8 نتیجه برای فیلتراسیون
مجید حبیبی محرز، فریده گلبابایی، ایل ج یو، اصغر صدیق زاده، محمد علی منصورنیا، سمیه فرهنگ دهقان،
دوره 8، شماره 1 - ( 1-1397 )
چکیده
مقدمه: نانوالیاف ساخته شده از طریق فرآیند الکتروریسی گزینه مناسبی جهت ساخت بسترهای فیلترکننده ذرات ریز مقیاس معرفی شده اند. مطالعه حاضر با هدف ساخت بسترهای نانولیفی پلی اورتان از طریق فرآیند الکتروریسی و بررسی تاثیر پارامترهای مختلف از قبیل دانسیته فشردگی، سرعت سطحی فیلتراسیون و نوع ذره تست بر راندمان فیلتراسیون نانو ذرات از هوا و عامل کیفیت بسترهای نانولیفی پلی اورتان انجام گرفت.
روش کار: بسترهای نانولیفی از طریق فرآیند الکتروریسی محلول پلیمر پلی اورتان (15 درصد وزنی) با سیستم حلال متشکل از دی متیل فرمامید و تتراهیدروفوران با نسبت اختلاط 3 به 2 تولید گردیدند. سپس سیستم تست عمل کرد فیلتراسیون در آزمایش گاه گروه مکانیک سیالات دانشگاه هانیانگ کشور کره جنوبی ساخته شد و راندمان فیلتراسیون و افت فشار بسترهای تولیدی مورد بررسی قرار گرفتند.
یافته ها: افزایش مدت زمان الکتروریسی، موجب افزایش دانسیته فشردگی، افت فشار اولیه و راندمان فیلتراسیون بسترها می شود وعامل کیفیت بسترها به دلیل افزایش افت فشار کاهش می یابد. با افزایش زمان الکتروریسی از 15 دقیقه به 45 دقیقه، افت فشار بستر از 7 به 32 پاسکال افزایش یافته و میانگین درصد کارایی به طور متوسط بین 10-9 درصد برای ذرات تست KCl و DEHS اضافه شد.هم چنین نتایج نشان داد که با افزایش سرعت سطحی از 2 سانتی متر در ثانیه به 5 و 10 سانتی متر در ثانیه، راندمان فیلتراسیون برای ذرات با اندازه کم تر از 425 نانومتر و عامل کیفیت در تمامی سایزها کاهش می یابد.
نتیجه گیری: با توجه به نتایج فوق می توان نتیجه گیری نمود که بسترهای ساخته شده از لحاظ راندمان فیلتراسیون و عامل کیفیت مقادیر قابل قبولی را به منظور کاربردهای فیلتراسیونی دارا می باشند. علاوه براین ضخامت و وزن پایه کم و هم چنین سهولت در تولید نیز از دیگر مزایای بسترهای نانولیفی نسبت به بسترهای معمول می باشد.
زهرا اعلائی، روح اله قاسمی، محمدرضا پورمند، علی کریمی، انسیه ماسوریان، فریده گلبابایی،
دوره 12، شماره 2 - ( 4-1401 )
چکیده
مقدمه: تولوئن از رایجترین نوع ترکیبات آلی فرار است که سمی بوده و سبب آسیب کبد و کلیه می شود. این ترکیب در بسیاری از صنایع شیمیایی به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. از این رو حذف تولوئن از جریان هوای خروجی صنایع دارای اهمیت است. بنابراین هدف از انجام این مطالعه، بررسی مقایسه ای نقش کربن فعال دست نخورده و تثبیت شده با باکتری سودوموناس پوتیدا و همچنین بررسی عملکرد سیستم بیوفیلتراسیون باکتری سودوموناس پوتیدا تثبیت شده بر کربن فعال به منظور جذب و تجزیه تولوئن از جریان هوا در یک سیستم بیوفیلتراسیون و احیا کربن فعال است.
روش کار: ابتدا به منظور رشد باکتری، پیش کشت به مدت 24 ساعت بر روی انکوباتور شیکردار با سرعت 150rpm در دمای 30 درجه سانتی گراد قرار گرفت و سپس باکتری ها بر روی کربن فعال قرار داده شدند و عمل تثبیت صورت گرفت. در ادامه 2 ستون با کربن فعال دست نخورده و کربن فعال تثبیت شده با باکتری پر شد. کارایی هر کدام از سیستم ها با حجم بستر، گذر حجمی گاز و تراکم های مختلف از آلاینده در دو سیکل مورد بررسی قرار گرفت. سیکل اول به منظور بررسی میزان کارایی دو سیستم در حذف تولوئن و سیکل دوم به منظور بررسی احیای کربن فعال بعد از خاموشی سیستم صورت گرفت. به منظور بدست آوردن مقدار جذب تولوئن در سیستم بیوفیلتراسیون، تراکم های مختلفی از تولوئن ساخته و به سیستم وارد شد. با نمونه برداری از ورودی و خروجی ستون ها و تزریق نمونه ها به دستگاه گاز کروماتوگرافی مقدار کارایی حذف تولوئن در شرایط مختلف مطالعه بدست آمد.
یافته ها: نتایج تست های آماری نشان داد که افزایش حجم بستر و کاهش گذر حجمی گاز کارایی حذف تولوئن را به طور چشمگیری افزایش می دهد. نتایج عملکرد بیوفیلتر نشان داد که حداکثر کارایی کربن فعال دست نخورده و تثبیت شده در سیکل اول به ترتیب معادل %95 و %89 در مدت زمان 14 ساعت بود. کربن فعال تثبیت شده در سیکل دوم توانایی جذب تولوئن را با کارایی %81 داشته در حالی که کربن فعال دست نخورده به مراتب کارایی خیلی کمتری از خود نشان داد و این مقدار تقریبا %28 بود. همچنین با توجه به معنی داری در اختلاف میانگین کارایی ها می توان بهترین عملکرد سیستم را در جریان هوای 1 لیتر بر دقیقه، تراکم ورودی 45 پی پی ام و حجم بستر 260 میلی لیتر مشاهده نمود.
نتیجه گیری: کارایی حذف تولوئن در کربن فعال دست نخورده در سیکل اول بالاتر از کربن فعال تثبیت شده بود اما در سیکل دوم کارایی حذف کربن فعال تثبیت شده به مراتب بالاتر از کربن فعال دست نخورده بود. که می توان نتیجه گرفت، کربن فعال تثبیت شده توسط باکتری های موجود احیا شده و این عمل طول عمر و ظرفیت کربن فعال را افزایش می دهد.
مقداد کاظمی، صبا کلانتری، علیرضا عباسی، عباس رحیمی فروشانی، حسین مولوی، امیرحسین منتظمی، فریده گلبابایی،
دوره 13، شماره 1 - ( 1-1402 )
چکیده
مقدمه: در سالهای اخیر ساخت مدیاهای تصفیهکننده هوا و بهویژه فیلترهای نانوالیافی با استفاده از مواد پلیمری و روش الکتروریسی در بحث کنترل آلودگی هوا بسیار موردتوجه قرار گرفته است. تولید مدیایی با کارایی بالا و افت فشار پایین موضوعی مهم در بحث فیلتراسیون هوا میباشد که مطالعات اخیر یافتههای خوبی را در این خصوص در بسترهای نانوالیافی ارائه کرده است. مطالعه حاضر با هدف امکانسنجی ساخت مدیایی از جنس پلیاتیلن ترفتالات (PET) الکتروریسی شده جهت ربایش ذرات زیرمیکرونی و میکرونی از جریان هوا انجام گرفته است.
روش کار: بهمنظور تعیین شرایط بهینه دستگاهی در ساخت مدیای PET، ابتدا طی یک مطالعه پایلوت درصدهای مختلف وزنی از محلول پلیمری PET در مخلوطی از تری فلورو استیک اسید (TFA) و دیکلرومتان (DCM) (70:30) تهیه و نیز پارامترهای مختلف دستگاهی الکتروریسی محلول (دو پمپ مدل ESDP30) موردبررسی و آنالیز قرار گرفت و تحت شرایط بهینه مذکور، فرآیند الکتروریسی انجام شد. بهمنظور بررسی خصوصیات سطحی و مورفولوژیک مدیاهای نانوالیافی تولیدشده در شرایط بهینه، از SEM و برای ارزیابی میزان افت فشار و کارایی به دام اندازی ذرات، از دستگاه تست کارایی و افت فشار ماسک و مدیا استفاده شد.
یافته ها: بر اساس یافتههای مطالعه، شرایط بهینه الکتروریسی محلول پلیمری PET در غلظت 20% وزنی به دست آمد. بر اساس نتایج، میانگین قطر نانوالیاف در مدیاهای تولیدی در شرایط بهینه، 163±600 نانومتر به دست آمد که دارای افت فشار 5.5±26.33 پاسکال، کارایی 1.67±97.42 درصد برای ذرات زیر میکرون و 0.21±99.85 درصد برای ذرات میکرونی و مقدار فاکتور کیفیت برابر با 0.1740 بود.
نتیجه گیری: مدیاهای تولیدشده، توانایی ربایش و حذف ذرات از جریان هوا را برای ذرات زیر میکرونی در گستره 99-96 درصد و برای ذرات میکرونی در گستره 100-99 درصد و میانگین افت فشار 5.5±26.33 پاسکال دارا هستند.
سیاوش آزاد، یوسف رشیدی، فریده گلبابایی،
دوره 13، شماره 2 - ( 4-1402 )
چکیده
مقدمه: پارامترهای مهم ارزیابی عملکرد ماسکهای حفاظت تنفسی ذرات، کارایی فیلتراسیون و مقاومت تنفسی فیلتر ماسک در برابر عبور جریان هوا است که این دو پارامتر با هم رابطهای مستقیم داشته و بهطور معمول، با افزایش هرکدام، دیگری نیز افزایش مییابد. پژوهشهایی جهت ارتقای کارایی فیلتراسیون نانوالیاف با حفظ شرایط مطلوب مقاومت تنفسی که حداقل سختی تنفس را برای استفادهکننده ی ماسک ایجاد نماید، انجام شده است. این مطالعه، تأثیر بهکارگیری غشاء کامپوزیتی نانوالیاف پلی اکریلونیتریل (PAN) و نانوذرات رس مونتموریلونیت (MMT) در ارتقای عملکرد فیلتر ماسکهای حفاظت تنفسی پالایش ذرات با افزایش کارایی فیلتراسیون ضمن حفظ شرایط بهینه ی مقاومت تنفسی را مورد بررسی قرار میدهد.
روش کار: ابتدا محلول پلیمری PAN حاوی مقادیر صفر، ۱%، ۲%، ۳% و ۵% نانوذرات MMT آماده گردید و سپس غشاء کامپوزیتی نانوالیاف PAN/MMT در دستگاه الکتروریسی تهیه شد. کارایی فیلتراسیون در محدوده ی قطرهای ۰/۳، ۰/۵، ۱ و ۳ میکرون و با استفاده از آئروسل کلرید سدیم، اندازهگیری و مقاومت تنفسی فیلتر نیز در سه گذر حجمی ۳۰، ۸۵ و ۹۵ لیتر بر دقیقه اندازهگیری شد.
یافته ها: کارایی فیلتراسیون نانوفیلترهای کامپوزیتی سنتزشده برای پالایش ذرات، با اضافه کردن نانوذرات MMT به نانوالیاف PAN افزایش مییابد که میزان بهینه ی MMT، ۲% تعیین گردید که بدون ایجاد تفاوت معنیداری در میزان مقاومت تنفسی، سبب ارتقای کارایی فیلتراسیون ذرات ۰/۳، ۰/۵، ۱ و ۳ میکرونی به ترتیب به میزان ۴/۲، ۴/۸۸، ۳/۷۷ و ۲/۷۵ درصد شد. دلیل اصلی این نتایج را میتوان به بهبود ریختشناسی نانوفیلترهای کامپوزیتی سنتزشده، پس از افزودن نانوذرات MMT نسبت داد که سبب ایجاد بهترین ویژگیهای ریختشناسی مناسب فیلتراسیون ذرات با اضافه کردن ۲% نانوذرات MMT به نانوالیاف PAN شده است؛ بهگونهای که ضمن توزیع یکنواخت و ابعاد کوچکتر الیاف، تغییر محسوسی نیز در دانسیته ی فشردگی و تخلخل به وجود نمیآورد.
نتیجه گیری: در صورت اضافه کردن ۲% نانوذرات MMT به نانوالیاف PAN و استفاده از نانوالیاف کامپوزیتی بهدستآمده در ساخت ماسکهای ذرات، ماسک حاصل بدون افزایش سختی تنفس برای فرد استفادهکننده، با افزایش ۴/۲ درصدی کارایی فیلتراسیون ذرات در مقایسه با نانوالیاف PAN همراه خواهد بود که میتواند در شرایط آلودگی هوا، سبب حفاظت بیشتر افراد استفادهکننده در برابر آلایندههای ذرهای گردد.
عادل جعفری فتح، فرشید قربانی شهنا، عبدالرحمن بهرامی، مجید حبیبی محرز،
دوره 13، شماره 2 - ( 4-1402 )
چکیده
مقدمه: با گسترش پاندمی کووید ۱۹ (COVID-۱۹) و عدم ایجاد حفاظت کافی توسط تجهیزات حفاظتی موجود، توجه بسیاری از پژوهشگران به توسعه ی تجهیزات حفاظت تنفسی ارتقایافته، سوق یافته است. نانوفیبرهای الکتروریسیشده، به دلیل دارا بودن خواص ویژه و قطر الیاف در ابعاد نانومتری، گزینه ی مناسبی جهت ارتقای خصوصیات عملکردی بسترهای معمول مورد استفاده در ماسکها هستند. هدف مطالعه ی حاضر، بهینهسازی فرایند الکتروریسی برای ساخت بسترهای نانوفیبری پلی اکریلونیتریل (PAN) بر پایه ی جاذب چارچوبهای ایمیدازول زئولیتی-۸ (ZIF۸) و بهکارگیری بستر بهینهشده در ماسکهای پزشکی بهمنظور افزایش عملکرد حفاظتی این ماسکها است.
روش کار: در این مطالعه، برای سنتز ZIF۸، از روش دوستدار محیط زیست در محیط آبی استفاده شد. در ادامه، محلولهای پلیمری PAN/ZIF۸ در حلال دی متیل فرمامید آمادهسازی شده و سپس نحوه ی اثر پارامترهای الکتروریسی، ازجمله غلظت محلول پلیمری، ولتاژ اعمالی الکتروریسی، فاصله ی الکتروریسی و دبی تزریق پلیمر بر روی قطر و یکنواختی (درصد ضریب تغییرات نانوفیبرها) با بهرهگیری از طرح آزمایشات سطح-پاسخ (RSM) بر اساس طرح مرکب مرکزی (CCD) مورد بررسی قرار گرفت. درنهایت بستر PAN/ZIF۸ بهینه شده و بستر PAN بر روی زیرلایه ی اسپان باند، الکتروریسی شد و وزن پایه، میانگین قطر فیبرها، راندمان فیلتراسیون، افت فشار و فاکتور کیفیت بسترها مورد بررسی قرار گرفت.
یافته ها: با توجه به نتایج کسبشده، شرایط بهینه ی الکتروریسی محلول پلیمری PAN/ZIF۸ برای پارامترهای غلظت محلول پلیمری، ولتاژ الکتروریسی، دبی تزریق و فاصله ی الکتروریسی، به ترتیب w/v% ۷۰، kv ۲۰، ml.hr-۱ ۰/۴ و ۱۸ cm به دست آمد. همچنین نتایج مطالعه ی حاضر، حاکی از این بود که ماسک دارای بستر نانوفیبری PAN/ZIF۸ با وجود وزن پایه ی کمتر، از عملکرد فیلتراسیون بهتر (۹۸/۵۱%)، افت فشار پایینتر (۳۱/۴۲ Pa) و درنهایت فاکتور کیفیت بالاتر (Pa-۱ ۰/۱۴۰۱) در مقایسه با سایر ماسکهای مورد بررسی برخوردار است.
نتیجه گیری: نتایج مطالعه ی حاضر، حاکی از این بوده که بسترهای ساختهشده ی PAN/ZIF۸، از عملکرد فیلتراسیونی خوبی برای استفاده در تجهیزات حفاظت تنفسی برخوردار هستند و میتوان با مدل توسعه دادهشده، نانوفیبرهای یکنواخت و پیوسته با قطر دلخواه را برای کاربردهای خاص، بهویژه در ساختار بسترهای فیلتراسیونی ماسکهای حفاظت تنفسی استفاده کرد.
صبا کلانتری، محمدرضا پورمند، انسیه ماسوریان، میرغنی سیدصومعه، زهرا برخورداریان، سارا حاجی نژاد، فریده گلبابایی،
دوره 14، شماره 2 - ( 4-1403 )
چکیده
مقدمه: از دهه های گذشته، محافظت از سیستم تنفسی یک موضوع حیاتی بوده است و بدین منظور راهکارهای مختلفی از جمله استفاده از ماسک های تنفسی پیشنهاد گردیده است. یکی از مهم ترین پارامترهای مورد سنجش در ماسک ها، کارایی آنها در میزان حذف ذرات و عوامل میکروبی است. در این راستا مطالعه حاضر با هدف ارزیابی فیلتراسیون باکتریایی و ذره ای ماسک های پزشکی انجام شد.
روش کار: در این مطالعه از استاندارد ملی 6138، منطبق بر استاندارد EN14683 استفاده گردید. سوسپانسیون باکتریایی استافیلوکوکوس اورئوس از طریق نبولایزر از سطح مقطع ماسک تحت دبی 3/28 لیتر بردقیقه عبور داده شد. در هر یک از طبقات برخورد دهنده نیز پلیت های حاوی آگار سویا قرار گرفت. کارایی فیلتراسیون باکتریایی (BFE) ماسک از طریق شمارش کلنی های باکتریایی عبوری احتمالی از مدیای ماسک تعیین گردید. برای کلیه ماسکهای تحت بررسی میزان افت فشار و کارایی بدام اندازی ذرات نیز تعیین گردید و ارتباط بین فیلتراسیون باکتریایی و ذرات مورد بررسی قرار گرفت..
یافته ها: براساس نتایج عملکرد بدام اندازی ذرات برای اندازه ذره 3 میکرون، ماسکها به سه گروه دارای راندمان بالای 99%، بالای 95% و 90% دسته بندی شدند. براساس استاندارد ملی 6138، کلیه ماسکها دارای افت فشار قابل قبول زیر 40 پاسکال بودند. میزان فیلتراسیون باکتریایی مورد قبول برای ماسک های نوع I براساس استاندارد ملی 6138 بایستی بالای 95 درصد باشد. نتایج نشان داد که ماسک های نوع A و B دارای میزان فیلتراسیون باکتریایی قابل قبول هستند و بین انواع ماسک های مورد بررسی از نظر راندمان باکتریایی و ذره ای همبستگی معنا داری وجود دارد.
نتیجه گیری: نتایج نشان داد که انواع مختلف ماسک های تحت بررسی از نظر راندمان فیلتراسیون ذرات و باکتری اختلاف معنادار دارند. علاوه براین رابطه همبستگی معناداری بین راندمان فیلتراسیون باکتریایی و ذرات، وجود دارد.
مهرداد حلمی کهنه شهری، فریده گلبابایی، سمیه فرهنگ دهقان، رضوان زنده دل، علیرضا عباسی، زهرا یادگار،
دوره 15، شماره 2 - ( 4-1404 )
چکیده
مقدمه: امروزه با پیشرفت صنایع و افزایش استفاده از مایعات فلزکاری، کنترل آلایندههای ناشی از این مایعات با چالشهای بسیاری روبهرو است. این مطالعه، با هدف ارائه راهکاری برای کنترل آلایندههای ناشی از عملیات ماشینکاری از طریق طراحی یک سامانه فیلتراسیون هوا اجرا گردید.
روش کار: با توجه به شرایط ایستگاه کار و نمونه برداریهای انجام گرفته از هوای محیط کار، طراحی سامانه تهویه مکنده موضعی جهت جمعآوری آلایندههای انتشاری دستگاه سنگ محور CNC با اقتباس از استانداردVS-80-12 ACGIH انجام شد. بخش فیلتراسیون سامانه متشکل از پیشفیلتر آلومینیومی و فیلتر کلاس E11 همراه با فیلتر نانولیفی حاوی چارچوب آلی-فلزی طراحی و ساخته شد. ارزیابی عملکردسامانه با اندازهگیری غلظت عددی ذرات و غلظت جرمی میست روغنی در ورودی و خروجی سامانه انجام شد و با یک نمونه فیلتر کلاسE11، نتایج مورد مقایسه و تجزیه و تحلیل قرار گرفت.
یافته ها: نتایج حاصل از آنالیز XRD و FTIR نشان داد که ZIF-8 کریستالیتی بالایی دارد و بهطور موفقیتآمیزی در ساختار فیلتر مدیای لیفی حاوی چارچوب فلزی-آلی جایگزین شده است . نتایج ارزیابی عملکرد سامانه نشان داد که این سامانه قادر است ذرات آلاینده را بهطور مؤثر در منبع تولید آن حذف کند. بهویژه در ذرات بزرگتر، کارایی اولیه به 100% رسید و در خصوص ذرات کوچکتر از 5/2 میکرون، موفق به حذف میانگین 99% از ذرات آلاینده ها شد.
نتیجه گیری: استفاده از فیلترهای نانولیفی با چارچوب آلی-فلزی در کنار پیشفیلترهای آلومینیومی، یک راهکار موثر و کارآمد برای کنترل آلایندههای ذرهای ناشی از عملیات ماشینکاری است. با این حال، برای ارزیابی جامعتر عملکرد این سامانه، نیاز به مطالعات بیشتری در زمینه ظرفیت غبارگیری است. پیشنهاد میشود در مطالعات آینده، تاثیر عوامل مختلفی مانند دبی هوا و نوع مایع فلزکاری بر عملکرد این سامانه مورد بررسی قرار گیرد.
سپیده کیوانی، فریده گلبابائی، رسول اسمعیلی نیسیانی، صبا کلانتری، اویسیک داس، عباس رحیمی فروشانی،
دوره 15، شماره 4 - ( 10-1404 )
چکیده
مقدمه: امروزه مدیاهای فیلتر نانولیفی پلیمری بهدلیل کارایی فیلتراسیون بالا و افت فشار پایین مورد توجه بسیاری در حوزه کنترل آلایندههای ذرهای واقع شدهاند. مطالعه حاضر، با هدف تولید مدیاهای نانولیفی به روش الکتروریسی محلول، با استفاده از یک پلیمر زیستتخریبپذیر بهمنظور کاهش نگرانیهای آلودگیهای بهداشتی و زیستمحیطی، تعیین ویژگیهای ریختشناختی و ارزیابی عملکرد فیلتراسیون مدیاهای تولیدی برای ربایش ذرات با اندازههای مختلف در دو سرعت جریان هوا انجام گرفت.
روش کار: مدیاهای نانولیفی با استفاده از محلول پلیمری یکنواخت از پلی وینیل الکل در حلال آب در غلظتهای 5 تا 6 درصد وزنی با استفاده از روش الکتروریسی محلول و تحت تأثیر پارامترهای فرآیندی مختلف تولید شدند. ویژگیهای ریختشناختی مدیاهای نانولیفی و درصد تخلخل آنها بررسی گردید. سپس، عملکرد فیلتراسیون مدیاهای نانولیفی شامل کارایی و افت فشار در دو سرعت جریان هوای cm/s 5/2 و 3/5 با استفاده از دستگاه تست مدیا اندازه گیری و فاکتور کیفیت آنها نیز محاسبه شد.
یافته ها: مدیاهای تولیدی از الیافی هموار و بدون گره با میانگین قطر در محدوده 106 تا 151 نانومتر برخوردار بودند. میزان کارایی فیلتراسیون مدیاها برای ذرات زیرمیکرونی 3/0 و 5/0 میکرون در محدوده 72/95 تا 92/99 درصد و برای ذرات 1 و 3 میکرون در محدوده 43/99 تا 100 درصد قرار داشت. همچنین، میزان افت فشار مدیاها در سرعت هوای cm/s 5/2، در محدوده 25 تا 67 پاسکال و در سرعت cm/s 3/5، در محدوده 58 تا 150 پاسکال بود.
نتیجه گیری: در بین مدیاهای تولیدی، مدیای حاصل از غلظت محلول 6 درصد، تحت شرایط الکتروریسی kV 15، mL/h 5/0 و cm 15، الیاف نازکتری داشت و توانایی بالاتری در ربایش ذرات ریز 3/0 میکرون نشان داد (89/99 و 92/99 درصد بهترتیب در سرعتهای هوای cm/s 5/2 و 3/5). همچنین، میزان افت فشار این مدیای نانولیفی با افزایش سرعت هوا، از 67 به 150 پاسکال افزایش یافت.
