nx دارای 12 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد nx کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
این پروژه توسط مرکز nx2 آماده و تنظیم شده است
توجه : در صورت مشاهده بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي nx،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد
بخشی از متن nx :
استخراج با سیالات فوق بحرانی (SCF) و كاربردهای آن در فرآیندهای جداسازی
چكیده:یكی از روش‌های جدید كه در ده دهه اخیر برای تخلیص مواد اولیه پیشنهاد شده، استخراج به وسیله سیالات فوق بحرانی (Super Critical Fluid, SCF) است. در این روش جداسازی، از یك گاز متراكم در حالت فوق بحرانی (سیال تحت شرایط دما و فشاری بالاتر از مقادیر بحرانی آن) به عنوان حلال استفاده می‌شود. با وجود اینكه فرآیند استخراج با SCF در فشارهای بالا انجام می‌شود و این موضوع هزینه‌های اولیه سرمایه‌گذاری را به شدت افزایش می‌دهد، ولی در مجموع این روش برای بعضی فرآیندها مقرون به صرفه تشخیص داده شده است.
سیالات فوق بحرانیدر شرایط پایین‌تر از نقطه بحرانی تعادلات بخار ـ مایع به صورتی است كه فاز بخار در بالاتر از سطح جدایش دو فاز و مایع در پایین سطح قرار می‌گیرد. با افزایش دما و فشار، به تدریج دانسیته مایع كاهش یافته و دانسیته گاز زیاد می‌شود. در نقطه بحرانی دانسیته دو فاز با یكدیگر برابر می‌شود و تشخیص سطح جدایش دو فاز غیرممكن است. سیال در شرایط دما و فشار بالاتر از نقطه بحرانی، سیال فوق بحرانی نامیده می‌شود.
برای اولین بار، بارون چالز كاگنیاید، آزمایش‌های تجربی برای درك ماهیت سیال فوق بحرانی انجام داد. او یك ماده خالص را در یك محفظه شیشه‌ای بسته قرار داد و پی برد كه با گرم كردن محفظه در یك دمای مشخص، سطح جدایش فازهای بخار ـ مایع از بین می‌رود.
ناپدید شدن تمایز بین دو فاز بخار ـ مایع در شكل 1 نشان داده شده است. همانطور كه مشاهده می‌شود، با گرم كردن فازها (سل a)، به تدریج دانسیته دو فاز به هم نزدیك شده (سل b) و در نهایت تمایز بین دو فاز مایع و بخار در نقطه بحرانی از بین می‌رود و دانسیته‌ها با هم برابر می‌گردند (سل c).
برخلاف مایع، در شرایط فوق بحرانی، تغییر ناچیزی در Tیا P و یا هر دو، تغییرات شدیدی در خواص فیزیكی به ویژه دانسیته سیال ایجاد می‌كند. این موضوع در استخراج بسیار مفید می‌باشد، زیرا باعث می‌گردد كه بازیابی مواد استخراجی با انبساط ناگهانی حلال فوق بحرانی انجام گیرد و با جداسازی كامل حلال، مشكلات ناشی از مسمومیت محصولات توسط حلال برطرف می‌شود. از مزایای دیگر سیال فوق بحرانی، این است كه قدرت حلالیت در حدود مایع بوده و خصوصیات انتقالی آنها در حدود گازها می‌باشد. شكل 2، تغییرات دانسیته CO2 با فشار را در دماهای مختلف نشان می‌دهد. این شكل نشان می‌دهد كه در شرایط نزدیك به نقطه بحرانی، تغییرات دانسیته با دما شدید است. از آنجایی كه با افزایش دانسیته، حلالیت هم افزایش می‌یابد، لذا در فشار بالا می‌توان عملیات استخراج را انجام داد و بازیابی نیز با انبساط ناگهانی مخلوط انجام می‌شود.
شكل 1: عكس‌های واقعی از ایجاد سیال فوق بحرانی در یك ظرف شیشه‌ای
انتخاب حلالیت فوق بحرانیمهمترین مساله‌ای كه در طراحی فرآیند استخراج با سیال فوق بحرانی باید پاسخ داده شود، انتخاب حلال می‌باشد. با انتخاب حلال مناسب، هزینه‌های عملیاتی كاهش یافته و خلوص محصولات افزایش می‌یابد. حلال مصرفی باید ارزان و غیرسمی بوده و قدرت حلالیت بالایی را داشته باشد. حلال‌هایی نظیر N2O به علت قابلیت انفجار در فشارهای بالا، گزینه مناسبی در استخراج با SCF نمی‌باشند. برخی دیگر مانند SF6 و Xe گران گران قیمت بوده و برخی چون آب و NH4 به سبب دما و فشار بحرانی بالا، هزینه‌های عملیاتی را به شدت افزایش می‌دهند. اولین انتخاب در استخراج فوق بحرانی، حلال CO2 می‌باشد كه برخی از خصوصیات آن به شرح زیر است:
• دما و فشار بحرانی نسبتاٌ پایین (31 درجه سانتیگراد و 73 اتمسفر)؛• مناسب برای استفاده در فرآیندهای صنایع غذایی؛• ارزان قیمت؛• قابل دسترس بودن؛
• غیرقابل سمی بودن، غیرقابل اشتعال بودن و بی‌اثر بر روی بسیاری از مواد.به رغم خصوصیات خوب مذكور، CO2 حلال خوبی برای مواد قطبی نمی‌باشد و باید اصلاح كننده‌هایی چون H2O, CH3CN, CH3OH (در حدود 1 تا 100 درصد وزنی) به CO2 اضافه شود. در برخی موارد نیز از حلال‌هایی غیر از CO2 استفاده می‌شود.روش عملیاتی استخراج با SCF
برای درك بهتر فرآیند استخراج با SCF، شماتیك ساده این فرآیند در شكل 3 نشان داده شده است. در مرحله بارگیری (Loading) مخلوط خوراك در تماس مستقیم با جریان SCF قرار می‌گیرد و مواد قابل حل استخراج و وارد جریان SCF می‌شود. در این شرایط، یك یا چند ماده از مخلوط خوراك توسط حلال فوق بحرانی (در اینجا CO2) جدا می‌گردد. شرایط را می‌توان طوری تنظیم نمود كه تنها تركیبات موردنظر جدا شوند كه این شرایط بستگی به نوع حلال، فشار و دما دارد.
با كاهش دما و فشار در یك جداساز (Separator)، می‌توان مواد حل شده در سیال فوق بحرانی را بازیابی نمود. سپس حلال، سرد شده و به مایع تبدیل می‌گردد و بعد از جمع‌آوری در یك مخزن به مبدل حرارتی انتقال داده می‌شود تا به شرایط بالاتر بحرانی برسد و دوباره به مخزن استخراج فرستاده شود. این سیكل تا بازیابی كامل مواد موردنظر ادامه می‌یابد.برخی از مزایای استخراج با سیال فوق بحرانی نسبت به استخراج معمولی موارد زیر می‌باشد:
• در استخراج با سیال فوق بحرانی، زمان انجام فرآیند، كاهش چشمگیری دارد.• انتخاب‌پذیری بالاست.• برخلاف استخراج معمولی، تغییر در قدرت حلالیت با تغییر فشار به آسانی انجام می‌شود.• عموماً حلال‌های به كار گرفته شده در استخراج با SCF مشكلات زیست‌محیطی ندارد.
• مصرف حلال در این نوع استخراج به مراتب كمتر از استخراج معمولی می‌باشد.• بازیابی حلال آسان است.
شكل 2: تغییرات دانسیته CO2 با فشار در دماهای مختلفكاربردهای استخراج با SCF
در سال‌های اخیر، كاربردهای متعددی برای تكنولوژی سیالات فوق بحرانی (SCF) در زمینه‌های خوراكی، دارویی، مواد معطر و همچنین صنایع نفتی پیشنهاد شده است. همچنین كاربردهای جدیدی از این تكنولوژی در صنایع اولترافیلتراسیون و ناوفیلتراسیون ارائه گردیده است.حال برخی از كاربردهای استخراج با SCF كه تا كنون در صنعت به اجرا درآمده‌اند، معرفی می‌شوند.استخراج مواد شیمیایی از گیاهان
یكی از كاربردهای این روش، استخراج پیرپترین (Pyrethrine) از گل‌های خشك شده می‌باشد. پیرپترین حشره‌كش بسیار ایمنی می‌باشد، زیرا برای حیوانات خونگرم غیرسمی بوده، در حالی كه برای حشرات بسیار سمی است. همچنین در اثر مجاورت طولانی با هوا و نور تجزیه می‌گرد. در نتیجه از تجمع آن در محیط جلوگیری می‌شود و باعث می‌گردد كه از مقاومت حشرات در مقابل سم ممانعت گردد.
روش معمول برای جدا كردن پیرپترین، به كار بردن هگزان در عملیات لیچینگ گل‌ها می‌باشد. سایر تركیبات نظیر اسیدهای چرب اولیه، آلكان‌ها و كلروفیل‌های رنگ دانه توسط متانول بی‌رنگ شده و با زغال چوب فیلتر می‌گردد و متانول آن نیز تا حدی كه غلظت آن در فرمولاسیون حشره‌كش مجاز باشد، خارج می‌شود.
استفاده از حلال‌ها در شرایط فوق بحرانی برای استخراج این ماده در حال حاضر به صورت صنعتی درآمده است. در فرآیندهای جدید، محصول پیرپترین بی‌رنگ، شفاف و عاری از حلال در یك مرحله تولید می‌گردد. كلروفیل و سایر رنگ دانه‌های گیاهی نیز در آن حضور ندارد. برای افزایش حلالیت پیرپترین از كمك حلال‌های اتانول و متانول استفاده می‌شود.استخراج داروهای ضدسرطان از گیاهان نیز با این روش پیشنهاد شده است. تا به حال به دست آوردن تركیبات ضدسرطان از یك گیاه، توسط روش‌های استاندارد استخراج با حلالیت صورت می‌گرفته و به علت آلوده شدن با حلال مجوز مصرف كلینیكی را بدست نمی‌آورد. این داروها توسط دی‌اكسید كربن فوق بحرانی بدون آلودگی قابل تولید هستند.
شكل 3: شماتیك فرآیند استخراج با سیال فوق بحرانی
هسته‌زایی سیال فوق بحرانیاز كاربردهای جدید SCF، ایجاد هسته‌زایی با استفاده از این سیالات می‌باشد. می‌توان با این روش، ذرات با توزیع اندازه یكنواخت تولید نمود. همچنین با بكارگیری این روش به تجهیزات جانبی برای تنظیم توزیع اندازه محصول كریستاله نیاز نداریم و محصول خصوصیات لازم برای كاربردهای بعدی در صنایع شیمیایی، تولید رنگ، پلیمر، صنایع دارویی و مواد محترقه را داراست.شكل 4، نمونه‌ای از فرآیندهای صنعتی هسته‌زایی را نشان می‌دهد. ابتدا ماده جامد در یك مخزن استخراج بارگذاری می‌شود. سپس یك گاز مناسب، مانند CO2، را از میان مخزن عبور می‌دهند و بعد از انبساط ناگهانی حلال، ذرات تشكیل شده در یك مخزن جمع‌آوری می‌شود. CO2 را دوباره كمپرس كرده و به مخزن استخراج برمی‌گردانند. شكل 5، ذرات بتا ـ استرادیول را قبل و بعد از هسته‌زایی نشان می‌دهد.
كافئین‌زدایی از دانه‌های سبز قهوهدر گذشته برای جداسازی كافئین از قهوه، فرآیند استخراج با متیلن كلراید استفاده می‌شد. امروزه مزایای سیال فوق بحرانی باعث گردیده كه CO2 فوق بحرانی برای كافئین‌زدایی قهوه مورد توجه قرار گیرد.فرآیند كافئین‌زدایی در شكل 6 نشان داده شده است. ابتدا استخراج كننده (T-201) با دانه‌های مرطوب قهوه پر می‌شود. سپس CO2 فوق بحرانی موجود در تانك نگهدارنده (TK-202) از دانه‌های قهوه در بسترهای استخراج كننده عبور داده می‌شود. در مرحله بعد، جریان CO2 غنی از كافئین به ستون شستشو با آب (T-202) برده شده و بعد از تماس CO2 فوق بحرانی با آب، 995% از كافئین آن دفع می‌شود. در واحد اسمز معكوس (RO-201) كافئین از آب جدا شده و برای خشك شدن به بخش خشك‌كن فرستاده می‌شود (جریان 7).
ادامه خواندن مقاله استخراج با سيالات فوق بحراني (SCF) و كاربردهاي آن در فرآيندهاي جداسازي
نوشته مقاله استخراج با سيالات فوق بحراني (SCF) و كاربردهاي آن در فرآيندهاي جداسازي اولین بار در دانلود رایگان پدیدار شد.