|
عنوان
|
مطالعه آزمایشگاهی جداسازی محلول ۲- بوتانول و آب با استفاده از امواج اولتراسونیک
|
|
نوع پژوهش
|
پایان نامه های تقاضا محور و غیر تقاضا محور
|
|
کلیدواژه‌ها
|
واژگان کلیدی: اتمیزاسیون اولتراسونیک، جداسازی ۲- بوتانول، طراحی آزمایش
|
|
چکیده
|
چکیده: مطالعه آزمایشگاهی جداسازی محلول ۲- بوتانول و آب با استفاده از امواج اولتراسونیک با توجه به مسائل اقتصادی ومصرف روز افزون انرژی ناشی از فرایند های جداسازی، فرآیند تقطیر مرسوم که با استفاده از حرارت صورت می‌گیرد با مصرف انرژی قابل توجهی همراه است، در نتیجه فناوری‌های جداسازی جایگزینی که نوید کاهش مصرف انرژی را می‌دهند، توجه محققان و متخصصان را به خود جلب می‌کند. اخیرا، روش جدیدی برای جداسازی با استفاده از آنچه به عنوان تقطیر اولتراسونیک از آن یاد می‌شود، ادعا شده است. طی این فرایند، بخار و مه با استفاده از امواج اولتراسونیک با فرکانس بالا تولید شد که سپس توسط جریان هوا منتقل می‌شود. هدف از این تحقیق بررسی‌های مقدماتی و مطالعات کتابخانه ای بر روی جداسازی سازی آب از۲-بوتانول به روش اولتراسونیک می‌باشد. در انجام این آزمایش طراحی و ساخت دستگاه اولتراسونیک حائز اهمیت است که این امر دارای پیچیدگی و ملزم به نوآوری در این خصوص می‌باشد که طی این پژوهش دستگاه مربوطه متناسب با فرایند جداسازی آب از ۲-بوتانول طراحی شده است. یکی از عوامل موثر در خصوص نحوه‌ی هدایت مه های خروجی از دستگاه اولتراسونیک می‌باشد، که برای این منظور از یک کمپرسور هوا برای انتقال بخار با جریان ثابت به قسمت کندانسور استفاده شد.از کندانسور جهت فرایند میعان استفاده شد. در قسمت بالای ستون اولتراسونیک، محفظه ای جهت ورود هوا توسط کمپرسور طراحی شده است تا بخار و مه وارد قسمت کندانسور شود. در این پژوهش عوامل متعددی در غنی سازی ۲- بوتانول از آب توسط امواج اولتراسونیک، بررسی شده است که عبارت است از۱: دمای محلول آب و ۲- بوتانول، ۲: فرکانس پیزوالکتریک، ۳: زمان، ۴: ارتفاع ستون اولتراسونیک هرکدام از پارامترهای ذکر شده در بالا به صورت جداگانه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته اند. همچنین با استفاده از نرم افزار می‌تب بخش طراحی آزمایش اثر گذاری پارامتر ها مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته شد و مطابق نتایج حاصل شده، پارامتر ارتفاع ستون اولتراسونیک بیشترین تأثیر را در غنی سازی ۲- بوتانول طی فرایند اولتراسنیک دارد. در خصوص بررسی پارامتر زمان، افزایش زمان از ۵ به ۱۵ دقیقه سبب افزایش غنی سازی ۲- بوتانول پس از فرایند اتمیزاسیون شد. با تغییر فرکانس مبدل پیزوالکتریک از ۷/۱مگاهرتز به ۴/۲مگاهرتز درصد حجمی ۲- بوتانول پس از فرایند اولتراسونیک افزایش یافت. همچنین با افزایش دما از ۲۰ به ۴۰ درجه سانتی‌گراد سبب افزایش جنبش مولکولی سیال و در نهایت باعث کاهش درصد حجی نهایی ۲- بوتانول شد. همچنین برای اولین بار تأثیر ارتفاع ستون در فرایند اولتراسونیک بررسی شد. نتایج حاصل از تأثیر ارتفاع نشان می‌دهد که افزایش ارتفاع در ستون، علاوه بر اینکه باعث می‌شود تا بخار ورودی به کندانسور کاهش یابد، موجب کاهش غنی سازی ۲-بوتانول در خروجی کندانسور نیز می‌شود. کاهش میزان جداسازی ۲-بوتانول در ارتفاع های بالا درستون اولتراسونیک به دلیل فشار وارد شده از طرف محلول به مبدل اولتراسونیک می‌باشد. واژگان کلیدی: اتمیزاسیون اولتراسونیک، جداسازی ۲- بوتانول، طراحی آزمایش
|
|
پژوهشگران
|
امیر کلافی (دانشجو)، محمدرضا شیخ الاسلامی بورقانی (استاد راهنما)، عبدالرضا مقدسی (استاد راهنما)
|