به دست آمد. پس از بررسی میزان بازیابی کبالت (II) با غشاهای مختلف ساخته شده با 4 نرم ساز دی اکتیل آدیپات، دی اکتیل فتالات، تری اتیل فسفات، تری بوتیل فسفات، در مدت 8 ساعت، دی اکتیل آدیپات به عنوان مؤثرترین نرم ساز انتخاب شد. ساختار غشا با استفاده از طیف سنجی تبدیل فوریه ی زیرقرمز (FTIR) بررسی و نشان داده شد که اجزای غشا از طریق برهم کنش های غیرکووالانسی به هم می پیوندند. میزان بازیابی یون کبالت با افزایش سرعت هم زدن فازها تا 200 دور بر دقیقه، افزایش یافته و سپس به یک مقدار تقریباً ثابتی رسید. نتایج آزمایش های بررسی اثر pH در بازه ی 3 تا 5/7، مقدار بهینه ی pH فاز دهنده را برابر 5 به دست داد. هم چنین داده های سینتیکی با معادله ی سینتیکی درجه ی اول به خوبی برازش شدند.
بررسی جدایش پیرولوزیت از کلسیت به روش فلوتاسیون آنیونی
بررسی جدایش پیرولوزیت از کلسیت به روش فلوتاسیون آنیونی
چکیده
در تحقیقات قبلی قابلیت فلوتاسیون پیرولوزیت با استفاده از کلکتورهای مختلف مطالعه شده ولی امکان جدایش آن از کانی‌های گانگ چندان مورد توجه قرار نگرفته است. در تحقیق حاضر فلوتاسیون پیرولوزیت و کلسیت و امکان جدایش آنها از یکدیگر با استفاده از اسید اولئیک به عنوان یک کلکتور آنیونی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بازیابی فلوتاسیون پیرولوزیت دارای دو مقدار ماکزیمم در pHهای 5 و 9 است که اولی در اثر جذب فیزیکی اسید اولئیک و دومی در اثر جذب شیمیایی آن اتفاق می‌افتد. در حضور اسید اولئیک 4-10 مولار، حداکثر بازیابی فلوتاسیون پیرولوزیت 8/30 درصد بوده و در 9=pH حاصل میشود. بازیابی کلسیت در این شرایط 68 درصد است. با بررسی اثر ترکیبات مختلف در فلوتاسیون پیرولوزیت مشخص شد که سولفات مس مناسب‌ترین ترکیب برای فعال‌سازی سطح پیرولوزیت و بازداشت کلسیت است. با استفاده از اسید اولئیک 4-10 مولار و مصرف ppm1000 سولفات مس بیشترین مقدار بازیابی فلوتاسیون پیرولوزیت به 6/83 درصد در 8=pH افزایش می‌یابد. در حالیکه در این شرایط بازیابی کلسیت به حدود 38 درصد می‌رسد. اندازه‌گیری پتانسیل زتا نیز نشان داد که سولفات مس با افزایش پتانسیل زتای پیرولوزیت (کاهش بار منفی سطح) و کاهش نیروهای دافعه الکترواستاتیکی موجب تشدید جذب اسید اولئیک و در نتیجه افزایش بازیابی فلوتاسیون میشود. در فلوتاسیون نمونه کانسنگ در حضور سولفات مس، عیار MnO در کنسانتره از 1/19 به 7/22 درصد و بازیابی آن از 5/40 به 8/66 درصد افزایش یافت.
بررسی جدایش پیرولوزیت از کلسیت به روش فلوتاسیون آنیونی
چکیده
در تحقیقات قبلی قابلیت فلوتاسیون پیرولوزیت با استفاده از کلکتورهای مختلف مطالعه شده ولی امکان جدایش آن از کانی‌های گانگ چندان مورد توجه قرار نگرفته است. در تحقیق حاضر فلوتاسیون پیرولوزیت و کلسیت و امکان جدایش آنها از یکدیگر با استفاده از اسید اولئیک به عنوان یک کلکتور آنیونی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بازیابی فلوتاسیون پیرولوزیت دارای دو مقدار ماکزیمم در pHهای 5 و 9 است که اولی در اثر جذب فیزیکی اسید اولئیک و دومی در اثر جذب شیمیایی آن اتفاق می‌افتد. در حضور اسید اولئیک 4-10 مولار، حداکثر بازیابی فلوتاسیون پیرولوزیت 8/30 درصد بوده و در 9=pH حاصل میشود. بازیابی کلسیت در این شرایط 68 درصد است. با بررسی اثر ترکیبات مختلف در فلوتاسیون پیرولوزیت مشخص شد که سولفات مس مناسب‌ترین ترکیب برای فعال‌سازی سطح پیرولوزیت و بازداشت کلسیت است. با استفاده از اسید اولئیک 4-10 مولار و مصرف ppm1000 سولفات مس بیشترین مقدار بازیابی فلوتاسیون پیرولوزیت به 6/83 درصد در 8=pH افزایش می‌یابد. در حالیکه در این شرایط بازیابی کلسیت به حدود 38 درصد می‌رسد. اندازه‌گیری پتانسیل زتا نیز نشان داد که سولفات مس با افزایش پتانسیل زتای پیرولوزیت (کاهش بار منفی سطح) و کاهش نیروهای دافعه الکترواستاتیکی موجب تشدید جذب اسید اولئیک و در نتیجه افزایش بازیابی فلوتاسیون میشود. در فلوتاسیون نمونه کانسنگ در حضور سولفات مس، عیار MnO در کنسانتره از 1/19 به 7/22 درصد و بازیابی آن از 5/40 به 8/66 درصد افزایش یافت.
مطالعه تجربی فرآیند جذب دی اکسید کربن از هوا در بستر آکنده دوار
مطالعه تجربی فرآیند جذب دی اکسید کربن از هوا در بستر آکنده دوار
چکیده
در این مطالعه با ساخت بستر آکنده دوار، فرآیند جذب دی اکسید کربن از هوا مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا آزمایشات هیدرودینامیک جهت تحلیل الگوی جریان و افت فشار در دو حالت تک فازی و دو فازی انجام شده است و سپس آزمایشات جذب با استفاده از آب و محلولهای مونو اتانول آمین و دی اتانول آمین با درصدهای وزنی مختلف صورت گرفته است. نقش پارامترهایی نظیر سرعت چرخش روتور، نرخ جریان گاز و مایع، نوع و درصد وزنی محلول جاذب روی راندمان جذب بررسی شد و نتایج نشان داد که افزایش سرعت روتور موجب افزایش راندمان جذب می‌گردد. همچنین افزایش دبی مایع و غلظت محلول جاذب، راندمان جذب را افزایش داده و با افزایش شدت جریان گاز، راندمان جذب کاهش می‌یابد. نتایج مطالعه‌ی هیدرودینامیک نشان داد که افت فشار با افزایش نرخ جریان گاز و مایع، افزایش می‌یابد. از آزمایشات هیدرودینامیک جهت تعیین حداکثر جریانهای گاز و مایع برای آزمایشات جذب استفاده شده است.
مطالعه تجربی فرآیند جذب دی اکسید کربن از هوا در بستر آکنده دوار
چکیده
در این مطالعه با ساخت بستر آکنده دوار، فرآیند جذب دی اکسید کربن از هوا مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا آزمایشات هیدرودینامیک جهت تحلیل الگوی جریان و افت فشار در دو حالت تک فازی و دو فازی انجام شده است و سپس آزمایشات جذب با استفاده از آب و محلولهای مونو اتانول آمین و دی اتانول آمین با درصدهای وزنی مختلف صورت گرفته است. نقش پارامترهایی نظیر سرعت چرخش روتور، نرخ جریان گاز و مایع، نوع و درصد وزنی محلول جاذب روی راندمان جذب بررسی شد و نتایج نشان داد که افزایش سرعت روتور موجب افزایش راندمان جذب می‌گردد. همچنین افزایش دبی مایع و غلظت محلول جاذب، راندمان جذب را افزایش داده و با افزایش شدت جریان گاز، راندمان جذب کاهش می‌یابد. نتایج مطالعه‌ی هیدرودینامیک نشان داد که افت فشار با افزایش نرخ جریان گاز و مایع، افزایش می‌یابد. از آزمایشات هیدرودینامیک جهت تعیین حداکثر جریانهای گاز و مایع برای آزمایشات جذب استفاده شده است.
استفاده از پسماند سویا به عنوان جاذب رنگ اسید اورانژ 7 از محلول آبی
استفاده از پسماند سویا به عنوان جاذب رنگ اسید اورانژ 7 از محلول آبی
چکیده
در این تحقیق از پسماند لیگنوسلولزی سویا برای جذب رنگ اسیداورانژ 7 بررسی شده است. ابتدا، اثر غلظت رنگ اسیداورانژ 7، pH، دما و زمان تماس بر مقدار جذب بررسی شد و سپس تبعیت ایزوترم جذب از مدل‌های لانگمویر و فروندلیچ مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که کارایی جذب به مقدار زیادی به pH محلول و به مقدار کمتری به دمای محلول وابسته است. سرعت جذب رنگ اسیداورانژ 7 با پسماند سویا سریع است و جذب در مدت زمان کمی کامل میشود. نتایج بررسی ایزوترم جذب نشان داد که هر دو مدل برای توصیف جذب رنگ اسید اورانژ 7 با سویا مناسب هستند. حداکثر ظرفیت جذب رنگ اسید اورانژ 7 توسط پسماندهای سویا برابر با 17/54 میلی‌گرم بر گرم محاسبه شد که از برخی از جاذب‌های ارزان مطالعه شده بیشتر و از برخی دیگر مانند پسماند لیگنوسلولزی کلزا کمتر است.
استفاده از پسماند سویا به عنوان جاذب رنگ اسید اورانژ 7 از محلول آبی
چکیده
در این تحقیق از پسماند لیگنوسلولزی سویا برای جذب رنگ اسیداورانژ 7 بررسی شده است. ابتدا، اثر غلظت رنگ اسیداورانژ 7، pH، دما و زمان تماس بر مقدار جذب بررسی شد و سپس تبعیت ایزوترم جذب از مدل‌های لانگمویر و فروندلیچ مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که کارایی جذب به مقدار زیادی به pH محلول و به مقدار کمتری به دمای محلول وابسته است. سرعت جذب رنگ اسیداورانژ 7 با پسماند سویا سریع است و جذب در مدت زمان کمی کامل میشود. نتایج بررسی ایزوترم جذب نشان داد که هر دو مدل برای توصیف جذب رنگ اسید اورانژ 7 با سویا مناسب هستند. حداکثر ظرفیت جذب رنگ اسید اورانژ 7 توسط پسماندهای سویا برابر با 17/54 میلی‌گرم بر گرم محاسبه شد که از برخی از جاذب‌های ارزان مطالعه شده بیشتر و از برخی دیگر مانند پسماند لیگنوسلولزی کلزا کمتر است.
بررسی سینتیکی جداسازی زیستی مس از محلول سولفات مس به شکل نانوذرات سولفید مس
بررسی سینتیکی جداسازی زیستی مس از محلول سولفات مس به شکل نانوذرات سولفید مس
چکیده
اخیرا ثابت شده است که قارچ Fusarium oxysporum توانایی دارد تا نانوذرات فلزی را از طریق ترشح پروتئینهای خاص به داخل محیط رشد خود، تولید کند. بنابراین، به منظور درک بیشتر چگونگی رشد و تولید پروتئین و همچنین فرایند بیوسنتز نانوذرات توسط این میکروارگانیسم، کشت آن انجام و سینتیک رشد سلول، مصرف پیش ماده و تولید پروتئین، به ترتیب با استفاده از معادلات لگاریتمی و Luedeking-Piret مدلسازی شد. همچنین، انطباق این مدلها بر داده های آزمایشگاهی بررسی و نتایج آماری آن ارایه گردید. درنهایت، دادههای حاصل از بیوسنتز نانوذرات سولفید مس ارایه شده و مکانیسم و سینتیک تولید آنها بررسی شد.
بررسی سینتیکی جداسازی زیستی مس از محلول سولفات مس به شکل نانوذرات سولفید مس
چکیده
اخیرا ثابت شده است که قارچ Fusarium oxysporum توانایی دارد تا نانوذرات فلزی را از طریق ترشح پروتئینهای خاص به داخل محیط رشد خود، تولید کند. بنابراین، به منظور درک بیشتر چگونگی رشد و تولید پروتئین و همچنین فرایند بیوسنتز نانوذرات توسط این میکروارگانیسم، کشت آن انجام و سینتیک رشد سلول، مصرف پیش ماده و تولید پروتئین، به ترتیب با استفاده از معادلات لگاریتمی و Luedeking-Piret مدلسازی شد. همچنین، انطباق این مدلها بر داده های آزمایشگاهی بررسی و نتایج آماری آن ارایه گردید. درنهایت، دادههای حاصل از بیوسنتز نانوذرات سولفید مس ارایه شده و مکانیسم و سینتیک تولید آنها بررسی شد.
Similar threads
Similar threads
-
روش نوین سنتز کاتالیست فرایند تولید دی متیل اتر- شروع شده توسط P O U R I A
- پاسخ ها: 0
-
شيرين سازي گاز + اصلاح و بهینه سازی فرایند استخراج کیتین- شروع شده توسط شیمی امیدیه
- پاسخ ها: 0
-
-
-
افزایش ظرفیت خطوط لوله به وسیله فرایند لوپ کردن شبکه
- شروع شده توسط bera
- پاسخ ها: 1