نوشته شده توسط : مدیر سایت
دانشگاه آزاد اسلامی
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
چکیده:
تعیین مشخصه های جریان داخل یک بستر فشرده، به تشریح کامل مشخصه های هندسی حفره و پدیده های جریان در سطح موضعی نیاز دارد. برای تشریح پدیده های جریان در بسترهای فشرده استحکام نیافته، یک مدل شبکه ای دوبعدی (2-D) مورد بررسی قرار گرفته است. این مدل شبکه ای متشکل از دو نوع مولفه متفاوت است: «حفره های به صورت کره» و «مجراهای به صورت استوانه».
توزیع اندازه مولفه های شبکه با در نظر گرفتن یک مدل هندسی که از تخلخل و قطر متوسط ذره به عنوان داده های ورودی استفاده می کند، به دست می آید. براساس این مدل شبکه ای، یک شبیه ساز جریان معرفی می شود. نتایج نشان می دهد از آنجا که اثرات اینرسی، ناشی از اتصالات میان شیارها (کانال ها) و حفره ها می باشند، این شبیه ساز قادر است جریان تک فاز در تمام حالات ممکن جریان، از آرام تا متلاطم را تشریح کند. همچنین نتایج نشان می دهند که توافق خوبی میان مقادیر پیش بینی شده مدل شبکه ای و داده های تجربی ذکر شده در مقالات وجود دارد.
مقدمه:
پدیده های انتقال و جریان در سطوح بسیار متنوع علوم و مهندسی مشاهده می شوند. فرایندهای بسیاری در صنایع مواد شیمیایی نظیر: جذب سطحی، تبادل یون، واکنشگرهای (راکتورهای) کاتالیزوری و شیمیایی، شامل یک بستر فشرده یا براساس آن هستند و معمولا در بردارنده جریان سیالات از درون یک محیط متخلخل می باشند. برای طراحی و عملکرد عملیاتی بهتر این واحدها، به درک عمیقی از مکانیزم های کنترل کننده پدیده های انتقال درون محیط های متخلخل نیاز است. در میان جنبه های مختلفی که باید در نظر گرفته شوند، تاثیر ساختار فضای خالی، از مهمترین موارد است.
تحولات اخیر در قدرت کامپیوترها و تکنیک های جدید تعیین مشخصه، استفاده از ساختار واقعی محیط متخلخل جهت مدلسازی پدیده انتقال را ممکن ساخته است. زمانی که مدل های شبکه ای به کار گرفته می شود استراتژی متفاوتی در نظر گرفته می شود. هدف اصلی این است که ساختار موضعی محیط متخلخل به کمک مجموعه ای از مولفه ها به شکل هندسی (نظیر کره، استوانه یا لوله انشعابی) نمایش داده شود تا به سادگی رفتار هیدرودینامیکی آنها توصیف شود. نوع مولفه های به کار رفته ممکن است به هندسه ذره، مشخصه های محیط متخلخل، نحوه ساخت بستر فشرده و دیگر اطلاعات تجربی و نظری مربوطه بستگی داشته باشد. هدف مدلسازی و امکان حل معادلات مدل به صورت تحلیلی یا به کمک کامپیوتر نیز در انتخاب نوع مولفه ها اهمیت دارند. این مدلها کوشش دارند میان توصیف دقیق فضای خالی درون محیط های متخلخل و تلاش لازم برای حل معادلات موازنه، توازن برقرار کنند.
فصل اول
کلیات
پیش بینی متغیرهای فرآیند، از جمله افت نهایی فشار و نرخ (سرعت) نهایی جریان، اغلب مبتنی بر انطباق های نیمه تجربی با ثابتهایی است که می بایست با داده های آزمایشگاهی مطابقت داده شوند. بالاخص معادله ارگان (Ergun) به انطباقی استاندارد تبدیل شده است؛ ولی مثال های دیگر شامل معادله کوزنی (Kozeny) برای جریان آرام صحیح است و معادله فورشیمر (Forcheimer) که در مدل بستر فشرده، فشار نسبت به جریان به صورت خطی تغییر نمی کند، برای جریان غیرخطی صحیح است. در مجموع تعمیم این انطباق ها به موقعیت های مختلف امکان پذیر نیست؛ چرا که براساس داده های تجربی هستند که برای سیستم های خاصی به دست آمده اند. همچنین مطالعه پدیده های انتقال از جمله جریان چند فازی امکان پذیر نیست چرا که در مورد ساختار موضعی اطلاعاتی در نظر گرفته نمی شود. در نظر گرفتن ساختار موضعی در عین اینکه باعث پیچیدگی ریاضیاتی این مدل می شود، باعث بالا رفتن کیفیت و کارائی مدل هم می شود. به خاطر ساختار اتفاقی و بسیار پیچیده بسیاری از بسترهای فشرده، مدل تقریبی ساده ای از ساختار حفره ها باید مورد بررسی قرار گیرد که این مدل باید بتواند مشخصه های اصلی انباشتگی را در قالبی که از لحاظ ریاضی قابل استفاده باشد، حفظ کند.
رویکردهای مختلفی جهت مدلسازی ساختار فضای متخلخل یک بستر فشرده یا یک محیط متخلخل، با سطح پیچیدگی مختلف با استفاده از انواع اطلاعات تجربی، پیشنهاد شده اند. یک نوع از این مدل ها با تعریف نمودن سلول های اولیه – جهت بیان ساختار موضعی بستر فشرده – جریان اطراف ذرات محیط متخلخل را تشریح می کند. در ابتدا این مدل ها فرض کردند که هر ذره منفرد یک سلول را تشکیل می دهد به این صورت که حضور و تاثیر ذرات کناری از طریق عبارات تصحیحی و شرایط خاص مرزی، به حساب آورده می شود. بعدها جریان نیز با فرض ساختارهایی ساده برای بستر فشرده، مدلسازی شد. بخصوص برای فشرده سازی های منظم متشکل از کره و استوانه، به دست آوردن عبارت تحلیلی برای تشریح جریان داخل بستر فشرده، امکان پذیر است. برای بسترهای فشرده نامنظم و دیگر محیط های متخلخل، می توان برای تشریح میدان جریان از تکنیک های میانگین سازی حجم، استفاده کرد. معمولا این رویکردها در مورد جریان خطی (با مقادیر پایین عدد رینولدز)، مقادیر تخلخل بالا و زمانی که یک مدل ساده شده در محیط های متخلخل در نظر گرفته شده، قابل اعمال هستند.
برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.
چکیده:
روغن ها ی روانکارکاربرد وسیعی برای کاهش اصطکاک وفرسایش بوسیله دخالت یک فیلمی از مواد بین سطح مالش دهنده روغن کاری را دارند. معمولاً روغن های روانکارشامل دو ماده هستند که هم روغن پایه وهم ماده افزودنی شیمیایی دارند. با افزودن مواد افزودنی شیمیایی خاص، خواص روغن روانکار بالا برده می شود و سرعت تغییرات نامطلوب اتفاق افتاده در خلال عملیات کاهش می یابد. در نتیجه، دفع نادرست روغن کارکرده می تواند تهدیدی برای سلامت انسان ها ومحیط باشد.
با این وجود روغن روانکارکارکرده تبخیر نمی شود وکمتر از بین می روند. بنابراین نیاز است که قبل از اینکه انها به محیط تخلیه شوند یک تصیفه مناسب انجام شود. اخیراً یک افزایش تمایل برای کاربرد فرآیند تصفیه مجدد روغن های روانکارکارکرده بعنوان پایه تصفیه مجدد درسراسر جهان پیدا شده است.
فرایند تصفیه مجدد روغن های روانکارکارکرده بوسیله تماس روغن کارکرده در یک برج استخراج همراه یک هیدروکربن سبک بعنوان حلال برای مثال پروپان انجام می گیرد که حاصل ان یک ماده اکستراکت ورافینت می باشد. حلال ازاکستراکت ورافینت دفع می شود
و بازیافت می گردد و هیدرو کربنهای نامطلوب ازروغن پایه جدا می شود.
موضوع عمده دراین مطالعه مدل و شبیه سازی یک روغن کارکرده درفرآیند تصفیه مجدد بوسیله قرارداد فرایند شبیه سازی می باشد. یک مدل فرآیند که با نتایج آزمایشگاهی توسعه می یابد تطبیق داده می شود وبعداً یک مقیاس صنعتی ازمدل فرآیند تصفیه مجدد ساخته می شود.
این مدل شبیه ساز با موفقیت هدف واقعی برای فرآیند تصفیه مجدد را ارائه می دهند و می تواند بعنوان یک پایه مطالعاتی برای مقیاس صنعتی فرآیند تصفیه مجدد بکار برده شود.
نهایتاً مرکز و تمرکز این مطالعه و موضوع روز میزان آنالیز حساسیت هست که برای بهینه شرایط عملیاتی برای سیستم تبخیر حلال در فرایند تصفیه مجدد روشن می سازد.
مقدمه:
مقدمه ای بر روانکاری و روانکارها
1- روانکاوی
روانکاری علم تسهیل حرکت نسبی سطوح در تماس با یکدیگر است. این علم به عنوان یکی از رشته های بسیار مهم در علم مهندسی شناخته می شود، به طور ی که موفقیت بسیاری از طرح های صنعتی در گرو آگاهی از این دانش فنی خواهد بود. امروزه توسعه صنعت روانکار یک بخش مهم از توسعه صنایع ماشینی و صنایع مربوط به آن شده است. علاوه بر این، با مطرح شدن بحث های جدیدی چون بهینه سازی مصرف و حفظ منابع تجدیدناپذیر و همچنین رعایت الزامات زیست محیطی، مطالعه بر روی روانکارها جایگاه خاصی را پیدا کرده است. برای جلوگیری از فرسایش و از کارافتادگی زودرس ماشین آلات صنعتی و همچنین دسترسی به بیشترین بازده مکانیکی در حداقل زمان برنامه روانکاری مناسب جزء مهمترین شرایط مورد نیاز خواهد بود. در قرن حاضر برنامه روانکاری مناسب، یک برنامه روانکاری پایدار است که شاید با کمی تعاریف روانکاری قدیمی متفاوت باشد.
نوع روانکار، مقدار زمان و مکان مناسب، چهار عامل مهم در عمل روانکاری هستند که امروزه برای یک روانکاری موفق علاوه بر آن ها باید هزینه های نگهداری، تعمیرات، عملیات (هزینه سوخت، استهلاک، و رعایت قوانین و الزامات زیست محیطی را نیز در نظر گرفت. آمار نشان می دهد تنها با یک افزایش 1 یا 2 درصدی در هزینه برای یک روانکاری بهتر می توان حدود 15% از هزینه های اضافی یک خودرو را کاهش داد. ضمن اینکه استفاده از یک روانکار مناسب فاصله زمانی تعویض روغن برای یک خودرو را زیاد می کند که این مسئله به حفظ محیط زیست و در نهایت حفظ منابع تجدید ناپذیر نیز کمک می کند و لذا این مسئله خود بیانگر اهمیت دانش فنی روانکارهاست.
به طور کلی به لایه های گاز، مایع و یا جامد که میان دو سطح قرار می گیرد و یک نواختی حرکات یک سطح بر روی دی گری را بهبود می بخشند و از ایجاد آسیب بر روی سطوح جلوگیری می کنند، روانکار گویند.
روانکارها کاربردهای بسیار مهمی در موتورهای احتراق داخلی، وسایل نقلیه، چرخدنده های صنعتی، کمیرسورها، توربین ها سیستم های هیدرولیک و… دارند. 90% از روانکارهای مصرفی را روغن های روانکار تشکیل می دهند که در بین آن ها روغن های خودرو بیشترین مصرف را دارند. در حال حاضر بیش از 1700 تولید کننده روانکار در سراسر جهان وجود دارند که حدود 200 شرکت به صورت جانبی و در کنار تولیدات دیگر، تولید می کنند و حدود 1500 شرکت به طور اختصاصی به تولید روانکار پرداخته اند. بیش از 60% از روانکارهای مصرفی در سراسر دنیا توسط این شرکت تولید می شود. در جدول 1-1 نام 16 شرکت از بزرگترین روانکارها در دنیا و در جدول 2-1 نیز نام بزرگترین تولید کنندگان روانکارهای صنعتی آمده است.
برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.
چکیده
اسیدفسفریک صنعتی تولید شده با روش تر (Wet – Process) که محصول واکنش سنگ معدن فسفات و اسیدسولفوریک است، به منظور خالص سازی و به دست آوردن اسیدفسفریک در درجه های خوراکی و دارویی و… به وسیله سرمایش مستقیم کریستاله شد.
بررسی های انجام شده به وسیله آزمایش نشان داد که کریستالیزاسیون مستقیم به دلیل افزایش شدید ویسکوزیته در دماهای پایین تر از (-20 درجه سانتی گراد) امکان پذیر نیست. همچنین آزمایشات نشان داد که ناخالصی های موجود در اسیدفسفریک صنعتی مانند کلسیم، منیزیم، آهن و آلومینیوم که از طریق سنگ معدن فسفات و اسیدفسفریک وارد محصول می شوند، مقاومت اسید را برای رسیدن به ناحیه فوق اشباع و کریستالیزاسیون به شدت افزایش می دهند و اسید در دماهای پایین به توده ای سخت و منجمد تبدیل می شود.
برای جلوگیری از این امر قبل از اینکه پدیده توده ای شدن اتفاق بیفتد در دمای 15- درجه سانتی گراد از دانه های اسیدفسفریک (Seeds) استفاده می کنیم. در این صورت فوق اشباعی صرفاً در جهت رشد دانه ها مصرف می شود و از هسته زائی اولیه (Primery nucleation) که عاملی مهم در افزایش ویسکوزیته است جلوگیری می شود. برای کاهش ویسکوزیته در حین سرمایش از محلول های بی اثر مانند آب مقطر و اسیدسولفوریک استفاده شد.
در انتها نیز کریستالیزوری برای تولید یک تن اسیدسولفوریک در روز به همراه سیستم سرمایش آن با استفاده از داده های به دست آمده طراحی شده است.
فصل اول
خصوصیات فیزیکی و شیمیایی اسیدفسفریک
1-1- اسیدفسفریک
1-1-1- خصوصیات
خصوصیات فیزیکی: اسیدفسفریک به صورت بدون آب و خالص H3PO4 با mp = 42/35 ‘C و Mw =98 و p =1/88 g/cm3 به فرم کریستالهای بی رنگ و قابل حل در آب می باشد. اسیدفسفریک آبدار با فرمول H3PO4.1/2H2O نیز شناخته شده است. شکل 1-1 دیاگرام فازی H3PO+H2O را نشان می دهد.
اسیدفسفریک به طور نامحدود در آب قابل حل می باشد. این ماده در سه غلظت استاندارد در دسترس می باشد:
75% H3PO4 With 54.3% P2O5 , mp=-20 0C
80% H3PO4 With 58.0% P2O5 , mp=0 0C
85% H3PO4 With 61.6% P2O5 , mp=21 0C
اسید 85% (p=1.687g/cm3) شربتی مانند است، دارای ویسکوزیته بالایی می باشد و در شرایط سرمای زیاد (super cool) نگهداری می شود. اسید بی آب را می توان از اسید 85% با تبخیر در دمای 80 درجه سانتیگراد به دست آورد.
جدول (1-2) و (3-1) نیز تغییرات دانسیته اسیدفسفریک را در غلظت های مختلف و در محدوده دمایی 40 – 10 درجه سانتیگراد نشان می دهند.
جدول (4-1) و (5-1) ظرفیت گرمایی اسیدفسفریک را در دماها و غلظت های مختلف نشان می دهند.
سایر خصوصیات فیزیکی اسیدفسفریک نظیر گرمای تشکیل و ذوب اسیدفسفریک، فشار بخار محلول های اسیدفسفریک، نقطه جوش و انجماد و گرمای رقیق سازی در شکل ها و جداول زیر نشان داده شده است.
برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.
چکیده
هزینه بخش جداساز ی، سه م عمد ه ای از مجموع هزین ه های یک واحد شیمیایی را به خود اختصاص می دهد.
بنابراین تعیین مناسبترین نوع و روش جداسازی و انتخاب بهینه توالی سیستم های جداسازی اجزاء و همچنین تعیین پارامترهای مؤثر در انتخاب روش و مزایای هر روش می تواند در کاهش هزین ه ها نقش مؤثری داشته باش د. لذا با توجه به اینکه سه روش متداول در جداسازی بخش سرد واحد الفین استفاده می شود. میتوان با مقایسه آنها پارامترهای مؤثر در انتخاب روش و مزایا و معایب هر یک را یافت، این کار بجای انجام محاسبات سخت و پیچیده تعیین قیمت واقعی می تواند برای یافتن سریع یک توالی برای جداسازی بخش سرد الفین استفاده شود. به این منظور در این پروژه با شبیه ساز ی توالی Front-End-Demethanizer و طراحی توالی Front- End-Deethanizer برای بخش سرد واحد الفین پترو شیمی اراک (دو نوع از روش های متداول جداسازی بخش سرد برای یک خوراک و رودی) و مقایسه آنها با هم، توالی بهتر معین میشود و عوامل موثر در انتخاب این توالی بررسی میشود.
مقدمه:
با توجه به اصول طراحی فرآیند صنعتی، خوراک ورودی به واحد پس از عبور از مرحله واکنش وارد بخ ش جداسازی می شود. بخش جداسازی هر واحد صنعتی سهم عمده ای از مجموع هزینه های یک واحد شیمیایی را به خود اختصاص میدهد. بنابراین طراحی بهینه این بخش هم از نظر امنیت طرح و هم از نظر اقتصادی بسیار حائز اهمیت میباشد.
در شروع طراحی سیستم جداسازی، این سؤال در ذهن ایجاد میشود که از چه روش جداسازی جهت رسیدن به محصولات مطلوب استفاده شود به نحوی که طراحی ما به سمت یک طراحی بهینه سوق نماید.
معمولا جداسازی به روش تقطیر معمولی به لحاظ سابقه و هزینه بعنوان برترین انتخاب مطرح میشود. مگر در شرایط خاص که جداسازی توسط تقطیر بدلیل خصوصیات فیزیکی مواد مورد نظر غیر ممکن یا مقرون به صرفه نیست (نظیر مواد نزدیک جوش یا آزئوتروپیک). در صورت انتخاب تقطیر به عنوان روش جداسازی، تنها سؤال باقی مانده یافتن توالی بهینه برجهای تقطیر است. هدف اصلی پروژه یافتن توالی بهینه برجهای تقطیر بخش سرد واحد اولفین می باشد.
اساسی ترین راه برای انتخاب بهترین توالی برجها، برآورد کامل هزینه برای تمام گزینه های محتمل می باشد. اما تعداد زیاد توالی های قابل اجرا این کار را بصورت امری دشوار طولانی و پرهزینه در می آورد. بنابراین تعیین پارامترهای موثر در انتخاب توالی مناسب برای بخش سرد واحد الفین گزینه های محتمل را کم می کند و سریعتر به توالی بهینه می رسیم.
کلیه مطالعات و فعالیتهای انجام شده در این پروژه در قالب چهار فصل جداگانه به شرح زیر جهت استفاده علاقمندان ارائه شده است.
در فصل اول این پایان نامه علاوه بر توضیحات مقدماتی در مورد صنعت پتروشیمی، اهمیت آن و مجتمع های پتروشیمی در ایران و واحد الفین مطالبی ارائه می شود.
در فصل دوم در مورد تعداد گزینه های محتمل جداسازی در شرایط متفاوت (استفاده از برج ساده یا پیچیده یا ترکیبی از هر دو) بحث می شود و بعضی روشهای ارائه شده جهت سنتز توالی های برج تقطیر همراه با نقاط قوت و ضعف هر کدام از آنها ارائه می شود.
در فصل سوم انواع توالیهای مورد استفاده در بخش سرد واحد الفین و نحوه شبیه سازی و طراحی بحث می شود و نحوه محاسبه هزینه برجها آورده شده است.
در فصل چهارم در دو بخش یکبار شبیه سازی توالی Front-End-Demethanizer را با طراحی شرکت TPL و سپس شبیه سازی فوق را با طراحی توالی Front-End-Deethanizer مقایسه می کنیم و در پایان نتایج را ارائه می دهیم.
فصل اول
صنعت پتروشیمی و واحد الفین
1-1- پتروشیمی
پتروشیمی صنعتی است که از مواد اولیه هیدروکربنی، مواد گوناگون مورد نیاز زندگی امروز فراهم می سازد و در واقع در این صنعت با اعمال یکسری فعل و انفعالات شیمیایی، از هیدروکربن های نفتی فرآورده های با ارزش افزوده ای معادل ده ها برابر ارزش مواد اولیه آن (نفت خام و گاز) تولید می شود. تولیدات صنعت پتروشیمی به عنوان یک صنعت مادر تأمین کننده بسیاری از مواد اولیه و مصرفی مورد نیاز تعداد قابل توجهی از صنایع است. وجود منابع وسیع هیدروکربن ها (نفت و گاز) به عنوان مواد اولیه مورد نیاز این صنعت در ایران، کشور ما را از این جهت در وضعیت بسیار مناسبی قرار داده است.
عواملی که باعث شده صنعت پتروشیمی از اهمیت زیادی برخوردار گردد به شرح زیر است:
1- وفور و ارزانی مواد اولیه.
2- تنوع فرآورده های پتروشیمی و نیاز جوامع بشری.
3- ارزش افزوده بالای محصولات پتروشیمی.
4- قابلیت جایگزینی فرآورده های پتروشیمی با فرآورده های طبیعی در ابعاد مختلف.
5- تنوع در روش ساخت یک محصول پتروشیمی با استفاده از مواداولیه متفاوت.
6- امکان تولید انبوه و سریع محصولات پتروشیمی.
در حالت کلی محصولات پتروشیمی از نظر تولیدات به سه دسته تقسیم می شوند:
1- محصولات اصلی یا پایه: این محصولات از مواد اولیه نفت و گاز به دست می آید و پایه و اساس محصولات میانی را تشکیل می دهند. مانند: اتیلن.
2- محصولات میانی: محصولاتی هستند که محصولات پایه مواد اولیه آنها می باشند و با عنوان مواد اولیه تولید محصولات نهایی بکار می روند. مانند پلی کلرید و نیپل.
3- محصولات نهایی: محصولاتی هستند که مستقیمًا در زندگی روزمره وارد می شوند و بکار می روند مانند کودهای شیمایی، پلاستیک ها.
فرآورده های این صنعت می تواند در صنایع پایین دستی به ویژه صنایع زیر مورد استفاده قرار گیرند:
1- کشاورزی : کودهای شیمیایی و سیستم های آبیاری
2- صنایع غذایی: حلال ها، اسیدها
3- صنایع پلاستیک : انواع پلاستیک ها
4- صنایع نساجی: مواد میانی جهت تولید الیافت مصنوعی
5- صنایع بسته بندی: انواع پلاستیک ها
6- صنایع رنگسازی: حلال ها و پلیمرها
7- صنایع لوازم خانگی: انواع پلاستیک ها
8- صنایع لاستیک سازی: لاستیک های مصنوعی
9- نایع شیشه سازی: کربنات سدیم
10- صنایع مواد شوینده: الکیل بنزن خطی، دودسیل بنزن و پلی فسفات سدیم
11- صنایع مصالح ساختمان: انواع پلاستیک ها
12- صنایع کابلسازی: انواع پلاستیک ها.
برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.
چکیده
خشک کردن پاششی به عنوان گزینه ای مناسب برای خشک کردن پروبیوتیک ها و تبدیل آنها به محصول پودری شکل جامد پیشنهاد شده است. هر چند دماهای بالا باعث کاهش رطوبت محصول و در نتیجه پایداری و ماندگاری بیشتر آن خواهند شد، اما از طرفی این امر به کاهش درصد زنده ماندن باکتری ها نیز منجر می شود.
هدف از این تحقیق، تعیین شرایط بهینه ای برای خشک کردن پاششی سوسپانسیون Bifidobacterium bifidum است. به این منظور سوسپانسیون هایی حاوی پودر آب پنیر، سوکروز، عصاره ذرت و مالتودکسترین تهیه و پس از استرلیزاسیون، 1664 B.bifidum PTCC به آن تلقیح شده و به مدت 48 ساعت در انکوباتور 37 درجه سانتیگراد و در شرایط بی هوازی قرار گرفت؛ سپس توسط خشک کن پاششی مدل (Buchi, Flawil, Switzerland) Buchi B-191، و تحت شرایط از پیش تعیین شده برای هر آزمایش خشک شد.
روش پاسخ سطحی یا Response Surface Methodology(RSM برای طراحی و تحلیل آزمایشات، مدلسازی فرآیند و بهینه سازی مورداستفاده قرار گرفت. فاکتورها ی اصلی دمای هوای ورودی، فشار هوا و مقدار مالتودکسترین مورد استفاده در سوسپانسیون در نظر گرفته شدند و درصد زنده ماندن B.bifidum و رطوبت پودر حاصله به عنوان پاسخهای موردنظر به منظور بهینه سازی انتخاب شدند.
از نقطه نظر آماری، در شرایط بهینه برای رسیدن به حداکثر درصد زنده ماندن و حداقل مقدار رطوبت در پودر محصول، مقادیر فاکتورهای اصلی به صورت زیر گزارش شدند:
.15/00gr = 4/00 ؛ مقدار مالتودکسترین bar = 103/15° ؛ فشار هوا C = دمای هوای ورودی
براساس مدل های پیش بینی شده برای پاسخها، دمای هوای ورودی موثرترین فاکتور بر هر دو پاسخ می باشد. همچنین می توان گفت رطوبت پودر محصول پس از دما بیشتر به مقدار مالتودکسترین بستگی دارد تا به فشار، اما در مورد درصد زنده ماندن فشار عامل موثرتری نسبت به مالتودکسترین می باشد.
مقدمه
پروبیوتیکها، باکتریهای زنده ای هستند که به عنوان مکملهای غذایی-دارویی به کار می روند و با تنظیم تعادل میکروبی روده، اثرات مفیدی بر سلامت میزبان خود میگذارند؛ به همین دلیل تولید و مصرف آنها در طی دو دهه اخیر افزایش زیادی یافته است.
گونه پروبیوتیکی مورد بررسی در این تحقیق 1644 B.bifidum PTCC می باشد. معمولا تولید غذاهای پروبیوتیکی محتوی B.bifidum در سطح 106–107 CFU به ازای هر گرم یا هر میلی لیتر توصیه می شود. اخیرا تکنولوژی خشک کردن پاششی به منظور تولید پودر پروبیوتیک پیشنهاد شده است. این روش به علت مزایای زیادی که نسبت به روش خشک کردن انجمادی دارد، می تواند به عنوان جایگزین مناسبی برای آن به کار رود. از طرفی بکارگیری دماهای مورد نیاز برای تولید پودری با محتوای رطوبت حدود 4% که پایداری و ماندگاری آنرا تضمین می کند، منجر به کاهش درصد زنده ماندن پروبیوتیک می شود. به نظر می رسد حساسیت ذاتی این گونه نسبت به استرس های ناشی از خشک کردن پاششی امری غیر قابل اجتناب باشد، اما لازم است تا با تعیین مناسب ترین شرایط، این تاثیرات نامطلوب را به حداقل رساند. متاسفانه اطلاعات در زمینه بهینه سازی شرایط خشک کردن پاششی گونه B.bifidum بسیار ناچیز است. در این تحقیق سعی شده است تا با وجود محدودیت های پیش رو، بهینه سازی سه فاکتور از مهم تری ن فاکتورهای موثر بر خشک کردن پاششی گونه B.bifidum با هدف تولید پودری با کیفیت بالا، حداکثر سولهای پروبیوتیک زنده و حداقل رطوبت انجام شود. همچنین میزان تاثیر هر یک از این سه پارامترها بر درصد زنده ماندن B.bifidum در پی خشک کردن پاششی و رطوبت پودر محصول مورد ارزیابی قرار گرفت.
فصل اول
روش های خشک کردن و دسته بندی انواع خشک کن ها
1-1- مقدمه
در بین کلیه واحدهای صنعتی شاید بتوان گفت که عملیات خشک کردن بیشترین کاربرد را داشته باشد؛ زیرا که در اکثر مراحل تولید لااقل یک مرحله خشک کردن به چشم می خور د. اگر بخواهیم تعریف جامعی از خشک کردن داشته باشیم باید گفت خشک کردن گرفتن رطوبت مواد تا رسیدن به یک محصول جامد است که به طرق مختلفی مانند حرارت دادن و تبخیر کردن آب درون مواد، کار مکانیکی یعنی فشرده کردن مواد و خارج کردن آب درون آن، جذب آب از درون مواد از طریق مواد شیمیایی جاذب الرطوبه, انجماد آب درون مواد و تصعید آن می تواند صورت گیرد که مهمترین آنها تبخیر رطوبت از طریق حرارت دهی می باشد که بیشتر مد نظر است. در این تحقیق نیز خشک کردن از طریق تبخیر صورت می گیرد و گاز داغ مورد استفاده در خشک کن هوا می باشد.
2-1- روش های خشک کردن
تعداد بسیار متنوع موادی که لازم است خشک شوند از نظر خواص شیمیایی و فیزیکی با هم کاملاً متفاوتند و همچنین طرق مختلف حرارت دهی برای فرآیند خشک کردن وجود دارد بنابراین بسیار مشکل است که بتوان همه روشهای ممکن برای خشک کردن را دسته بندی کرد. تعدادی از روشهای معمول خشک کردن که در صنایع به کار می رود را می توان به صورت زیر دسته بندی کرد:
1-2-1- خشک کردن از طریق جابجایی
در این روش حرارت محسوس محیط گازی از طریق انتقال حرارت جابه جایی به سطح ماده تر داده می شود. عامل خشک کننده (هوا) از روی ماده تر یا از درون آن عبور داده می شود تا رطوبت ماده را تبخیر کند. برای صرفه جویی در انرژی مقداری از هوای خروجی به سیستم برگشت داده می شود. معمولاً از هوای داغ به عنوان عامل خشک کردن استفاده می شود ولی از مواد دیگری مانند گازهای خروجی از دستگاهها یا بخار داغ و … نیز می توان به عنوان خشک کننده استفاده کرد. برای خشک کردن مواد قابل انفجار یا مواد اشباع از حلالهای آلی، از گاز بی اثری مانند نیتروژن یا مخلوط نیتروژن – بخار آب به عنوان عامل خشک کردن در یک سیستم کاملاً بسته استفاده می شود. در چنین سیستمی رطوبت تبخیر شده از طریق میعان از سیستم جدا می شود.
1-2-2- خشک کردن هدایتی
در این روش, حرارت لازم به طریق هدایتی از یک سطح داغ سوز ی، صفحه ای استوانه ای یا دیواره خشک کن تأمین می شود. در این روش خشک کردن مقدار انتقال حرارت به بدنه مواد، نه فقط به هدایت حرارتی سطح داغ بلکه همچنین به ضریب حرارت بین منبع گرم کننده و سطح داغ بستگی دارد.
منبع گرم کننده سطح داغ معمولاً بخار داغ، مایعات آلی، فلزات گداخته یا ذوب شده یا حاملهای دیگر انرژی اند که ضریب انتقال حرارت بالایی دارند. از آنجایی که همه حرا رت لازم برای تبخیر رطوبت ماده از میان لایه های مواد عبور می کند، راندمان حرارتی این روش خشک کردن بیشتر از راندمان روش جابه جایی است زیرا در روش جابه جایی بیشتر حرارت عامل خشک کننده از بالای مواد به بیرون از خشک کن هدایت می شود.
برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.
چکیده:
با توجه به وجود سیستمهای ایمنی قوی و کنترل های دقیق، باز هم وجود حوادث در صنایع شیمیائی امری اجتناب ناپذیر می باشد، این حوادث بعضاً چنان بزرگ است که نه تنها محوطهء کارخانه بلکه نواحی اطراف را نیز تحت تاثیر قرار می دهد . لذا داشتن برنامه جهت واکنش در شرایط اضطراری و تنظیم چارت های معین و دقیق، و همچنین داشتن نگرشی عمیق به شرایط اضطراری برای هر مجتمع شیمیائی ضروری است. یک برنامه کامل واکنش در وضعیت اضطراری باید به گونه ای طراحی شود که بتواند تمام مسائل و پیامد های ناشی از یک حادثه را پیش بینی نموده و راهکارهای مناسبی را ارائه نماید، بدین ترتیب هرچه بیشتر می توان از تاثیرات و شدت حادثه کم کرد.
به طور کلی رئوس مطالبی که باید در این تدوین اینگونه طرحها مد نظر قرار گیرد عبارتند از:
مقدمه
درحالت کلی هیچکس انتظار یک رویداد غیر منتظره و یا حادثه بد را ندارد، اما آنچه مسلم است آن است که حوادث غیره منتظره در بعضی از مواقع رخ می دهد ، و این واقعیتی است انکار ناپذیر که اینگونه حوادث می توانند به افراد در هر وقت و هر کجا آسیب برسانند و یا حتی به گونه ایی عمیق باشند که کارفرمایان را ملزم به تخلیه محل کار نمایند و این امر باید در کوتاهترین زمان ممکن صورت پذیرد. تعریف کلی یک حادثه یا فاجعه زیاد سخت نیست ولی آنچه مهم به نظر می رسد آن است که حوادث یا فجایا می توانند خیلی سریع توسعه پیدا کنند و با تمام توان آسیب برسانند بدون آنکه در ابتداء دارای علامت مشخصه خاصی بوده و یا دارای علامتهای کوچکی باشند. از سوی دیگر در بعضی از موارد برای اینکه یک حادثه رخ دهد نیازبه هفته ها زمان می باشد تا مسئله به اندازه کافی بزرگ شود و بتواند یک حادثه را در پی داشته باشد.
با توجه به صنعتی که شما درآن فعالیت دارید ،بحران می تواند معنای متفاوتی را به خود بگیرد و دارای توضیحات متفاوتی باشد. به عنوان مثال یک تند باد می تواند دکل های برق را کنده و واژگون نماید و باعث بروز یک حادثه شود و یا فشار بیش از حد یک مخزن ذخیره L.P.G و عدم عملکرد سیستم های ایمنی آن می تواند منجر به یک فاجعه شود.
نکته مهم آن است که در هنگام بروز یک فاجعه یا حادثه بتوانیم بهترین واکنش را در برابر آن داشته باشیم. طرح یک واکنش اضطراری باید به گونه ای باشد که بتواند به طور قابل ملاحظه ای از شدت حادثه جلوگیری کرده و عواقب آن را به حداقل برساند.
یک واکنش اضطراری باید به گونه ای شفاف باشد که مسئولیت تمام اعضاء به طور کامل و واضح مشخص شده، همچنین یک واکنش اضطراری مناسب باید تمام جوانب یک فاجعه را ببیند و برای تمام سئوالاتی که در ذهن افراد و پرسنل به وجود می آید جواب داشته باشد پس بهترین روش جهت واکنش در برابر یک وضعیت اضطراری یا فاجعه ، آمادگی قبل از وقوع آن می باشد.
به طور کلی تعداد کمی از افراد در شرایط بحرانی می توانند واضح و منطقی فکر کنند، بنابر این بسیار مهم است که در زمانی که حادثه رخ نداده است به آن فکر کنید و سئوالاتی را از خود بپرسید. مثلاً اگر حریقی در یکی ازمخازن شما رخ داده است چه تدابیری را باید اندیشید؟ چگونه باید عملیات اطفاء را انجام داد؟ آیا لوازم اطفاء حریق لازم را در اختیار دارید؟مسئولیت انجام عملیات چه کسانی هستند و شرح وظائف آنها چگونه است؟آیا افراد و لوازم اطفاء حریق در چنین شرایطی آمادگی عملیات را دارند یا خیر؟ آیا دانش شما به عنوان یک فرمانده در اینگونه موارد پاسخگو است یا خیر ؟ و غیره. به هر صورت پاسخ به اینگونه سئوالات به شما کمک می کند که در هنگام حوادث واقعی بتوانید بهترین عملکرد را داشته باشید.
برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.
چکیده:
حذف نیتروژن از پساب همواره دغدغه ای برای محققین فعال در زمینه محیط زیست بوده است. در این میان روش های متعددی بدین منظور ابداع و ارائه شده است. این روش ها که شامل طیف گسترده ای از روش های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی هستند، دارای برتری ها و کاستی هایی نسبت به یکدیگر می باشند. بنابراین همواره تلاش برای ابداع روش های اقتصادی تر و کارآمدتر داشته است. یکی از روش های جدید در زمینه حذف نیتروژن از پساب به ویژه در پساب های غنی از نیتروژن، روش استفاده از باکتری آناموکس است.
با توجه به جدید بودن فرآیند آناموکس نسبت به سایر روش های حذف نیتروژن از پساب در این مقاله به شرحی جامع از ویژگی های باکتری آناموکس و بیوراکتورهای مورد استفاده در این فرآیند پرداخته خواهد شد. همچنین سعی خواهد شد پارامترهای اصلی تاثیرگذار بر این فرآیند شرح داده شود. در این مقاله بیوراکتور مناسب برای انجام این فرآیند نیز معرفی خواهد شد.
فصل اول
1-1- مقدمه
سیکل بیولوژیکی نیتروژن نقش مهمی در حیات بر روی کره زمین ایفا می کند. در 100 سال گذشته مطالعات بر روی سیکل تولید نیتروژن به علت بررسی آلودگی آب ها، گرم شدن کره زمین، مشکل انتشار گازهای گلخانه ای افزایش یافته است. با افزایش جمعیت شهرها و گسترش استفاده از کودهای شیمیایی در کشاورزی و رشد فعالیت های صنعتی، بسیاری از کشورهای پرجمعیت با مشکلات زیست محیطی مرتبط با افزایش میزان آمونیاک در پساب ها مواجه شده اند. آلودگی آبهای زیرزمینی و سطحی یکی از مشکلات عمده زیست محیطی است به خصوص آلودگی ناشی از پساب های حاوی نیتروژن و فسفر آلی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. حذف آمونیاک از پسابها به دلیل ایجاد سمیت برای محیط های آبی به طور مخصوص مورد توجه است.
آمونیاک به روش های مختلفی از پساب ها حذف می شود مثل روش های فیزیکی – شیمیایی و روش بیولوژیکی. به علت ارزان بودن و تأثیر مناسب روش های بیولوژیکی در حذف نیتروژن از پسابها این روش نسبتاً به روش فیزیکی – شیمیایی ارجحیت دارد مطالعات گسترده ای در زمینه حذف بیولوژیکی نیتروژن از پسابهای شهری و صنعتی مورد مطالعه قرار گرفته است فرایند حذف نیتروژن به روشو بیولوژیکی، به دلیل حضور میکروارگانیسم ها، بسیار آهسته صورت می گیرند. روش بیولوژیکی سنتی حذف نیتروژن از پسابها شامل دو مرحله مجزا می باشد: نیترات زائی هوازی و نیترات زدایی بی هوازی، ولی کنترل شرایط هوازی و بی هوازی برای انجام این دو مرحله به صورت مجزا یکی از مشکلات اجرای این فرایند است. برای برطرف کردن این مشکل و بالا بردن کارایی حذف نیتروژن بیوراکتورهای متعددی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته به عنوان مثال فرایندهای اجرا شده شامل: فرایند ترکیبی نیترات زائی و نیترات زدائی همزمان، تثبیت
2-1- اهداف
اهداف اصلی از انجام این تحقیق شامل:
– شرح کامل فرایند آناموکس و شناخت مکانیزم ها و عواملی که در فرایند اکسیداسیون بی هوازی آمونیاک موثر می باشد.
– ارایه مدلی برای پیش بینی تغییرات غلظت سوبسترا و بیومس در فرآیند آناموکس.
– مدلسازی یک راکتور ناپیوسته متوالی و بررسی تغییرات غلظت آمونیوم و نیتریت و باکتری آناموکس در طول انجام فرایند آناموکس است.
3-1- ضرورت اجرای پروژه
امروزه روش های بیولوژیکی حذف مواد مغذی (ترکیبات فسفر و نیتروژن) از فاضلاب های خانگی و صنعتی در مقایسه با روش های فیزیکی و شیمیایی در اغلب موارد به عنوان روش برتر شناخته شده اند. هرچند در بسیاری از مواقع روش های بیولوژیکی تنها راه حل ممکن هستند، اما هزینه زیاد احداث تاسیسات مورد نیاز و بهره برداری از آنها در بسیاری از مواقع فشار زیادی را بر منابع مالی محدود جامعه وارد می سازد. از طرفی وضع قوانین و استانداردهای سختگیرانه تر جهت حفظ محیط زیست و جلوگیری از آلودگی آن موجب شده است که در اغلب موارد احداث تاسیسات اضافی یا ارتقاء تاسیسات موجود برای حذف مواد مغذی تا حد استانداردهای تعیین شده اجتناب ناپذیر شود.
روش های موجود حذف بیولوژیکی نیتروژن که مبتنی بر انجام جداگانه نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون هستند علیرغم کارآیی مناسب اغلب هزینه های سرمایه گذاری و بهره برداری زیادی را در بردارند. در صورتی که بتوان با کنترل شرایط عملیاتی و اصلاح فرایند تصفیه، فرایندهای نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون و حذف مواد آلی را همزمان و در یک راکتور انجام داد. هزینه های سرمایه گذاری و بهره برداری به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. از طرفی می توان با اصلاح فرایند و کنترل شرایط عملیاتی، بسیاری از واحدهای موجود را که تنها برای حذف مواد آلی طراحی شده اند متناسب با معیارها و نیازهای جدید و با کمترین هزینه برای حذف نیتروژن اصلاح کرد.
بر مبنای کشف باکتری آناموکس، فرایندهای بیولوژیکی جدیدی برای حذف نیتروژن از پسابها مورد توجه قرار گرفته است. فرایندهای آناموکس، شارون، کانون و اولند از جمله این روشها می باشد. از جمله کاربردهای این فرایندها، می توان به تصفیه پساب هایی که میزان نیتروژن به کربن آنها بالا می باشد اشاره کرد. اجرای هریک از این روشها هزینه های مربوط به هوادهی، افزودن منبع کربن اضافی را به مقدار قابل توجهی نسبت به روش های بیولوژیکی پیشین کاهش می دهد.
برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.
چکیده
آب معمولاً همراه با نفت در مخازن نفتی یافت می شود. علاوه بر آن، یک لایه آبده که در نتیجه بالاتر بودن چگالی آب نسبت به نفت در یک لایه جداگانه ای در زیر یا حاشیه مخزن نفتی قرارگرفته، وجود دارد. آبی که به طور طبیعی در مخزن وجود دارد. بعد از آنکه استخراج نفت و گاز در طول زمان انجام شد، آب لایه های آبده به چاه های تولیدی می رسد و تولید آب شروع می شود. برشهای آب خروجی از نفت در طول زمان و استخراج هر چه بیشتر از چاه های نفتی ویا گازی افزایش می یابد. تا آن جا که تولید نفت از میادین متوقف می شود، محتوای نفت خروجی چاه می تواند به کمتر از دو درصد و آب به نود و هشت درصد برسد. مشکل بزرگ ایجاد شده تصفیه این پساب نفتی جهت رساندن استاندارد لازم به منظور دور ریز به دریا و در شرایط بهتر آماده کردن این آب به منظور تزریق مجدد به چاهها از طریق واحدهای تزریق آب موجود با مشخصات تعیین شده است.
لذا به منظور تصفیه این پساب سه غشا تجاری موجود از جنسPVDF از سه شرکت سازنده مختلف مورد بررسی قرار گرفته شده است همچنین اثر دبی جریان و TMP مورد بررسی قرار گرفته شده است.
در این کار از مدل های هرمیا به منظور بررسی مکانیسم های رسوب در آلترافیلتراسیون آب همراه بهره گرفته شده است و نتیجه آن نشان می دهد که مدل تشکیل لایه کیک و انسداد حفره میانی و همچنین مدل انسداد استاندارد حفره به ترتیب از مدلهای دیگر سازگاری بیشتری با رسوب ایجاد شده روی غشاها نشان می دهند و در نتیجه مدل ترکیبی با داده های آزمایشگاهی بهترین تطبیق را دارد.
مقدمه
صنایع نفت و گاز مقدار زیادی پساب به عنوان محصول جانبی تولید می کنند در جزیره سیری سالیانه در حدود 10000000 بشکه آب همراه تولید می شود و این آب می تواند منبع اصلی آلودگی زیست محیطی دریایی باشد چون نهایتا این آب به دریا می ریزد. می توان با تصفیه این آب و حذف نفت همراه و رساندن میزان کدری به حد قابل قبول آن را همراه با آب تزریقی به چاهای تزریق فرستاد. ترکیب آب همراه متفاوت است (بسته به نوع مخزن) و شامل مواد نفتی، مود آلی، جامدات معلق و حل شده و نمکها و فلزات می باشد.
از نظر تاریخی که در سال 1778 فیزیکدان فرانسوی بنام آنتوان نولت پدیده ای که در حال حاضر اسمز شناخته می شود را بیان کرد که در این فرآیند آب را در طول یک غشا نیمه تراوا از محلول آبی با ذرات کمتر به محلول آبی به ذرات بیشتر نفوذ می کند و به تعادل می رسد. دویست سال بعد محققان دریافتند که با صرف انرژی جهت این فرایند را می توان برعکس کرد و آب خالص بدست آورد آنها این پدیده را اسمز معکوس نامیدند.
در فرآیند مدلسازی غشایی تصفیه آب همراه سعی خواهد شد به طور بنیادی این فرایند مورد بررسی قرار گیرد و تاثیر عوامل مختلف فیزیکی بر روی بازدهی فرآیند تحقیق شود همچنین سعی خواهد شد مبنای مدلسازی فرایند الترافیلتراسیون باشد تا اینکه درصد جداسازی نفت و حذف کدری آب بررسی شود و با داده های آزمایشگاهی مقایسه گردد.
بنابراین اهداف پروژه به شرح زیر است:
– حذف نفت باقیمانده در آب همراه بعد از تفکیک کننده و رساندن آن به میزان استاندارد
– بررسی مکانیسم رسوب ایجاد شده روی غشاهای مورد استفاده
– بررسی پارامترهای عملیاتی از قبیل دما، فشار، دبی جریان خوراک
– حذف محیط زیست
در فصل 1 به بررسی آب همراه و روش های مختلف تصفیه آن اشاره خواهد شد، فصل 2 به شیمی غشا و خواص و ساختار غشاها و فصل سه راه های ازدیاد شار و انتخاب غشای مناسب در نهایت در فصل 4 مدل سازی و ارزیابی مدل، مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.
|
| |
| وب : | |
| پیام : | |
| 2+2=: | |
| (Refresh) | |
|
متن دلخواه شما
|
|
|
عضو شوید
عضویت سریع
آمار مطالب
آمار بازدید
