مقاله غشاء


دنلود مقاله و پروژه و پایان نامه دانشجوئی

مقاله غشاء مربوطه  به صورت فایل ورد  word و قابل ویرایش می باشد و دارای ۶۸  صفحه است . بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دانلود مقاله غشاء نمایش داده می شود، علاوه بر آن لینک مقاله مربوطه به ایمیل شما نیز ارسال می گردد

 فهرست

چکیده. ۱

مقدمه. ۴

فصل اول.. ۷

غشاء. ۸

تاریخچه غشاء. ۸

انواع غشاء: ۱۲

غشاهای ایزوتروپیک: ۱۳

غشاهای با بار الکتریکی (Electrically  Charged  Mem brane): 14

– خواص مواد: ۱۵

– هندسه بافت توخالی: ۱۶

–  فرایند ساخت و تولید: ۱۶

– غشای مویرگی : ۱۷

مقایسه راکتور پر شده و غشایی و بررسی خصوصیات جاذب.. ۱۹

بررسی طرحهای ارائه شده برای جداسازی  در واکنش WGS: 19

مهمترین اهدافی که راکتور واکنش WGS باید تأمین کند: ۲۴

بررسی خصوصیات ماده جاذب (hydrotalcite). 26

معرفی.. ۲۶

خلاصه کارهای اجرایی.. ۲۶

ساختار hydrotalcite. 27

مطالعات بازگشت پذیری با hydoatalcite. 32

مطالعات بازگشت پذیری در یک راکتور فشار بالا روی ماده hydrotalcite. 35

فصل دوم. ۳۸

مدل ریاضی سیستم HAMR.. 38

تئوری:‌ سینتیک واکنش WGS : 41

مدل ریاضی سیستم HAMR : 41

نتیجه گیری و بحث: ۶۴

منابع و مراجع: ۶۵

غشاء

کاربردهای بسیار زیاد غشاء، جایگاه مهمی در تکنولوژی شیمیایی پیدا کرده است، قدرت غشاء درکنترل میزان نفوذ گونه‌های شیمیایی از بین غشاء، خاصیت کلیدی آن به شمار می‌رود. در فرآیند‌های جداسازی، هدف، اجازه دادن به جزئی از یک مخلوط برای نفوذ آزادانه داخل غشاء است واین در حالی است که غشاء از عبور اجزاء دیگر جلوگیری می‌کند.

تاریخچه غشاء

 تحقیقاتی که به صورت جدی روی غشاء انجام شد، توسط دانشمندان قرن ۱۸ صورت گرفت به عنوان مثال Abbe  Nolet در سال ۱۷۴۸ واژه اسمز را برای نفوذ آب از بین یک دیافراگم به کاربرد. غشاها در بین قرنهای نوزدهم و بیستم کاربرد صنعتی یا تجاری نداشتند و تنها به عنوان تجهیزات آزمایشگاهی و برای انجام تئوری‌های فیزیکی/ شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گرفتند. به عنوان مثال برای اندازه‌گیری فشار اسمزی محلول، در سال ۱۸۸۷ غشایی توسط Trauble & Pfeffer ساختند که با قانون وانت‌هوف (van’t Hoff ) کار می‌کرد و رفتار محلولهای خالص ایده‌آل را توضیح می‌داد. به عبارت دیگر این عملیات مستقیما به قانون وانت‌هوف منجر شد.

در همان زمان، نظریه غشای نیمه تراوای انتخابگر به وسیله ماکسول و دیگران (Maxwell  & others) به منظور توسعه تئوری جنبشی گازها ارائه شد. محققین غشاهای نخستین، انواع دیافراگمهایی که در اختیار داشتند مثل مثانه خوک، گاو یا ماهی، و روکش سوسیهایی که از دل و روده حیوانات ساخته می‌شد را مورد آزمایش قرار دادند. بعدها غشاهای ساخته شده از کلودین (نیتروسلولز) (collodion) به دلیل اینکه به صورت تکثیری ساخته می‌شدند مورد توجه قرار گرفتند. بچهولد (Bechhold) در سال ۱۹۰۷ شیوه‌ای برای تهیه غشاهای نیتروسلولزی با اندازه‌های درجه بندی شده‌ای برای منافذ ابداع کرد که باتست حباب انجام می‌شد .  و دیگران به خصوص الفورد (Elford) ، بچمن و زیگموندی (Bachmann & zsigmondy)  و فری (Ferry)  روش بچهولد را ادامه دادند. در طی ۲۰ سال اخیر تکنولوژی تولید غشاهای micro filtration توسط پلیمرها مخصوصا استات سلولز گسترش پیدا کرده است. اولین کاربرد ویژه غشاها در آزمایش آب شرب در انتهای جنگ جهانی دوم بود. آب شرب برای استفاده در آلمان و قسمتهایی از اروپا که شکست خورده بودند تأمین می‌شد. و در آن زمان شدیدا به فیلترهایی برای آزمایش روی آب شرب نیاز بود.

محققین برای توسعه این فیلترها که به وسیله ارتش ایالات متحده مورد حمایت قرار می‌گرفت، تلاشهای زیادی را انجام دادند. ایالات متحده به اولین وبزرگترین تولید کننده غشاهای micro filtration در جهان فعالیت می‌کند. در ۱۹۶۰ اصول علم غشا توسعه پیدا کرده بود. اما غشاها تنها برای تعداد کمی از آزمایشگاهها و کاربردهای ویژه صنعتی کوچک مورد استفاده قرار می‌گرفتند. در آن زمان صنعت غشاهای ویژه وجود نداشت و فروش خالص‌نهایی غشاها برای همه کاربردهای صنعتی بیشتر از ۲۰ میلیون دلار امریکا در سال ۲۰۰۳ نبود. در کاربرد غشاها در فرایندهای جداسازی چهار مشکل وجود دارد:

۱-    غیر قابل اطمینان بودن آنها

۲-    سرعت کم

۳-    گزینش پذیری کم

۴-    قیمت بالا

حل هر کدام از این مشکلات در طی ۳۰ سال انجام شد. کشف اساسی که جداسازی غشایی را از یک کار آزمایشگاهی به یک فرایند صنعتی تبدیل کرد، فرایند لوب- سوریراژان

[Leob – Sourirajan] برای ساخت غشاهای اسمز معکوس anisotropic بدون نقص با شار بالا (high-flux) در سال ۱۹۶۰ بود. [۵]

این غشاها شامل یک فیلم سطحی انتخابگر بسیار نازک برروی یک سطح ضخیم تر هستند و با داشتن منافذی در مقیاس micro () بسیار نفوذ پذیر می‌باشند و می‌توانند نیروی مکانیکی را تامین ‌کنند. شاراولیه غشای اسمز معکوس که توسط لوب – سوریراژان ساخته شده بود ۱۰ برابر بیشتر از غشایی بود که قبلا برای فرایند اسمز معکوس ساخته شده بود. کار لوب- سوریراژان و تحقیقات بسیاری از محققین و تقبل هزینه‌ها توسط وزارت داخلی امریکا و سازمان آبهای شور ((OSW) Office  of  Salive  Water) به تجاری کردن فرایند اسمز معکوس انجامید و عامل مهمی در گسترش Ultra filtrtion وMicro filtration  به شمار می‌رفت.

همچنین الکترودیالیز- به وسیله کمکهایی که از یافته‌های OSW گرفته شد- گسترش پیدا کرد. به طور همزمان با گسترش کاربردهای صنعتی غشاء، غشاها به طور مستقل برای فرایند‌های جداسازی در پزشکی به ویژه در ساخت کلیه مصنوعی گسترش پیدا کردند.

دبلیو. جی. کالف[W.J.Kolf]  اولین موفقیت کلیه مصنوعی را در سال ۱۹۴۵ در نترلند Netherland)) نشان داد و تقریباً ۲۰ سال برای تکنولوژی فیلتراسیون در مقیاس بزرگ زمان صرف شد، اما این تحقیقات در سال ۱۹۶۰ کامل شد. از آن به بعد، استفاده غشاء در عضوهای مصنوعی اقدام مهمی در نجات جان انسانها به شمار می‌رفت. بیش از ۰۰۰/۸۰۰ نفر که هم اکنون کلیه مصنوعی دارند بر این مهم صحه می‌گذارند و هر سال بیش از میلیونها نفر تحت عمل جراحی قلب باز- با روشی که امکان اکسیژن دادن به خون به وسیله غشاء را فراهم می‌کند.- قرار می‌گیرند.

در دوره سالهای ۱۹۶۰ تا ۱۹۸۰ تغییرات چشمگیری در وضعیت تکنولوژی غشاء به وجود آمد. فرایندهای شکل‌گیری انواع دیگر غشا بر مبنای اصول روش لوب- سوریراژان شامل پلیمریزاسیون interfacial و ریخته‌گری کامپوزیتهای چند لایه و پوشش دهی آنها، به منظور ساخت غشاهای با عملکرد بهتر، توسعه پیدا کرد. استفاده از این فرایندها، ساخت غشاهایی با لایه‌های انتخابگر selective layers)) به ضخامت  یاکمتر – که هم اکنون توسط تعدادی از کمپانی‌ها تولید می‌شوند- را به دنبال داشت. در سال ۱۹۸۰، میکروفیلتراسیون (microfiltration) ، آلترافیلتراسیون (ultrafiltration) ، اسمز معکوس (reverse osmosis) و الکترودیالیز electro dialysis)) ، فرآیندهایی بودند که در بسیاری از واحدها در سراسر جهان انجام می‌شدند. تحول مهمی که در سال ۱۹۸۰ روی داد، ظهور غشاهای صنعتی درفرایندهای جداسازی گازها بود. اولین تحول بزرگی که در این زمینه انجام شد، غشایی بود که توسط مونسانتو پریسم Monsanto Prism]] در سال ۱۹۸۰ برای جداسازی هیدروژن ارائه شد. [۷] در ظرف چند سال دو (Dow) سیستمهایی برای جداسازی نیتروژن از هوا تولید کرد و سینارا وسپارکس Cynara  & Separex)) سیستمهایی برای جداسازی دی‌اکسید کربن از گاز طبیعی تولید کردند. تکنولوژی جداسازی گازها به سرعت رشد و گسترش پیدا کرد، علاوه بر اینکه رشد قابل توجهی در سالهای اخیر به چشم می‌خورد. آخرین پیشرفتها در سال ۱۹۸۰ به وسیله GFT که یک کمپانی کوچک مهندسی آلمانی بود انجام شد.  در این کمپانی اولین سیستم Pervaporation تجاری برای هیدروژن زدایی الکلها به کار گرفته شد. بیش از ۱۰۰ واحد هیدروژن زدایی Pervaporation برای ایزوپروپانول و اتانول هم اکنون در حال نصب هستند.

 انواع غشاء:

 در واقع غشاء چیزی جز یک فصل مشترک نازک منفصل نیست که نفوذ گونه‌های شیمیایی را که با آن ارتباط دارد، تعدیل و کنترل می‌کند. این فصل مشترک ممکن است از نظر مولکولی همگن باشد، به عبارت دیگر ساختار و ترکیبی کاملا یکنواخت داشته باشد و یا اینکه از نظر فیزیکی یا شیمیایی ناهمگن باشد به عنوان مثال داشتن سوراخها و منافذ با اندازه‌های محدود و معین و یا داشتن ساختار متفاوت در لایه‌ها. یک صافی نرمال با این توضیحات غشا نامیده می‌شود. براساس قرارداد، فیلترها معمولا برای جداسازی سوسپانسیونهای خاصی که ذرات آنها بزرگتر از ۱ تا ۱۰ میکرومتر هستند، استفاده می‌شوند مهمترین انواع غشاها به صورت شماتیکی در شکل زیر نشان داده شده‌اند و به صورت خلاصه توضیح داده شده‌اند:

 

غشاهای ایزوتروپیک:

Microporous  Membrane –:‌

 ساختار و عملکرد غشای microporous بسیار شبیه به فیلترهای معمولی است. آنها ساختاری انعطاف پذیر با فضایی زیاد دارند که منافذ به صورت تصادفی (randomly) توزیع شده‌اند. تفاوت اندازه منافذ این نوع غشاء با فیلترهای معمول در قطر بسیار کم آنها در حدود ۰٫۰۱ تا ۱۰  میکرومتر است. ذراتی که از بزرگترین منافذ غشاء، بزرگتر باشند نمی‌توانند از غشاء عبور کنند. ذراتی که از بزرگترین منافذ غشاء کوچکتر باشند و همچنین بزرگتر از کوچکترین منافذ غشاء باشند به صورت مختصری بر طبق توزیع سایز منافذ غشاء پذیرفته می‌شوند. ذراتی که بسیار کوچکتر از کوچکترین منافذ غشاء باشند، از بین غشاء عبور خواهند کرد. بنابراین جداسازی محلولها به وسیله غشاهای microporous اساسا تابعی از سایز مولکولها و توزیع سایز منافذ است. به طور کلی عملا تنها مولکولهایی که تفاوت قابل ملاحظه‌ای در سایز دارند، می‌توانند به وسیله غشاهای microporus جدا شوند. به عنوان مثال Ultra filtration,Microfiltatiopn.

Non porous,Dense  Membeane:

Non porous,Dense  Membeane، شامل یک فیلم فشرده تراواست که فرایند انتقال آن از طریق نفوذ با نیرو محرکه فشار، غلظت یا اختلاف پتانسیل الکتریکی است. جداسازی ترکیبات مختلف یک مخلوط مستقیما به نرخ انتقال آن از بین غشاء بستگی دارد و به وسیله انحلال پذیری آن جزء در مواد غشاء تعیین می‌شود. بنابراین غشای متراکم غیر متخلخل در صورتی می‌تواند اجزاء تراوا را با سایزهای مختلف جدا کند که انحلال پذیری اجزاء در غشا متفاوت باشد. بیشتر غشاهایی که در فرآیندهای جداسازی گازها، pervaporation و اسمز معکوس مورد استفاده قرار می‌گیرند. غشاهایی متراکم (Dense) هستند. این نوع غشاء معمولا برای داشتن شار بهتر ساختاری anisotropic دارند.

غشاهای با بار الکتریکی (Electrically  Charged  Mem brane):

 

70,000 ریال – خرید

تمام مقالات و پایان نامه و پروژه ها به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد.

 جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید. 

 

مطالب پیشنهادی: برای ثبت نظر خود کلیک کنید ...

براي قرار دادن بنر خود در اين مکان کليک کنيد
به راهنمایی نیاز دارید؟ کلیک کنید


جستجو پیشرفته مقالات و پروژه

سبد خرید

  • سبد خریدتان خالی است.

دسته ها

آخرین بروز رسانی

    پنجشنبه, ۱۸ آذر , ۱۳۹۵

اولین پایگاه اینترنتی اشتراک و فروش فایلهای دیجیتال ایران
wpdesign Group طراحی و پشتیبانی سایت توسط دیجیتال ایران digitaliran.ir صورت گرفته است
تمامی حقوق برایdjkalaa.irمحفوظ می باشد.