هدف از این بررسی ساخت غشاء هیدروکسی سودالیت (nm1 >سایز حفرات ) جهت حذف اب از اتانول میباشد. غشاء مورد نظر هم دارای نفوذگزینی و هم نفوذ گزینی نسبی بسیار بالاست علاوه بر این غشاء مورد نظر دارای پایداری قابل توجهی در دمای بالامی باشد. عوامل متعددی همانند دمای سنتز، زمان سنتز، نسبت مولی آب در ترکیب، بر ساخت غشاء هیدروکسی سودالیت موثر است که در بررسی حاضر غشاء مورد نظر در شرایط مختلف ساخته شد.سپس غشاء مورد نظر تحت تست های شناسایی xrdو sem قرار گرفت تا با استفاده از این نتایج، نوع زئولیت تشکیل شده و مورفولوژی سطح مشخص شود.نتایج xrdو sem نمونه ها، تشکیل هیدروکسی سودالیت را به صورت خالص در دمای 140 را به خوبی نشان می دهد. علاو ه بر این در دمای 100 نیز هیدروکسی سودالیت تشکیل شده است ولی ناخالصی هایی نیز در این دما در ساختار غشاء وجود دارد. در دما های پایین تر یعنی 70 و 90 هیدروکسی سودالیت تشکیل نشد. سپس برای تعیین قابلیت غشاء در شرایط عملیاتی، دستگاه تست تراوش تبخیری ساخته شد و نتایج نشان می دهد که غشاء مورد نظر قادر به جداسازی آب از الکل با ضریب جداسازی 2400 (تا خلوص 99% آب) در جریان عبوری از غشاء می باشد همچنین فلاکس قابل قبولی در حدود 1.1 بدست آمد. بعد از تحلیل نتایج مشخص شد که پارامتر دمای سنتز ( سهم حدودا 75%) مهمترین پارامتر در ساخت غشاء می باشد. و پارامترهای زمان سنتز و محتوی اب غشاء در محدوده مورد نظر تاثیر چندانی بر ساخت غشاء نداشتند. علاوه بر این مشخص شد که پارامتر اثر متقابل محتوی آب و زمان دارای اهمیت فراوانی است ( شاخص دقت در حدود 50%) که در بررسی حاضر در نظر گرفته نشده است.

با توجه به اهمیت فرآیند شیرین سازی گاز طبیعی، در این رساله سنتز و بررسی عملکرد غشاهای نانولوله کربنی هم راستا به منظور جداسازی سولفیدهیدروژن از مخلوط های دو جزئی سولفیدهیدروژن/متان مورد بررسی قرار گرفت. به منظور ساخت غشا با نانولوله های کربنی هم راستا، ابتدا پایه اکسیدآلومینیم آندی ساخته شد و اثر پارامترهای کلیدی ولتاژ و غلظت محلول الکترولیت بر ساختار پایه، مورد بررسی قرار گرفت. نانولوله های کربنی در داخل حفرات پایه با استفاده از روش نشست بخار شیمیایی، رشد داده شد و اثر پارامترهای دما، نسبت مقدار منبع کربنی (گاز استیلن) به گاز حامل (آرگون) بر ساختار غشا مورد بررسی قرار گرفت. سپس غشاهایی از نانولوله های کربنی با قطر داخلی 23، 15 و 8 نانومتر ساخته شد و اثر دو عامل فشار و غلظت سولفیدهیدروژن در خوراک، بر میزان تراوایی اجزای خوراک و همچنین گزینش پذیری غشاها بررسی گردید. نتایج نشان داد در غشایی که قطر داخلی نانولوله های کربنی، 8 نانومتر است، میزان تراوایی و گزینش پذیری در مقایسه با دو غشا دیگر به ترتیب کمتر و بیشتر است. بررسی اثرات فشار و غلظت سولفیدهیدروژن در خوراک نشان داد که با افزایش فشار، تراوایی دو گاز متان و سولفیدهیدروژن افزایش یافته در حالی که با افزایش غلظت، تراوایی سولفیدهیدروژن و متان به ترتیب افزایش و کاهش یافته است. همچنین افزایش دو عامل مذکور منجر به افزایش گزینش پذیری غشاها گردیده است. بیشترین مقدار گزینش پذیری، متعلق به غشا با قطر داخلی نانولوله های کربنی 8 نانومتر و حدودا 1/2-34/1 برابر غشاهایی است که قطر داخلی نانولوله های کربنی آنها 15 و 23 نانومتر است. به منظور افزایش جداسازی سولفید هیدروژن، غشا فوق با استفاده از گروه های آمینی بوتیل آمین نوع اول، دوم و سوم، دودسیل آمین، اکتا دسیل آمین، آمونیاک، مونواتانول آمین و دی اتانول آمین عامل دار شد. نتایج نشان داد که اثر فشار و غلظت سولفیدهیدروژن خوراک ورودی بر رفتار تراوایی و گزینش پذیری غشاهای عامل دار، همانند غشا بدون عامل است. علاوه بر این، گزینش پذیری و تراوایی سولفیدهیدروژن در غشاهای عامل دار شده با آمین نوع اول در مقایسه با غشاهای عامل دارشده با آمین های نوع دوم و سوم، بیشتر است. نتایج نشان داد که غشا عامل دارشده با آمونیاک دارای بیشترین مقدار گزینش پذیری و تراوایی سولفیدهیدروژن است. این مقادیر برای غشا عامل دارشده با آمونیاک، به ترتیب 6/3 و 9/2 برابر غشا بدون عامل است. در ادامه ضرایب جذب برای گازهای متان و سولفیدهیدروژن در غشا با قطر داخلی نانولوهای کربنی 8 نانومتر، قبل و بعد از عامل دار شدن با آمونیاک، در فشارها و غلظت های خوراک مختلف محاسبه و ارائه شد.

هدف این پژوهش، ساخت غشا ی کامپوزیت پلی وینیل استات / سیلیکا بر پایه ی سرامیک و ارزیابی عملکرد آن در فرایند تراوش تبخیری جهت جداسازی آب از اتانول است. به این منظور یک لایه از محلول پلیمری پلی وینیل استات در حلال متانول ، حاوی نانو ذرات سیلیکا، بر روی پایه ی سرامیکی پوشش داده شد. اثر غلظت پلیمر (4، 6 و 8wt% )، میزان بارگذاری ذرات سیلیکا (0 تا 9 wt%) و دمای فرایند (30، 45 و c? 60) بر عملکرد غشا ها مورد بررسی قرار گرفت. هرچند غشا های تولید شده، عملکرد چندان مناسبی از نظر گزینش گری نداشتند، ولی نتایج حاصل نشان می دهد به دلیل تراوش پذیری بسیار بالای غشاها(7/1 تا kg/m2.h 9/7)، مقادیر شاخص جداسازی تراوش تبخیری قابلیت رقابت با پژوهش های مشابه پیشین را دارند. غشای ساخته شده در غلظت 6wt % از پلیمر، بارگذاری 3 wt% سیلیکا فیوم و دمای c? 30، دارای بهترین عملکرد با مقدار شاخص جداسازی 41/16 است . بهترین گزینش گری برابر با 8/7، مربوط به غشای ساخته شده با غلظت پلیمر 8wt% و بدون بارگذاری سیلیکا فیوم در دمای فرایند c? 30 است . همچنین به منظور بهبود در کارایی غشا، از یک لایه پوشش پلی وینیل الکل با غلظت های 3، 4 و 5 wt% بر روی غشا استفاده شد که منجر به تحصیل نتایج مطلوب شد. به طوری که در مقابل کاهش تراوش پذیری، گزینش گری تا 560 افزایش یافت و بهبود چشم گیری در عملکرد غشا قابل مشاهده بود.

در تحقیق حاضر تغلیظ اسید سیتریک به روش الترودیالیز مورد بررسی قرار گرفت. در این بررسی محلول اسید سیتریک در یک سل الکترودیالیز بوسیله غشاءهای تبادل بونی cmv و amv مورد تغلیظ قرار گرفت. عوامل ph ولتاژ دبی دما و غلظت پارامترهای عملیاتی انتخاب شدند. برای صرفه جویی در وقت و هزینه طراحی آزمایش ها به روش تاگوچی انجام گردید. اثر عامل غلظت نیز بصورت مستقل مورد بررسی قرار گرفت. ph بیشترین اثر و دما کمترین اثر را در جداسازی اسید سیتریک نشان دادند. پس از عامل ph به ترتیب عوامل ولتاژ و دبی جریان اثر بیشتری نسبت به دما در تغلیظ اسید سیتریک داشتند. افزایش دما در کاهش توان مصرفی نقش موثری دارد ولی بعلت تخریب شبکه پلیمری غشاء در دماهای بالا افزایش آن محدودیت دارد. کاهش دبی جریان بعلت افزایش زمان ماند میزان جداسازی را بهبود می دهد. افزایش ولتاژ بعلت افزایش نیروی محرکه باعث افزایش جداسازی می شود. با بالارفتن ph محلول به جهت کم شدن مقاومت محلول میزان جداسازی اسید سیتریک بالا می رود. با توجه به نتایج بدست آمده بهترین شرایط عملیاتی برای جداسازی اسید سیتریک مقادیر 5/7=ph و 20=v و 40=t و 4=q تعیین گردید.

در این تحقیق مطالعات تجربی رفتار تراوایی گازهای اسیدی در حالت مخلوط با گاز طبیعی در غشاهای پلیمری انجام گرفته است. در این تحقیق روشهای تعیین پارامترهای تراوایی گازها و فعالیت های سایر محققان دراین زمینه شرح داده شده و همچنین عملکرد غشایی از جنس پلی استریورتان اوره برای کاربرد جذف گازهای اسیدی از متان به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. غشاء های مورد مطالعه محصول شرکت metax روسیه می باشد. آزمایش ها به منظور اندازه گری خواص انتقال و انتخابگری این غشا برای گازهای خالص دی اکسید کربن و متان انجام گرفته است. به منظور بررسی رفتار تراوایی گازهای اسیدی در غشا مورد نظر تراوایی گازهای خالص و مخلوط های دوجزیی و سه جزیی از آنها در دماها و فشارهای مختلف خوراک برای مخلوط های گازی با غلظت های مختلف اندازه گیری شده و اثر این پارامترها بر تراوایی گازهای اسیدی مورد مطالعه قرار گرفته است. فشارهای عملیاتی در محدوده bar 10-30 قرار داشته و دماهای خوارک 35 c ، 45 و 55 بوده است. نتایج حاکی از آن است که تراواش پذیری گازهای خالص در غشاء پلی استر یوترتان اوره با افزایش فشار و دمای خوراک افزایش می یابد. لیکن اثر تغییر فشار خوراک بر تراوش پذیری دی اکسید کربن و سولفیدهیدروژن در مخلوط سه جزیی گاز با افزایش فشار کاهش می یابد حال آنکه تراوش پذیری متان تقریبا ثابت باقی می ماند همچنین تراوش پذیری تمامی اجزا گازی با افزایش دما خوراک افزایش می یابد که این افزایش در مورد سولفید هیدروژن نسبت به متان در غشا پلی استر یورتان اوره (ایزوژل ) بیشتر از دی اکسید کربن به متان است. بیشترین گزینش پذیری سولفید هیدروژن به متان مربوط به مخلوط سه جزیی شماره 3 در دمای ‍c 55 و فشار bar 10 می باشد که مقداری برابر 44/25 دارد.

تولید اکسیژن به عنوان یکی از مواد مورد نیاز در صنایع از اهمیت و توجه ویژه ای برخوردار می باشد. با توسعه صنایع شیمایی و با توجه به لزوم دستیابی به روشهای جدید به منظور دوام در عرصه رقابت در بازار محصولات شمیایی تولید و عرضه اکسیژن نیز به عنوان یکی از محصولات شیمیایی مهم از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده است. با پیشرفت روشهای جاسازی تولید اکسیژن از طریق جداسازی هوا به عنوان اقتصادی ترین منبع تامین اکسیژن دستخوش تحول وامکان سنجی استفاده از روشهای نوین بوده است. روشهای جداسازی غشایی دسته ای از روشهای جدید جداسازی هستند که بر مبنای استفاده از فیلترهای ریز ساختار به طور وسیعی (مایع-مایع، گاز-مایع و..) از توجه و استفاده بر خوردار گشته اند. جداسازی غشایی گازها به عنوان تحولی جدید در عرضه روشهای جداسازی غشایی توسط غشاهای پلیمری و سرامیکی از جذابیت ویژه ای برای محققان و صنایع برخوردار بوده است. زمینه استفاده از این فناوری در کاربردهای ویژه نظیر استفاده از این غشاها به عنوا بستری مناسب برای انجام واکنشهای شیمیایی به عنوان راکتورهای غشایی اهمیت و جذابیت استفاده از آن را دوچندان کرده است. در این پروژه تهیه آزمایشگاهی غشا سرامیکی ba0.5sr0.5co0.2fe0.8o3-8 به عنوان یکی از پربازده ترین غشاهای هدایگتر یون-الکترون با ساختار کریستالی پروسکابت برای جداسازی اکسیژن از هوا اجرا و ارزیابی گردیده است با استفاده از روش تاگوچی به عنوان یک روش طراحی آزمایش تاثیر پارامترهای مختلف فرایند ساخت غشا بر روی خواص نهایی غشا حاصل به منظور تعیینبهترنی شرایط ساخت و رسیدن به غشایی با خصوصیات بهینه مورد بررسی قرار گرفته است. این آزمایش ها طبق آرایه l9 تاگوچی با سه عامل دمای زینترینگ، فشار پرس پودر و زمان زینترینگ هر کدام در سه سطح ) انجام شده است در نهایت تاثیر نسبی پارامترهای مختلف با بررسی میزان فشردگی غشاء میزان تکسیل فاز کریستالی مطلوب بر اساس نتایج xrd و بررسی میزان فشردگی غشا میزان تشکیل فاز کریستالی مطلوب (براساس نتایج xrd و بررسی مورفولوژی ساختار تشکیل شده (براساس نتایج sem تحلیل و ارزیابی شده است. جزوه حاضر مشتمل بر شش فصل می باشد فصل اول مقدمه ای بر اهیت و رشهای جداسازی اکسیژن می باشد. در فصل دوم به توصیف غشا و فرآیندهای جداسازی غشایی پرداخته شده است. فصل سومن و چهارم که مختص موضوع پروه انجام شده می باشد به ترتیب به معرفی ماهیت و مکانیسم حاک بر غشا مورد بررسی و سپس معرفی روشها، انتخابها، مشکلات و کارهای عملی انجام شده می پردازند و در پایان در فصول پنجم و ششم به بیان و بحث درمورد نتایج حاصل و ارایه پیشنهادهایی براساس این نتایج پرداخته می شود.

در این تحقیق جزء فنل از محلولش با آب به روش تراوش تبخیری و به کمک غشاء پلی دی متیل سیلوکسان جدا شده است. میزان کارایی غشاء در غلظتهای اندک فنل در آب (از 3% تا 3 درصد وزنی) و در انواع دماهای (35 الی 75 درجه سانتیگراد) و نیز در سرعت های متفاوت( بین 26% و 53% lit/min) مورد بررسی قرار گرفته است. در تراوش تبخیری دو جزیی محلول فنل در آب بیشترین ضریب جداسازی فنل 28/10 و کمترین شار تراوشی 55% kg/m2.h) بوده که مربوط به غلظت 3% درصد وزنی فنل و در دمای 35 درجه سانتی گراد و کمترین ضریب جداسازی 2/3 و بیشترین شار تراوشی 64/4kg/m2.h ) مربوط به غلظت 3 درصد و دمای 75 درجه سانتی گراد می باشند. فرایند جذب فنل بر روی غشاء پلی دی متیل سیلوکسان گرمازاست. این غشاء عملان در غلظت wt% 3 نسبت ه سایر غلظتها انتخاب پذیری کمتری از خود نشان می دهد و در غلظتهای بالاتر از آن قادر به جداسازی نیست و می توان گفت این غشا در غلظتهای خیلی پایین کاربرد بیشتری خواهد داشت. تاثیر وجود جزء سوم (متانول) در مخلوط خوراک نیز مورد بررسی قرار گرفته است. اگر میزان آن از یک حد مشخصی ( در این آزمایش wt% 8/2 متانول) بیشتر باشد میزان کارایی غشا را کاهش می دهد مدل مقاومتهای سری ورابطه نیمه تجربی شروود برای مطالعه خصوصیات انتقال بکار گرفته شده است ضخمت لایه مرزی مایع 3 الی 4 برابر ضخامت لایه فعال غشا شده است در شرایط هیدرودینامیکی موجود زمانیکه ضخامت لایه مرزی کاهش می یاد دو مقاومت لایه مرزی و غشا نیز نزول خواهند کرد. داده های تیوری بدست آمده از آنها با داده های آزمایشگاهی مقایسه شده است.

شبیه سازی عددی فرآیندهای غشایی یک ابزار جدید برای طراحی و بهینه سازی فرآیندها می باشد. دینامیک سیالات محاسباتی cfd ابزار مهمی جهت طراحی و بهینه سازی فرایندهای شیمیایی بوده و در طول سالهای اخیر برای مدلسازی فرآیندهای شیمیایی بیشتر پذیرفته شده و پیشرفت های زیادی به سمت توسعه کدهای کامپیوتری صورت گرفته است. امولسیون های آب و نفت یکی از آلاینده های اصلی تراوش شده به داخل آب توسط صنایع و فاضلابهای خانگی می باشند. همچنین امروزه آب های آلوده به نفت در منابع زیرزمینی و مناطق ساحلی تبدیل به جدی ترین آلاینده آب ها شده اند. بطوریکه نیاز به تصفیه آنها ضروری به نظر می رسد. در این پایان نامه جداسازی نفت از آبهای آلوده با روش اسمز معکوس مدلسازی cfd گردیده است و نتایج حاصله از این مدلسازی با نتایج تجربی مقایسه گردیده است. برای انجام آزمایشات از یک امولسیون مصنوعی با استفاده از نفت خام جنوب ایران استفاده شده است. تاثیر سرعت و فشار بر میزان تراوش آب مورد بررسی قرار گرفته و در 7 فشار مختلف این تاثیرات مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتایج بدست آمده می توان گفت با افزایش فشار میزان تراوش آب افزایش می یابد. همچنین این حالت با افزایش سرعت نیز اتفاق می افتد. به منظور ارزیابی دقیق تر، نتایج حاصل از مدلسازی با نتایج تجربی با هم مقایسه گردیده اند که تطابق خوبی را نشان داده اند. با توجه به اینکه شرایط پدیده گرفتگی در نرم افزار fluent قابل مدلسازی نمی باشد لذا از اثرات گرفتگی صرفنظر گردیده و خود فرآیند اسمز معکوس مدل گردیده است.

فرآیندهای غشایی در جداسازی گاز طبیعی خصوصا شیرین سازی گاز طبیعی (جداسازی h2s و co2 از ch4) در سالهای اخیر مورد توجه زیادی قرار گرفته اند و تحقیقات زیادی در ارتباط با آنها انجام شده است. مزایای قابل توجه این فرآیندها نظیر هزینه های ثابت و عملیاتی پایین، مصرف کم انرژی و سازگاری با محیط زیست باعث معطوف شده توجه بیشتری به آنها شده است. عشاهای پلیمری در زمینه جداسازی h2s/ch4 و co2/ch4 عملکرد خوبی از خود نشان داده اند. در این پروژه به ساخت غشاء پلیمری از جنس پلی اتر بلوک آمید (peba1074) پرداخته شده است. این کوپلیمر بدلیل دارا بودن سگمنتهای انعطاف پذیر پلی اتر و بلوک های سخت پلی آمید، تراوش پذیری و انتخاب پذیری بالایی دارد. فیلم های غشایی نازک (peba1074) به روش ریخته گری محلول (solution casting) بر سطح ضد حلال (آب) تهیه شدند. اثر پارامترهای مختلفی مانند نسبت حلال نرمال بوتان/ایزو پوپانول، دما و غلظت محلول پلیمری بر کیفیت تشکیل فیلم مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که با افزایش درصد ایزو پروپانول در سیستم حلال نرمال بوتان/ایزو پروپانول (نسبت وزنی1/3) کیفیت فیلم بدست آمده به مقدار قابل توجهی ارتقا می یابد. این رفتار را می توان به کاهش کشش بین سطحی محلول وغیر حلال و همچنین کاهش کشش سطحی محلول ارتباط داد. بهترین فیلم را می توان در گستره دمایی 80-70 درجه سانتی گراد و غلظت 7/4 درصد وزنی پلیمر بدست آورد. بدلیل کم بودن ضخامت فیلم بدست آمده، از غشاء آلترافیلتراسیون از جنس پلی سولفون بعنوان پایه جهت تامین مقاومت مکانیکی استفاده شده است. از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و تکنیک زاویه تماس برای بررسی غشاء استفاده شده است.

برای جداسازی محلول دی متیل هیدرازین نامتقارن از غشاهای زئولیتی مختلفی که از پایه های مولایتی و آلومینایی به روشهای اکستروژن و ریخته گری دوغابی بدست آمده اند، استفاده شده است. بهترین فرمولاسیون ژل برای غشاهای فوژاسیت mfi(zsm-5,silicalite), (nax,nay) موردنیت، naa و hs بدست آمده که غشاهای naa و hs بهترین نتایج را نشان داده اند. روشهای متفاوت ساخت این غشاها شامل ساخت چند مرحله ای (زمانی و دمایی) همچنین استفاده از مواد اولیه کائولین برای ساخت غشاهای naa و hs بررسی شده است. شرایط عملیاتی بهینه برای غشاهای زئولیتی naa بدست آمده و از مدل تئوری ماکسول-استفان و روش تاگوچی برای انجام آزمایشهای تراوش تبخیری استفاده شده است. در خاتمه افزایش مقیاس سیستم نیز با موفقیت انجام شده است.

در این تحقیق امکان تصفیه پساب های نفتی با استفاده از غشاء آب گریز میکروفیلتراسیون (mf) مورد بررسی قرار گرفته است. فاز روغنی گازوئیل موجود در بازار ایران و فاز آبی، آب مقطر می باشد. از آنجایی که با همزدن مخلوط آب و گازوئیل به مدت نسبتا طولانی امولسیون به راحتی تشکیل می شود و از طرفی در کل دوره آزمایش مخلوط خوراک در داخل مخزن خود همزده می شود، نیازی به استفاده از امولسیفایر مشاهده نشده است. چهار پارامتر فشار، دما، شدت جریان و درصد گازوئیل در خوراک به عنوان پارامترهای عملیاتی انتخاب شدند. وجود تعداد زیاد پارامترهای تاثیر گذار منجر به تعداد زیاد آزمایشها می شود. به منظور جلوگیری از این مساله روش تاگوچی برای طراحی آزمایشها به کار رفته است. از آنجایی که مدول به کار رفته از انواع متداول نبوده، انجام یک سری آزمایشهای اولیه برای تعیین سطوح پارامترها نیاز بوده است. با انجام این آزمایشها و با توجه به محدودیتهای سیستم سه سطح 25/0, 5/0 و 75/0 bar برای فشار، 30، 40 و 50c برای دما، 30، 40 و 50l/h برای شدت جریان و دو سطح 5 و 2 درصد حجمی برای غلظت خوراک انتخاب شدند. تاثیر پارامترهای عملیاتی بر روی سیستم مورد بررسی قرار گرفت. افزایش فشار باعث افزایش فلاکس و درصد آب در جزء عبوری از غشاء می شود. بنابراین برای تعیین فشار بهینه نیاز به بررسی اقتصادی می باشد. اثر افزایش دما افزایش فلاکس و درصد آب در جزء عبوری از غشاء می باشد. برای تعیین دمای بهینه با توجه به میزان فلاکس و درصد آب در جزء عبوری نیاز به بررسی اقتصادی می باشد. افزایش شدت جریان باعث افزایش فلاکس و کاهش درصد آب جزء عبوری از غشاء می شود. بنابراین بیشترین مقدار آن به عنوان شدت جریان بهینه تعیین می شود.

فرآیندهای جداسازی گاز با استفاده از غشاء (gs) یکی از روشهای شیرین سازی گاز طبیعی (جداسازی گازهای اسیدی نظیر co2 و h2s از گاز طبیعی) می باشد که با توجه به مزایای روشهای جداسازی غشایی نظیر هزینه های ثابت و عملیاتی پایین، مصرف انرژی کم و سازگاری با محیط زیست به عنوان رقیبی برای فرآیندهای متداول شیرین سازی گاز طبیعی شناخته می شود. غشاهای زئولیتی از مهمترین گروههای تشکیل دهنده غشاهای غیر آلی می باشند که دارای خاصیت غربال مولکولی بوده و در شرایط عملیاتی سخت (دما و فشار بالا) دارای مقاومت مناسبی می باشند. غشاء زئولیت نوع t یکی از انواع این غشاها است که دارای راندمان بالایی در جداسازی گاز co2 از ch4 می باشد. غشاهای زئولیتی معمولا بر روی سطح پایه های متخلخل سنتز می شوند. برای سنتز غشاء زئولیت t پایه های مولیت که از کائولن تهیه می شوند مناسب می باشند. در این تحقیق برای ساخت پایه های مولیتی از روش اکستروژن استفاده شد. به منظور بررسی اثر پارامترهای موثر در ساخت پایه ها بر اساس طراحی آزمایش صورت گرفته مجموعا 12 حالت مختلف برای ساخت پایه مورد بررسی قرار گرفت و مشخص گردید که بهترین شرایط ساخت پایه استفاده از 2/83 درصد کائولینیت در مدت زمان 5/3 ساعت در دمای 1250 درجه سانتی گراد می باشد. درصد تخلخل این پایه ها دارای برابر با 32 و تراوش پذیری آب آنها برابر با 05/30 (kg/m2h) در فشار عملیاتی 2bar می باشد. سنتز پودر زئولیت t با استفاده از روش هیدروترمال در 8 حالت مختلف بر اساس طراحی آزمایش انجام شد و ارزیابی پودرهای سنتز شده با استفاده از آنالیز پراش اشعه x صورت گرفت و مشخص گردید که زئولیت سنتز شده با فرمول 1sio2-04/0al2o3:26/0na2o:09/0k2o:14h2o بیشترین تطبیق را با آنالیز پراش اشعه x استاندارد زئولیت t دارد. سنتز غشاء زئولیت t نیز با استفاده از روش هیدروترمال انجام گرفت. پایه های مولیتی بذر دار شده بر اساس طراحی آزمایش صورت گرفته در 9 حالت مختلف سنتز شدند و ارزیابی آنها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی (sem)، فرآیند تراوش تبخیری (pv) برای مخلوط آب / ایزوپروپانول و فرآیند gs برای مخلوط گازهای co2 و ch4 انجام گرفت. برای انجام آزمایشات تراوش تبخیری از یک سیستم تراوش تبخیری ناپیوسته استفاده شد و نتایج حاصل مشخص کرد که در غشاهای ساخته شده لایه زئولیتی کاملا شکل گرفته است، نمونه ها دارای سطح کاملا یکنواخت (بدون حفراتغیر زئولیتی) می باشند و آبدوست هستند و برای جداسازی مخلوطهای آبی/آلی به روش تراوش تبخیری کارایی مناسبی دارند و ضریب جداسازی وتراوش پذیی آنها با دیگر غشاهای زئولیتی مورد استفاده در فرآیند تراوش تبخیری کاملا قابل رقابت می باشد، (ضریب جداسازی برابر 10000 و تراوش پذیری برابر با 7/0 (kg m-2h-1) برای غشاء سنتز شده در دمای 120 درجه سانتی گراد به مدت 30 ساعت). آزمایشات gs برای کلیه غشاهای سنتز شده در شرایط عملیاتی یکسان (30 درجه سانتی گراد و 1bar) و (30 درجه سانتی گراد و 5bar) انجام گرفتند. این آزمایشات با استفاده از خلاء در سمت محصول تراوش به صورت پیوسته و ناپیوسته و نیز با استفاده از جریان گاز حامل در سمت محصول غشاء انجام و نتایج حاصل به صورت تراوش پذیری غشاء نسبت به گاز های co2 و ch4 و ضریب جداسازی ایده آل آنها گزارش شدند. با مطالعه این نتایج مشخص گردید که غشاهای سنتز شده در این تحقیق دارای سطحی کاملا یکنواخت و پیوسته می باشند و هیچگونه ترک و حفرات غیر زئولیتی در آنها وجود ندارد. بهترین نتایج gs برای غشاء سنتز شده بر اساس فرمول ژل 1sio2 0/04al2o3: 0/26na2o:0/09k2o:14 h2o در دمای سنتز 120 درجه سانتی گراد و مدت زمان سنتز 30 ساعت بدست آمد.

l- لیزین یکی از 5 آمینواسید ضروری برای رشد بدن می باشد. آمینواسیدها از جمله مواد ضروری برای رشد در جانداران جوان می باشد. آمینواسیدها در بدن تولید نمی شوند و لذا باید از طریق مواد غذایی تأمین شود. از آنجایی که بیشتر منابع غذایی دام، از جمله غلات از نظر این ماده فقیر هستند، این اسید آمینه باید به خوراک دام و به ویژه طیور افزوده شود. فرم خوراکی آن به صورت l- لیزین هیدروکلراید می باشد و لازم است سوسپانسیون آن در آب به کمک یکی از فرآیندهای جداسازی تغلیظ شود. امروزه کاربرد فرآیندهای غشایی در صنعت، جهت جداسازی، تغلیظ و تخلیص مواد بخصوص در صنایع غذایی و بیوتکنولوژی روز به روز در حال افزایش می باشد. هدف این پروژه تغلیظ سوسپانسیون l-لیزین هیدروکلراید بوده است. آلترافیلتراسیون uf، اسمز معکوس ro و تقطیر غشایی تحت خلاء vmd سه فرآیند غشایی می باشند که در این پروژه برای تغلیظ آزماشگاهی l-لیزین هیدروکلراید به کار گرفته شده اند. با توجه به اندازه مولکولی l-لیزین هیدروکلراید، از میان فرآیندهای با نیروی محرکه فشار فرآیند ro انتخاب شده است. تمامی آزمایشها با روش تاگوچی طراحی، انجام و تحلیل شده اند با توجه به کم بودن شار حاصله در فرآیند ro و گرفتگی زیاد، فرآیند vmd نیز جهت انجام تغلیظ بررسی شده است. نتایج حاصله بسیار رضایت بخش بوده است. در این فرآیند از نیروی محرکه خلاء در طرف جریان عبور کرده استفاده می شود. جریان عبور کرده در تمامی شرایط آزمایشی بخار آب خالص بوده است و تحت هر شرایط عمل l-لیزین هیدروکلراید از غشاء عبور نمی کرد. به دلیل اینکه هم فرآیند ro و هم فرآیند vmd هر دو به حضور ذرات جامد در خوراک ورودیشان بسیار حساسند، لذا از یک واحد غشایی uf به عنوان واحد پیش تصفیه استفاده شده است. در واقع در این واحد سوسپانسیون ورودی به فرآیند ترکیبی غشایی (فرآیند uf به همراه فرآیند ro یا vmd) به دو جریان غلیظتر سوسپانسیون (جریان پس زده شده) و یک محلول صاف تقسیم شده است. جریان صاف وارد فرآیند ro و یا vmd شده و در آنجا آب از آن جدا شده است. نهایتا شرایط بهینه عملیاتی در هر فرآیند به کمک نرم افزار طراحی آزمایش تاگوچی تعیین شدند. در این پروژه تاثیر پارامترهای غلظت و سرعت خوراک، فشار و دمای عملیاتی و ph در هر فرآیند مورد بررسی قرار گرفته است افزایش غلظت همواره به دلیل تشدید اثر پدیده های پلاریزاسیون غلظتی و گرفتگی اثر معکوس بر روی شار دارد. در فرآیندهای با نیروی محرکه فشار افزایش فشار تا حد معین اثر افزایشی دارد و بعد از آن اثر افزایشی از بین می رود. با افزایش سرعت میزان اثر پدیده های پلاریزلسیون غلظتی و گرفتگی کمتر می شود و میزان شار افزایش می یابد دما یکی از پارامترهای مهم عملیاتی، بویژه در فرآیند vmd، می باشد که اثر افزایشی بر میزان شار دارد. اثر ph بر روی شار از طریق نزدیک و یا دور کردن محلول از نقطه ایزوالکتریک آن مشاهده می شود.

فرآیند تراوش تبخیری یکی از فرایندهای نوین غشائی برای جداسازی حلالهای آلی می باشد که از مزایای عمده آن نسبت به فرایندهای جداسازی سنتی نظیر تقطیر، استخراج و جذب می توان به نداشتن محدودیت های ترمودینامیکی نظیر آزئوتروپ، کاهش مصرف انرژی و آلودگی پایین محیط زیست اشاره کرد. در این تحقیق، مدلسازی فرایند تراوش تبخیری با استفاده از داده های تجربی بدست آمده از جداسازی ایزومرهای زایلن (پارازایلن و اورتوزایلن) مورد مطالعه قرار گرفت. در آزمایشات انجام یافته، اثر پارامترهایی چون غلظت پارازایلن در خوراک و فشار تراوش یافته مورد بررسی قرار گرفت. این مدل که بر اساس مدل مقاومتهای سری می باشد، انتقال جرم را در فرایند جداسازی ایزومرهای زایلن توسط غشاء پلی وینیل الکل (pva) بررسی می کند. بر اساس مقاومتهای بدست آمده، مشخص شد که لایه فعال غشاء دارای بیشترین مقاومت در برابر عبور ایزومرهای زایلن می باشد. همچنین فلاکس جریان تراوش یافته از غشاء توسط مدل جذب-نفوذ محاسبه گردید. در انتها اثر افزودن cbr4 بر روی جداسازی پارازایلن و اورتوزایلن مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده گردید که cbr4 بعلت تشکیل کمپلکس با پارازایلن باعث افزایش انتخاب پذیری غشاء نسبت به اورتوزایلن می گردد.

امروزه کاربرد فرآیندهای غشایی در صنعت، جهت تصفیه، تغلیظ و بازیابی مواد روز بروز افزایش می یابد. تقطیر غشایی (md) یکی از تکنولوژیهای جدید در زمره فرایندهای غشایی می باشد. نیرو محرکه این فرآیند، اختلاف فشار جزئی دو طرف غشاء ناشی از اختلاف دما، می باشد. در این فرآیند خوراک ابتدا گرم می شود و سپس بخارات جزء عبوری از درون حفرات یک غشاء میکروحفره و آبگریز عبور می کند. بخارات در طرف دیگر غشاء مایع می شود و جمع آوری می گردد. sgmd, agmd, dcmd و vmd انواع روشهای md می باشند که تفاوت آنها تنها در چگونگی فراهم کردن نیرو محرکه می باشد. تقطیر غشایی تحت خلا (vmd) فرآیندی است که در این تحقیق از آن برای تصفیه ضد یخهای مصرفی و یا تغلیظ اتیلن گلایکول استفاده شده است. در این فرآیند خلا موجود در طرف محصول نیرو محرکه لازم برای عبور بخارات از درون غشاء را فراهم می کند و محصول در یک میعان کننده خارجی جمع آوری می گردد. در این تحقیق پارامترهای اصلی مانند دما، دبی و غلظت خوراک بر روی عملکرد فرآیند vmd جهت تغلیظ و تصفیه محلول eg بررسی شده اند. مشخص گردید که دما همواره نقش مهمی در افزایش شار دارد. این اثر در دبی های بالاتر به جهت کاهش لایه مرزی حرارتی و در نتیجه کاهش پلاریزاسیون دمایی، بیشتر مشاهده شده است. همچنین مشخص گردید دبی اثر قابل ملاحظه ای بر روی شار ندارد که این مساله در مراجع به جنس غشاء استفاده شده نسبت داده شده است. اما بطور کلی با افزایش دبی شار افزایش یافته است. افزایش غلظت eg باعث کاهش شار گردید. علت اصلی این امر پلاریزاسیون غلظتی و گرفتگی سطح غشاء می باشد. پدیده تر شدگی یکی از مشکلات اصلی در فرآیند md بخصوص در روش vmd می باشد و در اکثر موارد در غلظتهای بالای خوراک باعث کاهش شدید شار و در انتها منجر به صفر شدن شار می گردد اما در این تحقیق این مشکل در طول آزمایشات مشاهده نشد. در کل آزمایشات انجام شده غلظت محصول مورد بررسی قرار گرفت و در اکثر موارد محصول تقریبا عاری از eg بود. به عبارت دیگر غشاء eg را کاملا دفع کرده است که این خود یکی از مزیتهای این فرآیند در تغلیظ eg می باشد.

جداسازی و تنظیم نسبت گاز سنتز برای استفاده در فرآیندهای مختلف همواره مورد توجه و بررسی قرار گرفته است.از آنجا که آزمایش های انجام شده در این ضمینه بسیار کم بوده و نیز به صورت محدود بوده است در این کار سعی شده است تا با استفاده از شبکه های عصبی و منطق فازی مدلی برای جداسازی گاز سنتز با غشاتعریف شود،که با استفاده از آن بتوان رفتار این فرآیند را با دقت خوبی پیش بینی کرد.،تا بدین وسیله بتوان کمبود داده های آزمایشاهی این فرآیند را جبران کرد.در مدل اول سعی شد به وسیله چهار پارامتر ورودی میزان تراوش هیدروژن و مونواکسید کربن پیش بینی شود که در این راستا برای هیدروژن به ضریب همبستگی 91575/0 و برای مونواکسیدکربن به مقدار 93054/0رسیدیم.سپس برای بهبود ضریب همبستگی در دو مدل شبکه عصبی و منطق فازی ورودی دما را حذف کرده و برای مدل هیدروژن به وسیله شبکه عصبی به ضریب همبستگی 93453/0 و برای مونواکسید کربن به عدد 97441/0 رسیدیم، مقادیر ضریب همبستگی برای هیدروژن و مونواکسید کربن که به وسیله منطق فازی مدل شد به ترتیب 9161/0 و8047/0بدست آمد. بدیهی است که مدل ارائه شده دارای خطا نیز بوده اما مقایسه نتایج آن با نتایج تجربی نشان از دقت خوب آن دارد.

در این پروژه، تاثیر افزودنی پلی اتیلن گلیکول و حمام انعقاد سرد (با دمای 0 c ) بر روی عملکرد و پایداری حرارتی و شیمیایی غشاهای همودیالیز سلولز استات‍ی مورد بحث و بررسی قرار گرفت. از روش تغییر فاز برای تهیه غشاهای مسطح پلیمری استفا ده شد. ترکیب های متنوعی از مخلوط 3 ماده سلولز استات (ca) با جرم مولکولی52000 gr/mol به عنوان پلیمر، پلی اتیلن گلیکول ( peg) با جرم مولکولی 400 gr/mol به عنوان افزودنی و نیز 1- متیل-2- پیرولیدون (nmp ) به عنوان حلال تهیه گردید و با هدف شکل گیری غشاء، در حمام حاوی آب مقطر فرو برده شد. تاثیر غلظت های ca و peg و نیز دمای حمام انعقاد (cbt) بر روی مورفولوژی، فلاکس آب خالص عبوری، عبوردهی نسبت به پروتئین انسولین و البومین و نهایتا پایداری حرارتی و شیمیایی غشاهای حاصله مورد بحث و بررسی قرار گرفتند. نتایج حاصله نشان می دهند که به طور کلی با افزایش غلظت peg، کاهش غلظت ca و نیز افزایش دمای حمام انعقاد، ضخامت غشاهای حاصله، فلاکس آب خالص عبوری از میان آن ها و نیز عبور دهی شان نسبت به انسولین و البومین افزایش یافته و ایجاد حفرات درشت در بدنه آن ها تسهیل می گردد. از طرفی، افزایش غلظت های peg و ca، همراه با کاهش دمای حمام انعقاد، افزایش پایداری حرارتی و شیمیایی غشاهای حاصله را در پی دارد. همچنین مشاهده شد که استفاده از نسبت های 5.15/10/ 74.5 و 17.5 /10/ 72.5 (وزنی/وزنی/ وزنی) از nmp/peg/ca و غوطه وری فیلم حاصل از آن ها به ترتیب در حمام های انعقاد با دماهای 0 c و 23 c، به ایجاد غشاهایی منجر می شود که ضمن دارا بودن خواص غربالی بهینه و فلاکس عبوری مناسب، از پایداری حرارتی و شیمیایی بیشتری نیز در مقایسه با غشاهای رایج سلولز استاتی مورد استفاده در تصفیه خون برخوردار می باشند.

در این پروژه پلی اترسولفون با جرم مولکولی متوسط 58000 gr/mol برای ساخت غشاهای میکروفیلتراسیون استفاده شده است. روش مورد استفاده جدایی فازی به وسیله رسوب فیلم پلیمری از طریق غوطه ورسازی در حمام ضد حلال بوده است. برای مطالعه ساختار غشاها تصاویر sem و afm آن ها تهیه گردید. اثر پلی وینیل پیرولیدون با جرم مولکولی متوسط 15000 gr/mol به عنوان افزودنی پلیمری و متانول، اتانول، 1-پروپانول به عنوان ضد حلال های افزودنی در محلول پلیمری مورد استفاده برای ساخت غشا مورد مطالعه قرار گرفت محلول های پلیمری متنوع از ترکیب پلی اترسولفون، ان متیل پیرولیدون به عنوان حلال و درصد های متفاوتی از افزودنی پلیمری و افزودنی های ضد حلال تهیه شدند و برای تشکیل غشا در حمام آب مقطر فرو برده شدند. نتایج حاصله نشان می دهند که با افزایش تدریجی درصد وزنی پلی وینیل پیرولیدون در محلول پلیمری ابتدا فلاکس جریان آب خالص و محلول پروتئینی افزایش و سپس کاهش می یابد. در غلظت های بالای افزودنی پلیمری کاهش فلاکس و افزایش درصد جداسازی در غشاهای ساخته شده مشاهده می گردد. بررسی اثر افزودنی ضد حلال نشان می دهند که با افزایش تدریجی درصد افزودنی ضد حلال در محلول پلیمری ساختار غشاها از حفرات بزرگ به حفرات انگشتی و ساختار نا منظم و سپس به ساختاری اسفنجی همراه با لایه بالایی متراکم تغییر می کند. فلاکس های جریان های عبوری از غشاها با افزایش درصد وزنی افزودنی ضد حلال افزایش و درصد جداسازی پروتئین کاهش می یابد.

در این تحقیق با استفاده از مدل سازی ریاضی، تراوایی مخلوط های ch4/h2 در نانوتیوب ها کربن تک دیواره (10،10) در دمای اتاق تعیین شد. شبیه سازی ها پیشین نفوذ بسیار سریع گازهای تک جزئی را در نانوتیوب ها کربنی نسبت به سایر مواد متخلخل نشان داده بود، مخلوط های دو جزئی نیز دارای نفوذ پذیری بالایی در نانوتیوب ها می باشند و در نتیجه غشاء نانوتیوب کربنی دارایفلاکس بسیار بالایی می باشد. فلاکس غشاء برای مخلوط های ch4, h2 به عنوان تابعی از ترکیب درصد و فشار مورد بررسی قرار گرفت. تاثیر عوامل قطری و غیر قطری بر روی ضرایب نفوذ تعیین شد. نتایج نشان دادند که: 1- غشاء نانوتیوب دارای فلاکس بسیار بالاتری نسبت به سایر غشاهای متخلخل می باشد و این نشان می دهد که هرچند نانوتیوب ها دارای حفرات نانومتری هستند و لی بدلیل داشتن دیواره پیوسته با ترکیب درصد یکنواخت متفاوت از زئولیت ها و سایر غربال ها مولکولی می باشند. علاوه بر این آرایش حلزونی اتم کربن بر روی حرکت مولکولی تاثیر دارد. 2- تعیین ماتریس نفوذ لحاظ هر دو عامل قطری و غیر قطری می باشد. 3- فلاکس غشاء نانوتیوب با افزایش فشار خوراک و ترکیب درصد خوراک افزایش می یابد.

جداسازی مخلوط های آلی- آلی با استفاده از فناوری های جداسازی غشائی به دلیل اهمیت ویژه آن در صنایع شیمیایی و پتروشیمیایی، به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. امروزه تراوش تبخیری به دلیل کارایی آن در جداسازی مخلوط های آزئوتروپیک، ایزومرها و ترکیبات حساس حرارتی، عملیات واحدی پایه برای جداسازی مخلوط های مایع آلی- آلی در نظر گرفته می شود. غشاهای مورد استفاده برای جداسازی چهار گروه اصلی از مخلوط های آلی- آلی شامل مخلوط های قطبی – غیر قطبی، آروماتیک- حلقوی، آلیفاتیک- آروماتیک و ایزومرهای آروماتیک از جنس مواد آلی و غیر آلی ساخته می شوند که یکی از کارهای انجام گرفته در این ارتباط، جداسازی اناتول/ اتیل استات در دمای 100-130 c با استفاده از غشاء زئولیتی nay توسط فرآیند تراوش تبخیری می باشد. اما مهمتر از نتایج آزمایشگاهی بدست آمده، ارائه مدلی می باشد که نه تنها برای فهم مناسب مکانیزم های مناسب باشد بلکه برای طراحی مدول های تراوش تبخیری مد نظر قرار گیرد. در واقع یک مدل نه تنها اندازه گیری های آزمایشگاهی را با روابط ریاضی پیش بینی و تایید می کند بلکه توانایی برون یابی خارج از شرایطی که پارامترهای مدل بدست آمده اند را نیز دارا می باشد. در این راستا با استفاده از تئوریماکسول- استفانبه طراحی مدلی پرداخته شده و مدل ارائه شده را با نرم افزار matlab حل کرده و نتایج بدست آمده با نتایج آزمایشگاهی مطابقت داده شده است. نتایج نشان می دهند که برای مخلوط 30% وزنی اتانول که در واقع نقطه آزئوتروپ مخلوط می باشد.، نتایج پیش بینی مدل دارای میانگاین خطای نسبی 85/0% برای ضریب جداسازی و 75/2% برای شار کلی می باشد که از بین مخلوط های موجود بیشترین تطابق را نشان می دهد و با بررسی میانگین خطاهای نسبی مشاهده می کنیم که این مدل توانایی پیش بینی وابستگی های شارهای نفوذی و ضرایب جداسازی با شرایط عملیاتی مختلف نظیر دما، ترکیب درصد خوراک و فشار راد دارا می باشدو نتایج آن تطابق خوبی را با تایج آزمایشگاهی دارند. همچنین مشاهده می شود که از میان شرایط عملیاتی بررسی شده، دما بیشترین تاثیر را بر روی کارایی تراوش تبخیری دارد و میزان این تبعیت از نتایج آزمایشگاهی با استفاده از مدل ارائه شده به خوبی قابل پیش بینی مر باشد چرا که برای ضریب جداسازی، محدوده خطای پیش بینی مدل از 5/0% تا 7% و برای شار کلی، محدوده خطا از 75/2% تا 85/5% مشاهده می شود.

در این تحقیق امکان استفاده از فرآیند تقطیر غشایی بمنظور تصفیه آب از املاح معدنی و حذف ترکیبات آلی مورد بررسی قرار گرفت. نمونه های آب و نمک با غلظت های محتلف و یک نمونه پساب تهیه شده از یک واحد گازی برای انجام آزمایشات مورد استفاده قرار گرفتند. فاکتورهای مختلفی که بر بازدهی فرآیند تقطیر غشایی خلا و کیفیت محصول بدست آمده تاثیر دارند با استفاده از دو غشای پلی پروپیلن و پلی تترا فلوئورواتیلن بررسی گردید. برای انجام آزمایشات از روش طراحی آزمایش تاگوچی استفاده شد. در مورد نمک زدایی از آْب، میزان شار و هدایت الکتریکی جریان عبور کرده از غشا بعنوان پاسخ سیستم مورد بررسی قرار گرفتند. بمنظور اندازه گیری هدایت الکتریکی از دستگاه هدایت سنج استفاده شد. بر اساس نتایج بدست آمده شار محصول با افزایش دمای خوراک، میزان خلا، شدت جریان و کاهش غلظت نمک افزایش یافت. در مورد غشای پلی تترافلوئورواتیلن هدایت الکتریکی محصول بدست آمده مستقل از عوامل مورد بررسی می باشد اما در مورد غشای پلی پروپیلن با افزایش میزان خلا و شدت جریان خوراک، هدایت الکتریکی محصول افزایش می یابد. در بهترین شرایط عملیاتی شامل غلظت 100 g/l ، دما 55 c ، شدت جریان 30 ml/s و فشار خلا 10 mbar بازدهی سیستم از نظر شدت جریان محصول برای غشای پلی پروپیلن 12/90 kg/m2h و برای غشای پلی تترافلوئورواتیلن 17/9 kg/m2h برست آمد. در آزمایشات انجام شده با نمونه پساب تهیه شده، در کنار شار و هدایت الکتریکی، میزان کل کربن آلی محصول نیز مورد بررسی قرار گرفت. در مقایسه با آزمایشات نمک زدایی، تاثیر مشابهی از عوامل مختلف بر روی شار محصول بدست آمده از تصفیه پساب مشاهده شد. هدایت الکتریکی آب بدست آمده در این قسمت از هدایت الکتریکی محصول آزمایشات نمک زدایی بیشتر می باشد و هدایت الکتریکی محصول با افزایش میزان خلا و افزلیش دما، افزایش می یابد. همچنین افزایش شدت جریان در کنار افزایش میزان خلا و افزایش دما موجب افزایش میزان کل کربن الی در محصول بدست آمده شد. در این بخش بهترین محصول با هدایت الکتریکی 29/1 us/cm و کل کربن آلی 10/5 mg/l با استفاد ه از غشای پلی پروپیلن حاصل گردید.

در این مطالعه مدلسازی بروی جداسازی اتیلن از اتان با محلول نیترات نقره در یک تماس دهنده غشایی منفذ دار انجام پذیرفت و اثر دما، فشار، شدت جریان توأمان مایع و گاز و شدت جریان بتنهایی مایع و گاز مورد بررسی قرار گرفت. واکنش تشکیل کمپلکس نقره کرمازا بوده لدا با افزایش دما میزان فلاکس و گزینش پذیری کاهش می یابد در این مطالعه دمای بهینه فرآیند در حدود 40-50 c بدست آمد. با افزایش فشار به علت افزایش فشار نفوذی در بین حفرات غشاء میزان فلاکس و گزینش پذیری افزایش می یابد. در غلظت های بالای نیترات نقره تمایل پیوند یون آزاد نقره با یون های نیترات مجدداً افزایش می یابد و از میزان هیدراته شدن یون نقره کاهد در این مطالعه مقدار ماکزیمم برار محلول 5/3 مولار تعیین شد. با افزایش توأمان شدت جریان گاز و مایع و هم چنین جریان مایع بتنهایی، افزایش در میزان فلاکس اتیلن به علت کاهش مقاومت های لایه مرزی مایع مشاهده گردید اما در خصوص میزان گزینش پذیری در محلول های رقیق نیترات نقره یک حد اقل و در محلول های غلیظ نیترات شده یک میزان حد اکثر مشاهده شد. حد اکثر فلاکس و میزان گزینش پذیری در حالتیکه مایع در طرف لوله گاز در طرف پوسته جریان داشته و دیواره خشک در نظر گرفته می شود بدست آمد.

درین تحقیق با استفاده از فرایند رسوبدهی بوسیله نمک و حلال آنزیم دکستراناز تولید شده توسط قارچ penicillium lilacinum استخراج و تخلیص شده است . بازده و فاکتور خالص سازی رسوبدهی بوسیله سولفات آمونیم به ترتیب 54.74 درصد و 5.8 در ph6.5 و دمای 25 درجه سانتیگراد در برش 50-60 درصد می باشد. رسوبدهی با حلالهای اتانول، استون و ایزوپروپانول نیز صورت گرفت که استون بهترین نتایج را نشان داد. مقدار بازده و فاکتور خالص سازی رسوبدهی با استون به ترتیب 37.9 درصد و 2.2 در ph6.5 و دمای صفر درجه سانتیگراد در برش 30-50 درصد است . علاوه بر بهینه سازی پارامترهای رسوبدهی با استفاده از فاز رسوب ، تحلیل رفتار حلالیتی پروتئین و آنزیم با استفاده از فاز شناور در قالب دیاگرام جداسازی انجام شده است .

تکنولوژی جداسازی توسط غشا، با بهره گیری از توانائیهای خاص خود جایگاه ویژه ای در فرایندهای جداسازی پیدا کرده است . اولترافیلتراسیون یکی از مهمترین فرایندهای این تکنولوژی است که در زمینه جداسازی ذرات ، بویژه پروتئینها قابلیتهای فراوانی دارد. غشاهای مورد استفاده در این فرایند از نوع غشاهای متخلخل بوده و عمدتا پلیمری می باشند. نیروی محرکه لازم برای انتقال جرم، اختلاف فشار بوده که در محدوده بین 2 تا 10 بار اعمال میشود. در مصارف صنعتی، غشاها در بسته های خاصی که مدول نامیده می شود مورد استفاده قرار می گیرند. در استفاده از این غشاها یک سری محدودیتهایی وجود دارد که مهمترین آنها پدیده گرفتگی است . بروز این پدیده موجب کاهش راندمان و عمر مفید غشا می گردد. هدف اصلی این تحقیق بررسی اثر عوامل مختلف بر روی گرفتگی غشاهای اولترافیلتراسیون مورد استفاده در صنایع شیر و روشهای کاهش اثرات آنها می باشد. در تحقیق، ابتدا سیستم جریان متقاطع طراحی گردید و سپس با استفاده از این سیستم آزمایشات انجام شد. نتایج نشان میدهند که مناسبترین شرایط عملیاتی برای فراوری شیر فشار 4 بار و دمای 50 درجه سانتیگراد می باشد که در این حالت سیستم از مقاومت نسبی پایین و فلاکس تراوشی نسبتا بالایی برخوردار است . همچنین نتایج نشان میدهند که سرعت جریان تاثیر چندانی در میزان گرفتگی از خود نشان نمی دهد. مطالعات انجام شده مربوط به شستشوی غشاها نشان می دهد که مدت زمان 20 دقیقه برای آبکشی و 30 دقیقه برای شستشوی شیمیایی مناسب می باشد. در استفاده از مواد شیمیایی مختلف جهت بازیافت فلاکس اولیه تا کنون مخلوط 0/5 درصد هیدروکسیدسدیم و دودسیل سولفات سدیم بهترین نتیجه را داده است .

اولترافیلتراسیون به عنوان یکی از فرایندهای مهم در تکنولوژی جداسازی توسط غشاها قادر است جداسازی را برای ذراتی با ابعاد 1nm تا 0/1 m انجام دهد. این محدوده شامل ابعاد اغلب مولکولهای پروتئین است و از اینرو این فرایند قادر است در جداسازی، تغلیظ و خالص سازی محلولهای پروتئینی نقش مهمی ایفا کند. محلول ژلاتین که از هیدرولیز ناقص بافتهای جانوری حاوی کولاگن بدست می آید یک محلول پروتئینی است که می تواند توسط اولترافیلتراسیون تغلیظ و یون زدایی شود. اما در این فرایند غشاء اولترافیلتراسیون با پدیده گرفتگی مواجه می گردد که با کاهش بازدهی در عملیات جداسازی همراه است . در این پروژه چگونگی وقوع گرفتگی در غشاء اولترافیلتراسیون محلول ژلاتین مورد مشاهده قرار گرفت . ملاحظه گردید که این پدیده در خلال 20 دقیقه نخست از آغاز فرایند با شدت زیاد رخ داده و سپس از اثرگذاری آن کاسته می شود. همچنین نشان داده شد که جذب سطحی ژلاتین روی سطح غشاء اثر قابل توجهی را روی کل گرفتگی مشاهده شده دارد که با افزایش غلظت ژلاتین سهم جذب سطحی افزایش می یابد. برای کاهش شدت گرفتگی بهترین دمای عملیاتی 50 درجه سانتی گراد و سرعت بهینه و اقتصادی 1m/s تعیین شد. همچنین ملاحظه شد که در صورت دور شدن از نقطه ایزوالکتریک ژلاتین، میزان گرفتگی در غشاء بطور چشمگیری کاهش می یابد. جهت شستشوی غشاء بهترین شرایط، عبور محلول 001ˆ0 مولار دودسیل سولفات سدیم در ph12، دمای 30 درجه سانتی گراد با سرعت خطی 1m/s به مدت 30min از روی سطح غشاء پیشنهاد گردید.

مدلهای کیفی آب ابزارهای مفیدی می باشند، که برای شبیه سازی کیفیت آب مورد استفاده قرار می گیرند. این مدلها بسته به شرایط، فاز آلاینده و آلاینده ای که مدل می کنند، با یکدیگر متفاوت می باشند. در این تحقیق یک مدل کیفی فاز آبی، برای تعدادی آلاینده و یک پیکرده آبی تعیین و استفاده شد. پارامترهای دما، نیاز اکسیژن بیوشیمیایی، کل مواد جامد حل شده، کلسیم، منیزیم، کلرید، مس، آهن و سولفات برای قمست رودخانه ای دریاچه سد رسوبگیر مجتمع مس سرچشمه کرمان، برای مجموعه ای از نقاط و در زمانهای مختلف اندازه گیری و بررسی شد. اندازه گیریها نشان داده است که، بیشترین تغییرات غلظت آلاینده ها و پارامترهای مورد بررسی در جهت راستای حرکت طولی می باشد. و تغییرات غلظت در جهات دیگر قابل صرفنظر کردن، می باشد. بر همین اساس مدل انتقال پارامترهای مورد بررسی، یک بعدی در نظر گرفته شد. معادلات حاکم بر مدل انتقال همه آلاینده ها با فرض مستقل بودن آنها از هم بطور جداگانه تعیین شدند. مکانیزم انتقال در این مدلها پهن رفت - پخش است و دارای یک ترم منبع - دررو نیز می باشد. با توجه به مدلهای ارائه شده، رابطه ترم - منبع - دررو، در همه مدلها به یک شکل و بصورت خطی می باشد. این ترم دارای دو بخش است که یکی نشان دهنده مصرف پارامتر همانند واکنش درجه اول، با غلظت آلاینده رابطه مستقیم دارد و دیگری نشان دهنده تولید پارامتر که با هندسه کانال ارتباط پیدا می کند. این بخش برای آلاینده ها، متناسب با شعاع هیدرولیکی، و برای دما متناسب با عمق هیدرولیکی می باشد. مدلهای بدست آمده برای هر پارامتر با مقادیر اندازه گیری شده کالیبره و همچنین با مقادیر اندازه گیری شده دیگری امتحان شدند. مشخص شد که مدلهای بدست آمده با داده های واقعی تطابق خوبی دارند. این نشان دهنده صحت مدل و درستی فرض مستقل بودن مد آلاینده ها از یکدیگر می باشد. بر اساس آنالیز حساسیت انجام شده روی مدل آلاینده ها مشخص شد که مقدار آلاینده ها در قسمت مورد بررسی، بیشتر نسبت به غلظت ورودیهای به دریاچه حساس می باشد، و باید در جهت کاهش این غلظت در ورودیها اقدام شود. بهترین راه، وارد نکردن آلاینده ها به رودخانه شور و وارد کردن آنها با باطله تغلیظ و بالا بردن زمان ماند آب در قسمت رسوبگذار جهت ته نشینی آلاینده ها می باشد.