«««تـازه های دنیـــای شیـــــمی »»»

[sajadhoosein]

فنوپلاستها :

رزین های فنول – فرم آلدئید ( PF ) :

این رزین ها ، اولین پلاستیک تجارتی بودند که از مواد اولیه کاملاً مصنوعی بدست آمدند . لئوبیکلند Beakeland Leo برای اولین بار در سال 1910 یک رزین PF با نام تجارتی باکلیت ( Bakelite ) به بازار عرضه نمود . همانطور که از اسم آن بر می آید ، رزین های PF از واکنش چند تراکمی فرم آلدئید و فنول بدست می آیند . پلیمرهای فنول – فرم آلدئید از نظر مصرف دارای اهمیت زیادی هستند . واکنش پلیمریزاسیون فنول – فرم آلدئید ، حداقل ، به دو مرحله قابل تفکیک است . مرحله اول تولید پلیمری با وزن مولکولی پایین است ، که محلول و سیال می باشد . این مرحله را مرحله اول ، و پلیمر تشکیل شده را پلیمر مرحله اول می نامند . مرحله دوم تغییر پلیمر اولیه به یک محصول مختصراً شبکه ای است که غیر محلول ولی سیال می باشد و در بعضی مواقع نیز واکنش تا تولید یک پلیمر بسیار شبکه ای ادامه می یابد ، که به آن پلیمر مرحله سوم گویند ، که در اثر حرارت نرم نخواهد شد . در شکل زیر ساختار باکلیت را مشاهده می کنید :

در مرحله اول بسته به نوع کاتالیزور به کار رفته که ممکن است اسیدی یا بازی باشد ، دو محصول به نام های نووالاک و رزول به دست می آید .
روش تهیه ( سنتز ) رزول و نووالاک :
محصول ابتدائی واکنش فنول با فرم آلدئید ، به دو صورت رزول و نووالاک وجود دارد . رزول از واکنش بین فنول با فرم آلدئید در شرایط بازی و نسبت فنول به فرم آلدئید کمتر از واحد ( یعنی مقدار اضافی فرم آلدئید ) بدست می آید ، و نووالاک از واکنش بین فنول و فرم آلدئید در شرایط اسیدی و نسبت فرم آلدئید به فنول کمتر از یک بدست می آید .
تهیه ( سنتز ) رزول :

در یک لوله آزمایش 1 گرم فنول را در 2 میلی لیتر محلول آبی 40 درصد فرمالین حل کنید و به این مخلوط تقریباً 2 میلی لیتر محلول آبی رقیق آمونیاک 2 مولار اضافه نمائید . سپس چند دانه سنگ جوش درون لوله آزمایش بیندازید . ( این کار بسیار مهم است چون واکنش بسیار گرماگیر است و چنانچه سنگ جوش اضافه نکنید در اثر حرارت دادن مخلوط به شدت قل می زند . ) لوله را به یک پایه تقطیر متصل نمائید . و سپس با استفاده از چراغ بونزن به آرامی حرارت دهید تا مخلوط به رنگ سفید شیری در آید . سپس حرارت دادن را متوقف کنید . در این حالت باید مخلوط به صورت دو لایه جدا از هم در آمده باشد ، که بیشتر آن شامل آب است . با استفاده از قطره چکان یا پیپت لایه بالایی را بردارید . مایع زیرین همان رزول می باشد ، که حاوی مقادیر جزئی آب است . با حرارت دادن این مایع ویسکوز در داخل لوله آزمایش و یا بر روی شیشه ساعت ، ترجیحاً ورقه آلومینیوم ، رزین به رنگ زرد در می آید . در شکل زیر ساختمان تقریبی رزول را مشاهده می کنید :

تهیه ( سنتز ) نووالاک :

مقدار 2 گرم فنول ، با 4/0 میلی لیتر محلول آبی 40 درصد فرمالین و 2 میلی لیتر اسید سولفوریک 2 مولار را در یک لوله آزمایش مخلوط کرده و پس از انداختن سنگ جوش حرارت می دهیم ، پس از مدتی دو فاز تشکیل می شود ؛ با جداسازی فاز آبی بالائی ، لایه ویسکوز زیرین همان نووالاک می باشد . در شکل زیر ساختمان تقریبی نووالاک را مشاهده می کنید :

[sajadhoosein]

استخراج کافئین از برگ چای




در این آزمایش کافئین از برگ چای جداسازی خواهد شد . کافئین دارای فرمول مولکولی زیر می باشد :

مشکل عمده در این جداسازی این است که کافئین تنها ترکیب موجود در برگ چای نیست و سایر ترکیبات طبیعی نیز همراه کافئین وجود دارند . کافئین فقط 3 الی 5 درصد برگ خشک چای را تشکیل می دهد . کافئین در 80 درجه سانتیگراد به اندازه 18 گرم در 100 میلی لیتر آب حل می گردد و در 20 درجه سانتیگراد به اندازه 2/2 گرم در 100 میلی لیتر آب محلول می باشد ، همین ترکیب در 100 میلی لیتر کلروفرم به میزان 18 گرم حل می گردد . قسمت عمده برگ چای سلولز است ، که بسپاری ( پلیمری ) از گلوکز می باشد . سلولز در آب نامحلول است ، ولی کافئین در آب کم و بیش محلول است . لذا حضور سلولز مشکلی در روند جداسازی و استخراج ایجاد نمی کند . تانن ها نیز در داخل برگ چای وجود دارند و در آب محلول هستند . تانن ها ترکیبات فنولی هستند که دارای وزن مولکولی 300 الی 5000 می باشند . تانن ها به دو دسته قابل هیدرولیز و غیر قابل هیدرولیز تقسیم می شوند . دسته اول در اثر هیدرولیز ، تولید گالیک اسید و گلوکز می کنند .
واکنش هیدرولیز تانن :

گروه دیگالوئیل موجود در ساختمان تانن ها دارای ساختار زیر می باشد :

دسته دوم تانن ها بسپارهای متراکمی از کاتچین هستند . که ساختار کاتچین را در شکل زیر مشاهده میکنید :

تانن ها به دلیل داشتن گروههای فنولی ، و گالیک اسید به دلیل داشتن گروه کربوکسیل ، با کلسیم کربنات ( باز ) واکنش می دهند و تولید نمکهای کلسیم مربوط را می کنند .
روش کار جداسازی کافئین از برگ چای :
20 گرم چای خشک ، 10 گرم کلسیم کربنات و 150 میلی لیتر آب را داخل یک بالن 500 میلی لیتری ریخته و 25 دقیقه بجوشانید . سپس مخلوط حاصل را به صورت داغ با قیف بوخنر یا قیف معمولی صاف کرده و جامد را دور بریزید . در صورتی که محلول زیر صافی دارای ذرات جامد باشد ، عمل صاف کردن را تکرار کنید . ( در صورت لزوم برای جذب ناخالصی های رنگی از ذغال فعال استفاده کنید . ) سپس محلول حاصل را دو مرتبه ، هر بار با 20 میلی لیتر دی کلرومتان استخراج کنید . فاز آلی را جدا کرده و با استفاده از کلسیم کلرید یا منیزیم سولفات بی آب آن را خشک کنید . آنگاه حلال آن را تبخیر کرده ( بهتر است تقطیر شود ) و جامد باقیمانده ( کافئین ) را خارج و جمع آوری کنید .

[sajadhoosein]

تهیه سیکلو هگزن یا آب زدایی از سیکلو هگزانول


ساختار سیکلو هگزن :
مواد لازم : سیکلو هگزانول ، فسفریک اسید 95 درصد
احتیاط : فسفریک اسید ، یک اسید قوی است . از تماس آن با پوست بدن اجتناب کنید .
خطر : سیکلو هگزن قابل اشتعال است .
روش کار :
در یک بالن ته گرد ( 100 میلی لیتری ) 2/0 مول ( 2/21 میلی لیتر یا 20 گرم ) سیکلو هگزانول ریخته ، و 5 میلی لیتر فسفریک اسید غلیظ به آرامی به آن اضافه کنید و کاملاً مخلوط نمائید . چند دانه سنگ جوش در بالن بیندازید و دستگاه تقطیر را سوار کنید . ظرف دریافت کننده را در حمام آب و یخ قرار دهید . بالن را آهسته به وسیله شعله حرارت دهید ، پخش شعله باید در حدود مخلوط واکنش باشد . دمای تقطیر باید در حدود 100 درجه سانتیگراد باشد و تقطیر آهسته صورت گیرد ( حدود دو قطره در ثانیه ) سیکلو هگزن با مقداری آب تقطیر می شود ، هنگامی که تقطیر سیکلو هگزن متوقف شد ، تقطیر را خاتمه دهید و شعله را خاموش کنید . نشانه پایان تقطیر سیکلو هگزن ، خروج قطرات زلال و شفاف است . ( یا وقتی مایع باقی مانده در بالن به حدود 5 میلی لیتر رسید ، تقطیر را متوقف کنید . ) مایع تقطیر شده را در یک قیف جداکننده بریزید و به آن 10 میلی لیتر محلول سدیم هیدروکسید 10 درصد اضافه کنید و تکان دهید . پس از مدتی لایه آبی را جدا کنید و لایه آلی را در یک ارلن مایر 50 الی 100 میلی لیتری بریزید و به آن حدود 1 الی 2 گرم سدیم سولفات خشک ( بدون آب ) بیفزایید . چند دقیقه ظرف را تکان دهید و بعد مایع را در یک بالن تقطیر کاملاً خشک و تمیز صاف کنید ، و این مایع را تقطیر کنید . سیکلو هگزن خالص در دمای 80 الی 83 درجه می جوشد . ظرف دریافت کننده را که قبلاً وزن آن را تعیین کرده اید ، برای جمع آوری سیکلو هگزن آماده کنید .
مکانیسم واکنش تهیه سیکلو هگزن :

[sajadhoosein]

شیمی آلی

تاریخچه
واژه غلط انداز " آلی " باقیمانده از روزگاری است که ترکیبهای شیمیایی را ، بسته به این که از چه محلی منشاء گرفته باشند، به دو طبقه غیر آلی و آلی تقسیم می‌کردند. ترکیبهای غیر آلی ، ترکیبهایی بودند که از مواد معدنی بدست می‌آمدند. ترکیبات آلی ، ترکیبهایی بودند که از منابع گیاهی یا حیوانی ، یعنی از مواد تولید شده به وسیله ارگانیسمهای زنده بدست می‌آمدند.
در حقیقت تا حدود سال 1950، بسیاری از شیمیدانها تصور می‌کردند که ترکیبات آلی باید در ارگانیسم های زنده بوجود آیند و در نتیجه ، هرگز نمی‌توان آنها را از مواد غیر آلی تهیه کرد. ترکیبهایی که از منابع آلی بدست می آمدند، یک چیز مشترک داشتند: همه آنها دارای عنصر کربن بودند. حتی بعد از آن که روشن شد این ترکیبها الزاما نباید از منابع زنده به دست آیند، بلکه می‌توان آنها را در آزمایشگاه نیز تهیه کرد.
بهتر آن دیدند که برای توصیف آنها و ترکیبهایی مانند آنها ، همچنان از واژه آلی استفاده کنند. تقسیم ترکیبها به غیر آلی و آلی تا به امروز همچنان محفوظ مانده است.


منابع مواد آلی

امروزه گرچه هنوز مناسب‌تر است که بعضی از ترکیبهای کربن را از منابع گیاهی و حیوانی استخراج کنند، ولی بیشتر آنها را می‌سازند. این ترکیبها را گاهی از اجسام غیر آلی مانند کربناتها و سیانیدها می‌سازند، ولی اغلب آنها را از سایر ترکیبهای آلی بدست می‌آورند. دو منبع بزرگ مواد آلی وجود دارد که ترکیبهای آلی ساده از آن بدست می‌آیند:
نفت و زغال سنگ؛ (هر دو منبع به معنی قدیمی خود ، آلی‌اند، زیرا فرآورده های تجزیه و فساد گیاهان و جانوران به شمار می آیند).
این ترکیبهای ساده بعنوان مواد ساختمانی اولیه مورد استفاده قرار می‌گیرند و با کمک آنها می‌توان ترکیبهایی بزرگتر و پیچیده‌تر را تهیه کرد. با نفت و زغال سنگ بعنوان سوختهای فسیلی ، باقیمانده از هزاران سال و تجدید نشدنی ، آشنا هستیم. این منابع ، بویژه نفت ، بمنظور تامین نیازهای پیوسته رو به افزایش ما به انرژی ، با سرعتی نگران‌کننده مصرف می‌شوند.

امروزه ، کمتر از ده درصد نفت مصرفی در تهیه مواد شیمیایی ، بکار گرفته می‌شود. بیشتر آن برای تامین انرژی بسادگی سوزانده می‌شود. خوشبختانه ، منابع دیگر انرژی ، مانند خورشیدی ، زمین گرمایی ، باد ، امواج ، جزر و مد ، انرژی هسته‌ای نیز وجود دارد.

زیست توده

چگونه و در کجا می‌توانیم منبع دیگری از مواد اولیه آلی پیدا کنیم؛ بی شک باید به جایی روی آوریم که مبدا اولیه سوختهای فسیلی است، یعنی زیست توده biomass ، ولی این بار بطور مستقیم و بدون دخالت هزاران سال. زیست توده ، تجدید شدنی است، براحتی مورد استفاده قرار می‌گیرد و می‌تواند تا موقعی که بر روی این سیاره زندگی می‌کنیم، تداوم داشته باشد.
در ضمن عقیده بر این است که نفت خیلی گرانبهاتر از آن است که سوزانده شود.

ویژگی ترکیبات کربن

براستی چه ویژگی خاصی در ترکیبهای کربن وجود دارد که لازم است آنها را از ترکیبهای یکصد و چند عنصر دیگر جدول تناوبی جدا کنیم؟ دست کم ، بخشی از پاسخ چنین است: ترکیبهای بسیار زیادی از کربن وجود دارد و مولکول آنها می‌تواند بسیار بزرگ و بسیار پیچیده باشد. شمار ترکیبهای کربن‌دار ، چندین برابر ترکیبهایی است که کربن ندارند. این ترکیبهای آلی را به خانواده هایی تقسیم می‌کنند که معمولا در ترکیبهای غیرآلی ، همانندی برایشان وجود ندارد.
بعضی از مولکولهای شناخته شده آلی ، هزاران اتم دارند و آرایش اتمها در مولکولهای نسبتا کوچک ممکن است بسیار پیچیده باشد. یکی از دشواریهای اساسی شیمی آلی ، یافتن چگونگی آرایش اتمها در مولکولها ، یعنی تعیین ساختار این ترکیبهاست.

واکنشها در شیمی آلی

راههای زیادی برای خرد کردن مولکولهای پیچیده یا نوآرایی آنها بمنظور تشکیل مولکولهای تازه وجود دارد. راههای زیادی برای افزودن اتمهای دیگر به این مولکولها یا جانشین کردن اتمهای تازه به جای اتمهای پیشین وجود دارد. بخشی ار شیمی آلی صرف دانستن این مطلب می‌شود که این واکنشها چه واکنشهایی هستند، چگونه انجام می‌شوند و چگونه می‌توان از آنها در سنتز ترکیبهای مورد نیاز استفاده کرد.

گستره اتصال اتمهای کربن در ترکیبات کربن

اتمهای کربن می‌توانند به یکدیگر متصل شوند. گستره اتصال آنها به هم ، به اندازه‌ای است که برای اتمهای هیچ یک از عناصر دیگر ممکن نیست. اتمهای کربن می‌توانند زنجیرهایی به طول هزارها اتم ، یا حلقه‌هایی با ابعاد گوناگون تشکیل دهند. این زنجیرها ممکن است شاخه‌دار و دارای پیوندهای عرضی باشند. به اتمهای کربن در این زنجیرها و حلقه ها ، اتمهای دیگری بویژه هیدروژن ، همچنین فلوئور ، کلر ، برم ، ید ، اکسیژن ، نیتروژن ، گوگرد ، فسفر و سایر اتمها متصل می‌شوند. سلولز ، کلروفیل و اکسی توسین مثالهایی از این دستند.
هر آرایش متفاوتی از اتمها با یک ترکیب معین تطبیق می‌کند و هر ترکیب دارای مجموعه ای از ویژگیهای شیمیایی و فیزیکی مخصوص به خود است. شگفت‌انگیز نیست که امروزه بیش از ده میلیون ترکیب کربن می‌شناسیم و این که بر این تعداد ، همه ساله نیم میلیون افزوده می‌شود. همچنین شگفت انگیز نیست که مطالعه و بررسی شیمی آنها به تخصصی ویژه نیاز دارد.

تکنولوژی و شیمی آلی

شیمی آلی ، زمینه‌ای است که از دیدگاه تکنولوژی اهمیتی فوق‌العاده دارد. شیمی آلی شیمی رنگ و دارو ، کاغذ و مرکب ، رنگینه ها و پلاستیکها ، بنزین و لاستیک چرخ است. شیمی آلی ، شیمی غذایی است که می‌خوریم و لباسی است که می‌پوشیم.

زیست شناسی و شیمی آلی

شیمی آلی در زیست شناسی و پزشکی نقش اساسی برعهده دارد. گذشته از آن ، ارگانیسم های زنده ، بیشتر از ترکیبهای آلی ساخته شده اند. مولکولهای "زیست شناسی مولکولی" همان مولکولهای آلی هستند. زیست شناسی در سطح مولکولی ، همان شیمی آلی است.

ساختار آلوتروپ جدید کربن:C60

ساختار آلوتروپ جدید کربن:C60

عصر کربن

اگر بگوییم که در عصر کربن زندگی می کنیم، دور از حقیقت نیست. هر روز ، روزنامه‌ها توجه ما را به ترکیبهای کربن جلب می‌کنند: کلسترولو چربیهای سیرنشده چند عاملی ، هورمونهای رشد و استروئیدها ، حشره کشها و فرومونها ، عوامل سرطانزا و عوامل شیمی‌درمانی ، DNA و ژنها. بر سر نفت ، جنگها در گرفته است.
دو فاجعه اسف‌انگیز ما را تهدید می‌کنند، هر دو از تجمع ترکیبهای کربن در اتمسفر ناشی می‌شوند: از بین رفتن لایه اوزون که بیشتر ناشی از کلرو فلوئورو کربن‌هاست و اثر گلخانه‌ای از متان ، کلروفلوئوروکربن‌ها و بیش از همه ، دی‌اکسید کربن سرچشمه می‌گیرد. شاید کنایه بر همین مطلب است که نشریه علوم ، برای سال 1990، بعنوان مولکول سال ، الماس را که یکی از شکلهای آلوتروپی کربن است، برگزیده.

خبر دیگر ، کشف آلوتروپ جدید کربن C60 (باک منیستر فولرن) است که چنین هیجانی در جهان شیمی از زمان " ککوله " تاکنون دیده نشده بود

منبع :

برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید

- رشد

[sajadhoosein]

لاستیک ها و پلاستیک ها

لاستيكها

از ويژگي برجسته لاستيكها مدول الاستيسيته پايين آنها است همچنين مقاومت شيميايي و سايشي و خاصيت عايق بودن آنها باعث كاربردهاي بسيار در زمينه خوردگي ميگردد . مثلا لاستيكها با اسيد كلريدريك سازگارند و به همين دليل لوله ها و تانكهاي فولادي با روكش لاستيكي سالهاست مورد استفاده قرار ميگيرند .
نرمي لاستيكها نيز يكي ديگر از دلايل كاربرد فراوان اين مواد ميباشد مانند شيلنگها، نوارها و تسمه ها ، تاير ماشين ‍‍و ?
لاستيكها به دو دسته تقسيم ميشوند :
1 . لاستيكهاي طبيعي
2 . لاستيكها ي مصنوعي
بطور كلي لاستيكهاي طبيعي داراي خواص مكانيكي بهتري هستند مانند مدول الاستيسيته پايينتر ، مقاومت در برابر بريدگي ها و توسعه آنها اما در مو رد مقاومت خوردگي لاستيكهاي مصنوعي داراي شرايط بهتري هستند.

لاستيكها ي طبيعي

لاستيك داراي مولكولهاي از ايزوپرن ( پلي ايزوپرن ) مي باشد و به صورت يك شيره مايع از درخت گرفته مي شود ، ساختمان كويل شكل آن باعث الاستيسيته بالاي اين ماده مي شود (100 تا 1000 درصد انعطاف پذيري).
محدوديت حرارتي لاستيك نرم حدود 160 درجه فارنهايت است ، اين محدوديت با آلياژ سازي تا حدود 180 درجه فارنهايت افزايش مي يابد. با افزايش گوگرد و حرارت دادن لاستيك سخت تر و ترد تر مي شود. اولين با ر در 1839 چارلز گودير اين روش را كشف كرد و آن را ولكا نيزه كردن ناميد ، حود 50% گوگرد باعث جسم سختي بنام ابونيت ميگردد كه براي ساخت توپ بولينگ مورد استفاده قرار مي گيرد . مقاومت خوردگي معمولا با سختي نسبت مستقيم دارد .
مدول الاستيسيته براي لاستيكها ي نرم و سخت بين 500 تا 500000 پوند بر اينچ متغير است.


لاستيكها ي مصنوعي

در جنگ جهاني دوم وقتي منابع اصلي لاستيكها بدست دشمن افتاد نياز شديدي براي جايگزيني آن توسط يك ماده مصنوعي احساس مي شد. در اوايل دهه 1930 نئوپرن توسط دوپنت بدست آمد ،اين ماده پنجمين ماده استراتژيك در جنگ جهاني بود. امروزه لاستيكها ي مصنوعي زيادي شامل تركيباتي با پلاستيكها وجود دارند.
فيلرهاي نرم كننده و سخت كننده مختلفي براي بدست آوردن خواصي چون الاستيسيته ، مقاومت در برابر خوردگي و مقاومت در برابر حرارت با هم تركيب مي شوند كه در ادامه به معرفي چند تا از اين مواد ميپردازيم :
1 . نئوپرن و لاستيك نيتريل در مقابل نفت و گاز مقاومند. يكي از اولين كاربردهاي آن در شيلنگهاي پمپ بنزين است .
2 . لاستيك بوتيل : خاصيت برجسته اين لاستيك عدم نفوذ پذيري در مقابل گازهاست اين خاصيت باعث استفاده آن در لوله هاي داخلي و تجهيزات كارخانجات مواد شيميايي مثلا آبندي تانكرهاي حمل گاز مي باشد. همچنين اين لاستيك مقاومت خوبي در برابر محيطهاي اكسيد كننده مانند هوا و اسيد نيتريك رقيق دارد .
3 . لاستيك سيليكون : مقاومت حرارتي اين لاستيك در حدود 580 درجه فارنهايت مي باشد .
4 . پلي اتيلن كلرو سولفاته شده : داراي مقاومت عالي در محيطهاي اكسيد كننده مثل 90% اسيد نيتريك در درجه حرارت محيط ميباشد .
لاستيكهاي نرم در مقابل سايش بهتر عمل مي كنند . روكشها مي توانند از لايه هاي سخت و نرم تشكيل شوند.

پلاستيك ها

در 15 سال اخير كاربرد پلاستيك ها بشدت افزايش يافته است . يكي از انگيزه هاي اوليه براي بدست آوردن اين مواد جايگزيني توپهاي عاجي بيليارد بوسيله يك ماده ارزانتر بود.
پلاستيك ها توسط ريختن در قالب ، فرم دادن ، اكستروژن و نورد توليد مي شود و به صورت قطعات توپر، روكش، پوشش، اسفنج، الياف و لايه هاي نازك وجود دارند . پلاستيك ها مواد آلي با وزن مولكولي بالا هستند كه مي توانند به شكلهاي مختلف در آيند .بعضي از آنها به صورت طبيعي يافت مي شوند ولي اكثر آنها به صورت مصنوعي به دست مي آيند .
بطور كلي پلاستيك ها در مقايسه با فلزات و آلياژها خيلي ضعيفتر ، نرمتر ، مقاومتر در برابر يونهاي كلر و اسيد كلريدريك ، مقاومت كمتر در برابر يونهاي اكسيد كننده مثل اسيد نيتريك ، مقاومت كمتر در برابر حلالها و داراي محدوديت حرارتي پايينتر مي باشد . خزش در درجه حرارتهاي محيط يا سيلان سرد از نقطه ضعفهاي پلاستيك ها بويژه ترموپلاستها مي باشد.

پلاستيك ها : ترموستها و ترموپلاست ها

ترموپلاست ها با افزايش درجه حرارت نرم مي شوند و موقعي كه سرد مي شوند به سختي اوليه باز مي گردند . اكثر آنها را مي توان ذوب نمود .
ترموست ها با افزايش درجه حرارت سخت مي شوند و با سرد شدن سختي خود را حفظ مي كنند و با حرارت دادن تحت فشار شكل مي گيرند و تغيير شكل مجدد آنها ممكن نيست ( قراضه آن قابل استفاده نيست ) .
خواص پلاستيكها را مي توان با افزودن مواد نرم كننده ، سخت كننده و فيلر بطور قابل ملاحظه اي تغيير داد . پلاستيكها مانند فلزات خورده نمي شوند .
در جداول زير به مقايسه ترموپلاست ها و ترموست ها از نظر خواص فيزيكي و مكانيكي ميپردازيم.

ترمو پلاستها

نام ماده
استحكام كششي
انعطاف پذيري %
سختي راكول
مدول الاستيسيته
وزن مخصوص

Pvc سخت
6000
20 - 2
110
400
4/1

نايلون
10000
45
110
400
14/1

فلورو كربنها
2500
250-100
70
60
13/2

متيل متا اكرپلات
8000
5
220
420
19/1

پلي پروپيلن
5000
700-10
90
200
91/0


ترموستها
نام ماده
استحكام كششي
انعطاف پذيري %
سختي راكول
مدول الاستيسيته
وزن مخصوص

اپوكسي
10000
0
90
1000
1/1

فئوليكها
7500
0
125
1000
4/1

پلي استر ها
4000
0
100
1000
1/1

سيليكونها
3500
0
89
1200
25/1

اوره
7000
0
115
1500
48/1


حال به توضيح سه مورد از هر جدول ميپردازيم :

1 . ترمو پلاستها


فلورو كربنها :

تفلون و كل اف و فلورو كربنها فلزات نجيب پلاستيكها هستند به اين معني كه تقريبا در تمام محيطهاي خورنده تا دماي 550 درجه فارنهايت مقاوم هستند . اينها از كربن و فلور ساخته شده اند اولين تترا فلوراتيلن توسط دوپنت توليد شد و تفلون نام گرفت .تفلون علاوه بر مقاومت خوردگي ، داراي ضريب اصطكاك كمي است كه مي تواند مانند يك روغن كار سطح فلزاتي كه بر روي هم سايش دارند از خورده شدن در اثر اصطكاك (خوردگي فيزيكي) محافظت كند.

پلي ونيل كلرايد(پي .وي .سي ) :

اين ماده اساسا سخت است ولي با اضافه كردن مواد نرم كننده و وينيل استات ميتوان آنرا نرم نمود . كاربرد اين ماده در لوله ها و اتصالات ، دودكشها ، هواكشها، مخازن و روكشها مي باشد .

پلي پروپيلن :

پلي پروپيلن ، پرو فاكس و اسكان براي اولين بار در ايتاليا بوجود آمدند و داراي مقاومت حرارتي و خوردگي بهتري نسبت به پلي اتيل بوده و همچنين از آن سخت تر هستند .براي ساخت والو ها ، بطريهايي كه توسط حرارت استريل مي شوند و لوله و اتصالات به كار مي رود.

2 . ترموستها


سيليكونها :

سيليكونها داراي مقاومت حرارتي بسيار خوبي هستند . خواص مكانيكي با تغيير درجه حرارت تغيير كمي ميكند .يكي از مواد تشكيل دهنده اين ماده سيليسيم است كه ديگر پلاستيكها چنين نيستند. سيليكونها بعنوان تركيبات قالبگيري ، رزينهاي ورقه اي و بعنوان عايق در موتورهاي برقي استفاده مي شود اما مقاومت آنها در مقابل مواد شيميايي كم است.

پلي استرها :

پلاستيكهاي پلي استر ، داكرون ، ديپلون و ويبرين داراي مقاومت خوردگي شيميايي ضعيفي هستند .مورد استفاده اصلي پلي استر ها در كامپوزيتها بصورت الياف مي باشد . مثلا كامپوزيت پلي استر تقويت شده و شيشه داراي چنا ن مقاومتي ميشود كه در بدنه اتومبيل و قايق مورد استفاده مي گردد.

فنوليكها :

مواد فنوليكي(باكليت) ،دارز ، رزينوكس از قديمي ترين و معروفترين پلاستيكها هستند .اين مواد عمدتا بر اساس فنول فرم آلدئيدها هستند. كاربردهاي آن عبارتند از : بدنه راديو ، تلفن ، پريز ، پمپ ، سر دلكو و غلطكها.

[sajadhoosein]

گریس

گريس ماده اي است جامد يا نيمه جامد كه از تركيب يك ماده پركننده و صابون (Thickener) ، در داخل روغن به دست مي آيد. البته ممكن است ساير موادي كه بتواند بر خاصيت آن بيفزايد نيز در آن به كار گرفته شود. روغن هاي معدني (مشتقات نفتي) و يا سنتتيك ماده اصلي تشكيل دهنده گريس است كه در حدود80 درصد آن را تشكيل مي دهند و نقش مهمي در قوام آن دارند. در صورتي كه اين ماده با كيفيت نامناسب مورد استفاده قرار گيرد ساختار گريس بسيار ضعيف و ناپايدار شده و در شرايط سخت به صورت دو فاز (روغن و صابون) در آمده و به قطعات و ماشين آلات صدمه بسيار وارد خواهد كرد. دومين ماده اصلي تشكيل دهنده گريس، صابون است كه آن نيز داراي انواع مختلف مي باشد. براي ساخت گريس، صابون در داخل روغن به وسيله حرارت تركيب و پخته مي شود. دراين مرحله، صابون در روغن، كريستاليزه شده و توليد الياف (Fibers) مي كند و تركيب به صورت ژلاتيني حاصل مي شود. سپس گريس در دماي قابل تخليه درون ظروف تخليه مي شود. لازم به تذكر است كه در برخي از انواع گريس تشكيل اين رشته ها در داخل گريس، بعد از اتمام پخت تا مدت طولاني ادامه پيدا مي كند.
نامگذاري : گريس را با پايه صابوني آن مي شناسند. عمده ترين صابون هاي سازنده گريس شامل صابون كلسيم (در گريس هاي كاپ وشاسي)، سديم (در گريس هاي R.B.B ، فايبر يا با نام تجاري والوالين) ، صابون ليتيم (در گريس هاي مالتي پرپوز و ماهان) ، غير آلي (در گريس نسوز يا بنتون) و ساير صابون ها مانند آلومينيوم.

ساخت صابون : اين ماده خود نيز از پخت چربي ها (اسيد هاي چرب) و مواد قليايي به دست مي آيد. صابون در بسياري از گريس ها بايستي از قبل تهيه شود. براي اين منظور مواد اوليه به درون دستگاه پخت صابون بنام اتوكلاو، تزريق شده و تحت فشار قرار مي گيرد. سپس اين دستگاه به طور كامل بسته شده و مانند ديگ هاي زودپز تحت فشار قرار مي گيرد. اين دستگاه داراي جداره اي گرمكن از نوع روغن داغ بوده و دماي پخت آن در حدود300 درجه سانتي گراد است. اتوكلاو هم چنين براي اختلاط كامل، داراي همزني است كه در زمان پخت براي يكنواختي كامل مواد از آن استفاده مي شود. بدين ترتيب ساخت صابون با انجام آزمايش ها و نمونه برداري تا به دست آوردن نتيجه كامل ادامه مي يابد.

ساخت گريس : پس از پايان ساخت صابون، مواد به داخل دستگاه پخت گريس بنام ?كتل? انتقال يافته و سپس روغن به آن افزوده مي شود. اين دستگاه مشابه اتوكلاو عمل مي كند با اين تفاوت كه تحت فشار قرار نمي گيرد. در زمان پخت، صابون در داخل روغن به صورت كريستال هاي ريز درآمده و مخلوطي به حالت ژلاتيني به وجود مي آورد. رشد كريستال ها در روغن از عمده و حساس ترين مراحل پخت گريس است. اگر از مواد اوليه به ويژه روغن پايه نامرغوب استفاده شود، ساختار كريستال هاي به وجود آمده ضعيف شده و در زمان كاركرد در شرايط عادي و يا سخت، صابون از روغن جدا و گريس خاصيت روانكاري را از دست خواهد داد.
كريستال ها: نوع و اندازه كريستال ها عمده ترين عامل ساختار گريس است. به طور كلي آنها به سه گروه الياف بلند، متوسط و كوتاه طبقه بندي مي شوند. ضخامت اين رشته ها از100 تا0/012 ميكرون متفاوت است. هر چه نسبت طول رشته ها به قطر آنها بيشتر باشد گريس از قوام بهتري برخوردار خواهد بود.






گريد : گريس از نظر طبقه بندي به9 گروه تقسيم شده است. در هر طبقه حدفاصل كوچك ترين تا بزرگترين مقدار،30 و بين هر گروه15 واحد فاصله وجود دارد. حداقل اين مقدار،85 و حداكثر آن475 است. براي تعيين گريد گريس آن را به دماي25 درجه سانتي گراد مي رسانند. سپس دستگاه نفوذ پذيري را كه داراي مخروط استانداردي است، از ارتفاع معين با استفاده از نيروي طبيعي ثقل بر روي سطح گريس گرم شده مي اندازند.
آنگاه مقدار نفوذ اين مخروط را در داخل گريس اندازه گيري كرده و آن را به عنوان شاخص در نظر مي گيرند. اعداد جدول زير ميزان نفوذ مخروط در داخل گريس را به دهم ميليمتر نشان مي دهد.
هر قدر نفوذ اين مخروط در داخل گريس بيشتر باشد نشانگر نرمي بيشتر گريس و اعداد كوچكتر نشان دهنده ساختار سفت گريس است. به طور مثال گريد6(حد115-85) جامد و به صورت بلوك و گريد سه صفر(حد475-445) به شكل مايع و روان است. اين آزمايش طبق استاندارد (ASTM D217) در دو مرحله و به منظور مشخص كردن قوام گريس انجام مي گيرد. در مرحله اول گريس به صورت ?كارنكرد? (بدون هيچ گونه كار فيزيكي) و در مرحله دوم به صورت ?كاركرد? (با انجام كار فيزيكي) با روش اشاره شده آزمايش مي شود. در مرحله دوم گريس را وارد دستگاهي مي كنند كه صفحه مشبك استانداردي در داخل آن ارتفاعي معين در حدود60 بار به صورت رفت و برگشت حركت مي كند. چون محفظه گريس بسته است درنتيجه صفحه مشبك از درون حفره هاي داخل صفحه عبور مي كند و اين عامل، باعث گسستگي رشته هاي صابوني (كريستال ها) خواهد شد. عدد حاصل از اين آزمايش را عدد كاركرد مي نامند و مبناي استاندارد تعيين گريد گريس است. گريس هاي خوب برگشت پذيرند يعني رشته هاي گسسته شده دوباره ترميم مي شوند. اين خاصيت گريس را خاصيت برگشت پذيري مي نامند. اين خاصيت در عامه گريس ها وجود ندارد و به طور معمول اين نوع گريس ها پس از كاركرد به علت گسستگي كريستال ها، نرمتر مي شوند.



رنگ : رنگ گريس وابسته به روغن پايه و صابوني است كه با آن ساخته شده باشد. اين ويژگي نقشي در مرغوبيت گريس ندارد. ممكن است برخي تصور كنند كه رنگ روشن تر نشانه مرغوبيت گريس است، اين مساله از نظر علمي صحيح نيست.
پركننده ها: اين مواد براي كاربردهاي خاصي به صورت جامد و يا مايع به گريس اضافه مي شوند. به طور مثال ادتيوهاي افزايش دهنده تحمل فشار (EP) ، از جمله رايج ترين آنها هستند.

نقطه قطره اي شدن : در اين درجه دما گريس از حالت جامد تبديل به مايع شده و با بالا رفتن درجه حرارت كاملاً روان مي شود.
عمر سرويس و طول عمر گريس و فواصل زماني تعويض آن از مهم ترين سئوالات مصرف كنندگان است. به طور معمول بيشتر شركت هاي سازنده دستگاه ها، دستور العمل هاي گريس كاري و نوع آن را تعيين مي كنند. در صورت عدم دسترسي به اطلاعات در اين مورد مراجعه به كاتالوگ هاي سازندگان گريس براي انتخاب نوع گريس مناسب بهترين روش است.
لازم به تذكر است كه به علت چسبندگي گريس، بيشتر ذرات آلاينده كه در گريس باقي مي ماند كه در صورت عدم تعويض به موقع، باعث سائيدگي و خورندگي بيشتر آن قطعه خواهد شد. گريس همانند روغن مي بايست در فواصل معين تعويض شده و فاصله زماني اين تعويض بستگي به نوع كاربرد آن دارد و اين عمل باعث روانكاري بهتر، طول عمر و تضمين سلامت كاركرد دستگاه ها خواهد شد.

منبع :

برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید

[sajadhoosein]

نقش مهندسي شيمي در بيوتکنولوژي

سته به تعريفي كه از بيوتكنولوژي داريم، بيوتكنولوژي مي تواند به عنوان يكي از قديمي ترين تكنولوژي هاي صنعتي يا يكي از جديدترين تكنولوژي ها مورد توجه قرار گيرد. با وجود اين براي مهندسي شيمي مسالة اصلي مقياس عملياتي مي باشد. در بيوتكنولوژي جديد، اغلب محصولات داراي ارزش بالا بوده و به حجم كمي از آنها نياز است؛ البته صنايع بيولوژيك با حجم توليد زياد نيز همچنان داراي اهميت مي باشد. اما تفاوت هاي كليدي بين فريندهاي بيولوژيك و فرآيندهاي شيميايي وجود دارد كه بايستي نقش مهندسي شيمي را با توجه به اين تفاوت ها مورد بازبيني قرار داد. در اين مقاله كه از مجله The Chemical Engineering Journal, 50 B9-B16 انتخاب و ترجمه شده است، فرآيندهاي بيوتكنولوژي متداول با فرآيندهاي شيميايي مشابه مقايسه شده و نقش مهندسي شيمي در طراحي و توسعه فرآيند مورد نظر مورد بررسي قرار گرفته است: همان طور كه صنايع شيميايي تا مدت زيادي فقط توسط شيميست‌ها (و نه مهندسان شيمي) مورد بررسي قرار مي گرفت، فرآيندهاي زيستي نيز هنوز توسط ميكروبيولوژيست‌هاي صنعتي مورد بررسي قرار مي گيرد. بنابراين بسياري از حوزه هاي بيولوژيكي وجود دارد كه در آنها مي توان به وسيلة كاربرد مفاهيم سادة مهندسي، فرايندهاي بيولوژيكي را توسعه داد.

روند تحول مفهوم بيوتكنولوژي از نظر مهندسان شيمي

اگر چه بيوتكنولوژي يك تكنولوژي نوين محسوب مي شود، اما مي توان به عنوان يكي از قديميترين تكنولوژي‌هاي صنعتي نيز از آن ياد كرد. براي مهندسان بيوشيمي، استفادة صحيح از ميكروارگانيزم ها براي توليد آبجو، مشروب و پنير، از قديم مطرح بوده است. همچنين تصفية بيولوژيكي پسمانده ها و پساب ها نيز مطرح بوده است كه جزو بيوتكنولوژي محسوب مي شود.
حتي خود كلمه بيوتكنولوژي نيز آنطور كه تصور مي شود جديد نيست. اين كلمه در ابتدا در يك كتاب و در سال 1919 توسط يك مجاري بنام Erkey مطرح شد. در اين كتاب همة خطوط كاري توليد محصولات توسط ميكروارگانيزمها توضيح داده شده است. اين موضوع بطور مشخص براي كشاورزي مطرح شد، اما در حدود همان زمان بود كه chaim wiezman (از دانشگاه منچستر) يك فرايند صنعتي را براي توليد انبوه استون توسعه داده بود كه اين عمل توسط فرمانتاسيون صورت مي گرفت. اين فرآيند با تعريفي كه به وسيلة Erkey ارائه شده بود منطبق بود.
با پيشرفت بيوتكنولوژي مفهوم آن نيز تغيير پيدا كرد تا اينكه مترادف با تكنولوژي تخمير شد. اين تعريف از بيوتكنولوژي در يك مقالة چاپ شده در مجلة جديد بيوتكنولوژي و مهندسي زيستي توسط Elmer Gaden Jr. در سال 1962 مطرح شد. تعريف اساساً مشابهي نيز هنگامي‌كه اتحادية بيوتكنولوژي اروپا تاسيس شد مورد استفاده قرار گرفت. اما درست 1 سال بعد، اين كلمه (بيوتكنولوژي) مجدداً داخل يك نشرية مهندسي ژنتيك تعريف شد تا توسعة علمي و اقتصادي در زمينة ژنتيك را تشريح نمايد. تعريف اخير تعريفي است كه مورد توجه كميسيون علائم تجاري آمريكا قرار گرفت و به‌دليل تفاوت زياد با تعريف قبلي به صورت يك علامت تجاري (Trade Mark) مورد استفادة آن مجله مهندسي ژنتيك قرار گرفت.
رفته رفته با ارائه نتايج و محصولات مهندسي ژنتيك، تمايز بين اين دو تعريف از بين رفت و بنابراين زماني كه كلمة بيوتكنولوژي مورد استفاده قرار مي گيرد روشن نيست كه آيا علم دست كاري ژنتيكي مورد نظر است يا استثمار صنعتي سيستم هاي زنده مد نظر است. بنابراين از نظر اقتصادي براي مهندسي شيمي صورت كليدي در فرآيندهاي بيوتكنولوژي صنعتي، استفاده از ارگانيزم‌هاي زنده براي توليد محصولات مناسب مي باشد. با اين وجود تفاوت عمده اي بين بسياري از محصولات بيوتكنولوژي جديد و محصولات بيوتكنولوژي قديمي وجود دارد.
تفاوت بيوتكنولوژي جديد و قديم براي مهندسي شيمي: در بيوتكنولوژي جديد اغلب محصولات، داراي ارزش بالا مي باشند كه به مقادير كمي از آنها نياز است (معمولاً براي اهداف تشخيصي يا پزشكي)؛ در حالي كه در بيوتكنولوژي قديمي عموماً محصولات داراي ارزش كم تا متوسط توليد مي شوند و مقادير آنها طوري است كه به تجهيزات فرآيندي با مقياس بزرگ نياز است.
محصولات بيوتكنولوژي قديمي، با فرآيندهاي با مقياس نسبتاً بزرگ، نقش نسبتاً قديمي را براي مهندسي شيمي بوجود مي‌آورند. آنها با مسائل مشابهي نظير مكانيك سيالات، انتقال جرم و حرارت و فرآيندهاي واكنش و جداسازي روبرو هستند كه اين مسائل در متن مهندسي شيمي قرار دارد. البته تفاوت اساسي، در سيستم هاي زنده اي است كه به كار مي رود. بنابراين يك مهندس شيمي كه در اين زمينه مشغول فعاليت است، تنها بايد دانشي از فرآيندهاي زيستي را توأم با دانش خود كند. اين موضوع مختص مهندس بيوشيمي است.
در مقابل، مسائلي كه با فرآيندهاي بسيار كوچك بيوتكنولوژي همراه است، در حوزه هاي قديمي مهندسي شيمي قرار نمي گيرند و بسياري از آنها داراي فرآيندهاي منحصر به فرد هستند. در غالب اين موارد، بدليل كوچك بودن مقياس مورد استفاده، بازدهي يك مسأله مهم نيست و لذا نقش مهندسي شيمي در اين موارد خيلي مشخص نيست. تقريباً اغلب اين فرآيندها به بيوتكنولوژيست مربوط مي‌شود تا مهندس بيوشيمي.

دلايل توسعة آيندة فرآيندهاي بيوتكنولوژي:

هيچ شكي نيست كه صنعت بيوتكنولوژي رو به رشد خواهد بود (اگر چه راهي طولاني براي آن وجود دارد) تا تسلط پيش بيني شدة آن بر صنايع شيميايي رايج تحقق يابد.
يكي از دلائل اصلي براي اطمينان از اين توسعة مداوم، آن است كه فرآيندهاي بيوتكنولوژي برمبناي منابع تجديد پذير استوار هستند. در نتيجه اين مورد زماني اهميت پيدا خواهد كرد كه مواد خام تجديدنا پذير معمولي رو به اضمحلال هستند. بنابراين همة محصولات از مواد هيدروكربني تجديد پذير توليد خواهند شد؛ به خصوص آنهايي كه پساب‌هاي صنايع غذايي و كشاورزي را تشكيل مي دهند (به عنوان مثال انبوهي از زايدات غذايي). اين پسمانده ها، سوبستراهاي (منبع غذايي) ايده آلي براي فرآيندهاي بيولوژيكي مهيا مي كنند. اقتصادي بودن تبديل اين پسمانده ها به وسيلة روش هاي بيوتكنولوژي بيشتر از فرآيندهاي شيميايي بوده است.
علاوه بر اين اخيراً ملاحظات سياست جهاني بر آن بوده است كه تا جائي كه ممكن است محصولات از طبيعت (natural-production) توليد شوند و اين بطور ضمني دلالت بر اين دارد كه توليد از روش بيولوژيكي تقريباً در هر جايي كه شدني و مناسب باشد ترجيح داده شود.
دليل ديگر براي گسترش مداوم بيوتكنولوژي، حوزة روبه رشد محصولات باارزشي است كه از روش‌هاي بيولوژيكي قديمي و يا دست ورزي ژنتيكي توليد مي شود. محدودة كاملي از محصولات ممكن كه از روش بيوتكنولوژي قابل توليد هستند شناخته شده است. به عنوان مثال، هم اكنون رشد سلول‌هاي بافت انساني در كشت انبوه و در تجهيزات فرمانتاسيون ساده به طور روتين انجام مي شود. محصولات ممكن اين بافت‌ها هم اكنون تحت بررسي است.

مقايسة حوزه هاي مختلف فرايندهاي بيوتكنولوژيكي

جدول 1، حوزه هاي تقريبي فرآيندهاي بيوتكنولوژيكي را نشان مي دهد. علاوه بر محصولات حاصل از صنايع بيولوژيكي سنتي نظير مشروبات الكلي، غذاهاي تخميري، آنزيم‌ها، آنتي بيوتيك‌ها و تصفيه پساب‌ها محصولات ديگري نيز وجود دارند. بسياري از محصولات با ارزش بالا كه در جدول 1 آمده است به‌ويژه آنهايي كه مواد شيميايي مورد نياز در آنها مقادير بسيار كمي هستند، اغلب در حد چند كيلوگرم در سال مي باشند و تقريباً براي توسعة آنها جنبه اقتصادي توليد، يك عامل محدودكننده نمي باشد.
جايگزين هاي محصولات طبيعي از جمله پروتئين تك ياخته (SCP)، در صورت موفقيت، متقابلاً بايد با محصولات پروتئيني كشاورزي معمولي رقابت كنند. در عوض زماني كه دسترسي به نفت آسان است، جايگزين‌هاي توليد سنتزي محصولات شيميايي نظير اسيدهاي آلي و حلال‌ها درصورتي امكان پذير است كه از نظر اقتصادي پيشرفتي صورت گرفته باشد. در اين مورد بايد احتمالاً منتظر از بين رفتن اين مادة خام بود.
همچنين جايگزين‌هاي محصولات پتروشيمي نظير الكل‌هاي سوختي كه در مقياس وسيع توليد مي شوند بايد در مقياس خيلي بيشتري نسبت به آنچه كه فعلاً براي فرايندهاي بيولوژيكي قابل اجرا است توليد شوند تا اينكه اقتصادي و مقرون به صرفه باشند (به غير از تصفية پسمانده ها).
آخرين گروه در جدول 1 بيشترين چالش را براي مهندس بيوشيمي ايجاد نموده است و در دهه هاي قرن اخير هنوز صنعت بيوتكنولوژي در اين مورد قابل مقايسه با صنعت شيميايي بوده است. در اين حوزه عموماً بيوتكنولوژيست‌ها به جاي مهندسان وارد عمل مي شوند و به شدت برتكنيك‌هاي Black-art (كه تخصص بيوتكنولوژيست هاست) تكيه مي شود. اين تكنيك ها شايد براي محصولات با ارزش بالا و مقياس پايين كه راه ديگري براي توليد به روش بيوتكنولوژيكي ندارند كافي باشد اما براي مواردي كه در آنها فرايندهايي با مقياس بزرگ بكار مي رود، ناكافي مي باشد؛ چرا كه مسائل اقتصادي تعيين كننده بوده و از لحاظ مهندسي تأثير هزينه مي تواند به معناي تفاوت بين شكست و پيروزي باشد.


متاسفانه بسياري از مهندسان بيوشيمي با توسعة بيوتكنولوژي به سمت بيوتكنولوژيست شدن حركت كرده اند كه در آن تحقيقات تكنولوژيكي بر محور توليد متمركز شده و زمينه هاي وسيع مهندسي فرايند را رها كرده اند. البته درحالي كه جايگاه مهمي براي بيوتكنولوژيست‌ها در توسعه صنعت وجود دارد، روشن است كه نقش مهندسي شيمي در بيوتكنولوژي بايد همان نقش مهندسي بيوشيمي باشد، نه بيوتكنولوژيست.

تفاوت اصلي فرايندهاي زيستي با فرايندهاي شيميايي:

اگر چه برخي فرايندهاي بيوتكنولوژيكي اساساً مشابه با فرايندهاي شيميايي هستند و داراي سه مرحله اصلي يعني آماده سازي مواد خام، واكنش و بازيافت محصول مي باشند، اما تفاوت‌هاي بسيار مهمي نيز دارند. مهمترين اين تفاوت‌ها اغلب در تعداد نامحدود محصولاتي مي باشد كه ممكن است از يك مادة خام به‌دست آيد؛ به‌دليل آنكه اين ماده خام صرفاً يك منبع غذايي (سوبسترا) براي رشد ميكروارگانيزم‌ها است.
معمولاً محصولات مورد نظر، فقط زائدات فرايند رشد ميكروبي هستند. در نتيجه واكنش از پيش تعيين‌شده اي بر مبناي يك گروه به‌خصوص از واكنش دهنده ها وجود ندارد. قانون حاكم اين است كه محصول، تابع ميكروارگانيزم‌هايي است كه براي انجام واكنش انتخاب مي‌شوند. حتي اين نيز ويژگي مورد نظر را تضمين نمي كند؛ زيرا همان ميكروارگانيزم‌ها كه در يك سوبسترا رشد مي كنند، ممكن است به عنوان مثال اتانول، اسيد لاكتيك، آنزيم به‌خصوص يا يك آنتي بيوتيك توليد كنند. فقط كنترل دقيق شرايط فيزيكي يا انتخاب و زمان‌بندي برخي شرايط اطمينان خواهد داد كه محصول مطلوب همان محصولي است كه توليد مي شود. جزء كليدي مخلوط واكنش (ميكروارگانيزم)، هم كاتاليزور واكنش است و هم محصول واكنش؛ كه در شروع واكنش به سادگي و به ميزان زيادي فراهم مي شود.
براي اطمينان از صحيح بودن ميكروارگانيزم انتخاب شده و يا محصولي كه توليد مي شود، بايد سوبسترا حاوي مقدار كمي از ميكروارگانيزم انتخاب شده در محيط كشت باشد و بنابراين از رقابت ساير ميكروارگانيزم‌ها ممانعت مي گردد. مهمتر از اين، اشكال ديگر زندگي ميكروبي نيز مي باشد كه بايد از سوبسترا حذف شوند. زيرا رقابت مستقيمي را با
ميكروارگانيزم‌هاي مورد نظر خواهند داشت و گاهي با احتمال و موفقيت بيشتري تكثير مي يابند. با استفاده از استريليزاسيون سوبسترا، جداسازي آنها از رقابت كننده‌ها امكان پذير است كه اين مورد بايد در سرتاسر واكنش دنبال شود.
از آنجا كه عمدة محصولات بيوتكنولوژي جديد، داراي ارزش فوق العاده زياد و حجم كم مواد بيوشيميايي است، بنابراين فرآيندهاي بازيافت (جداسازي) براي اين محصولات ممكن است به دليل مقادير كم مورد استفاده، نسبتاً هزينه‌بر و با صرف انرژي زياد صورت گيرد. همچنين براي به حداقل رساندن اتلاف محصول با ارزش فراوان، بايد بازدهي بالايي را در نظر گرفت. اين مورد با فرايندهاي بيولوژيكي قديمي‌تر صنايع غذايي و نوشيدني، آنتي بيوتيك ها و محصولات دارويي با ارزش متوسط و تصفية فاضلاب در تضاد مي باشد.

تفاوت فرايندي واكنش هاي شيميايي و بيولوژيكي از نظر شرايط واكنش:

اغلب واكنش هاي بيولوژيكي به طور قابل توجهي آهسته تر از واكنش‌هاي شيميايي انجام مي شوند. برخلاف صنايع شيميايي كه در آنها فرايندهاي مداوم ترجيح دارد، عموماً اين واكنش‌هاي بيولوژيكي به صورت عمليات ناپيوسته (batch) صورت مي گيرند. اغلب واكنش‌هاي بيولوژيكي توسط غلظت‌هاي پايين محصول ممانعت مي شوند و اين خود دليل ديگري براي ارجح بودن عمليات ناپيوسته (batch) مي باشد. همچنين برخلاف اغلب واكنش‌هاي شيميايي، سرعت واكنش‌هاي بيولوژيكي نمي تواند با افزايش دما و فشار افزايش يابد و اغلب بايد در تحت شرايط نسبتاً ملايم و نزديك به دماي محيط انجام شوند. محصولات مورد نظر نيز با گرما ناپايدار هستند و براي جلوگيري از تخريب آنها بايد انجام واكنش در تحت شرايط نسبتاً ملايم صورت گيرد. با وجود اين تفاوت‌ها در فرايندهاي بيولوژيكي و فرايندهاي شيميايي معمولي، بسياري از حوزه ها وجود دارند كه يك مهندس بيوشيمي براي طراحي و اجراي عمليات فرايندهاي بيولوژيكي مي تواند نقش داشته باشد.

نتيجه:

مطالب بالا به برخي از شيوه هايي متعددي كه در آنها مهندس فرايند يا شيمي در توسعه صنعتي بيوتكنولوژي مي تواند نقش داشته باشد اشاره نمود. چالش‌هاي فراواني براي مهندس شيمي در بيوتكنولوژي وجود دارد كه بسياري از آنها هنوز بوجود نيامده‌اند. حوزه هايي وجود دارند كه در آن مهندس و بيوتكنولوژيست بايد با يكديگر همكاري كنند تا اولاً مشكلات را مشخص كنند و ثانياً راه حل ها را پيدا نمايند.
عموماً در مقايسه با فرايندهاي شيميايي، فرايندهاي بيولوژيكي، در سرعت‌هاي حجمي و غلظت‌هاي توليدي پايين صورت مي‌گيرند. ممكن است بابكار بردن برخي از روش ها (به‌عنوان مثال، استفاده از تثبيت سلولي) فرآيند را بهبود داد. اما اين مورد نيز داراي محدوديت است زيرا برخي ميكروارگانيزم‌ها ممكن است شامل ويژگي هاي فيزيولوژيكي و فيزيكي ايده آل براي تثبيت نباشند؛ به خصوص در آنجا كه رشد و حيات براي توليد نقش اساسي دارد. ممكن است برخي روش‌ها نيز جهت بهبود سرعت بكار روند؛ مثلاً سلول‌ها بتوانند براي چسبيدن به سطح، يا براي ارائه محصولات داخل سلولي يا خارج سلولي يا براي رهاسازي محصولات بعد از برانگيختن، مطابق با نيازهاي كلي فرايند، مهندسي شوند.
اكثر فرايندهاي تخميري كه از لحاظ تجاري بزرگ مقياس موفق بوده اند مقادير نسبتاً كمي را توليد كرده اند. اين فرايندها، فرايندهايي بوده اند كه به صورت غيراستريل كار كرده اند. در بخش استريليزاسيون و نگهداري، هزينه ها (اعم از عملياتي يا سرمايه اي) قابل توجه هستند و هر فرايندي كه بتواند اين مراحل را نداشته باشد براي آن يك مزيت بحساب مي آيد. اين مورد مي تواند توسط دست ورزي ژنتيكي صورت گيرد تا مزيت‌هاي مشابهي را به اين گونه هاي ضعيف تر ببخشد.
همچنين فرايندهاي با مقياس بزرگ و با موفقيت بيشتر فرايندهايي هستند كه شرايط فرايندي پايين دستي نسبتاً ساده دارند. اگرچه اخيراً توجهات بسياري بر روي Scale up فرايندهاي جداسازي خاص شده است (بر مبناي تكنيك‌هاي قابل دسترس در آزمايشگاه تجزيه) اما تقريباً گران بوده و بنابراين به محصولات با ارزش بسيار بالا محدود مي شوند. توسعه فرايندهاي جداسازي كم هزينه يا از نظر ديگر تخميرهايي كه نياز به فرايندهاي پايين‌دستي كمتري دارند، هنوز براي مهندسي شيمي و بيوتكنولوژيست به طور يكسان به‌صورت يك چالش باقي مانده است.
نهايتاً شايد بيشترين مساله براي مهندسي شيمي در بيوتكنولوژي مواجهه با پسمانده اي است كه از فرايندهاي تخميري حاصل مي شود. برخلاف فرايندهاي شيميايي معمولاً محصولات جانبي خيلي كمي از يك محصول تخميري صنعتي به‌وجود مي‌آيد. اغلب بهترين حالت آن است كه بيومس بي رمق را به صورت يك منبع غذايي حيواني به‌فروش برسانند.
اگر بيوتكنولوژي بخواهد با صنايع شيميايي (بجز در مواردي كه محصولات با ارزش بالا توليد مي‌شود) رقابت كند مشكلاتي خواهد داشت كه بايد تحليل و بررسي شود.

[sajadhoosein]

تصفیه نفت

عملياتي که در توليد و تصفيه نفت بر روي نفت خام انجام مي‌گيرند، عبارتند از:
روش‌هاي گوناگون تقطير ، روش‌هاي فيزيکي و شيميايي تصفيه و تفکيک و روش‌هاي تغيير و تبديل مواد در واحدهاي مربوطه. بنابراين يک پالايشگاه ، مجتمعي از واحدهاي مختلف توليد ، تصفيه و تغيير و تبديل مواد خواهد بود که هر واحد آن مجهز به سيستم‌هاي آماده نمودن شارژ ، تماس ، تفکيک فازها و جمع‌آوري حلال يا حرارت مي‌باشد و در هر واحد آن فرآورده هاي مختلفي بدست مي‌آيد. البته نخستين عمل قبل از هر گونه پالايش بر روي نفت خام ، عاري نمودن آن از آب مي‌باشد و سپس تصفيه نفت خام انجام مي‌گيرد.

عاري نمودن نفت خام از آب :
نفت خامي که وارد تصفيه خانه مي‌گردد، داراي مقدار قابل ملاحظه‌اي از آبهاي نمکي است که اغلب در مجاورت شن و ترکيبات اکسيژنه به حالت امولسيون در مي‌آيد و وجود آب در اين مورد ، ايجاد اختلالاتي در حين عمل تقطير مي‌نمايد و بعلت وجود نمک‌ها نيز سبب خوردگي ديگ‌هاي بخار مي‌گردد. بنابراين بايد بطرق ممکنه ، آب را از نفت خام جدا نمود. با استفاده از يکي از روشهاي سانتريفوژ ، دکانتاسيون و استفاده ار يک ميدان الکتريکي ، آب را از روغن تفکيک مي‌کنند.

تصفيه برش هاي سبک :
منظور از تصفيه برش هاي سبک ، بيشتر تخليص گازهاي حاصل از پالايشگاه و يا گازهاي طبيعي از هيدروژن سولفوره و گاز کربنيک مي‌باشد. مهمترين روشهاي بکار گرفته شده ، شامل روش‌هاي ژيربوتول (Girbotol) ، آلکازيد (Alkazid) و فلوئورسلونت (Fluorsolvent) مي‌گردد.
مواد جاذب مورد استفاده براي اين سه روش بدين قرار است:

در روش ژيربوتول:
مونواتانول آمين - دي اتانول آمين - تري اتانول آمين

در روش آلکازيد:

دي متيل آمينوپتاسيم استات - متيل آمينو پتاسيم پروپيويان

در روش فلوئوسلونت:
کربنات پروپيلن
اين مواد جاذب ، اغلب در درجه حرارتي نزديک به درجه حرارت معمولي با CO2 و H2S عمل مي‌کنند و گازهاي جذب شده بعدا ، در فشار اتمسفر و حرارت 110 درجه سانتي‌گراد از محلول جاذب جدا و خارج مي‌گردند.

تصفيه مواد سفيد :
در صنعت نفت معمولا به برش هاي بنزين و کروزون "مواد سفيد" گفته مي‌شود. منظور از تصفيه اين مواد ، عاري کردن آنها از مواد مضر بعلت بوي يا رنگ زردشان مي‌باشد و همچنين حذف هيدروکربورهاي غير اشباع. ترکيبات: اکسيژنه (اسيدهاي نفتي ، ترکيبات آسفالتي) ، گوگردار (سولفوره ، سولفونه) و ازته خواهد بود. عمل تصفيه شامل ترتمان‌هاي مختلف مي‌گردد که به شرح اين روش‌هاي تصفيه مي‌پردازم.

ترتمان با اسيد سولفوريک :
اولين دفعه ، "ايشلر" (Eichler) در سال 1865 در باکو ، نفت را بکمک اسيد سولفوريک غليظ تخليص نمود. اسيد سولفوريک مخصوصا با هيدروکربورهاي آروماتيک - اولفين ها - ترکيبات اکسيژنه - مواد رنگي و سولفوره ترکيب مي‌شود. براي اينکه نفت ، رنگ زرد نداشته باشد بايد مقدار اسيد نيتروي موجود در اسيدسولفوريک کمتر از 1/0 در صد باشد. اغلب ، اين ترتمان جهت حذف ذرات باقيمانده اسيد ، بوسيله شستشو با يک محلول سود و سپس با آب تعقيب مي‌گردد.

ترتمان با سود :
اين شستشو اغلب بمنظور حذف ترکيبات اسيدي محتوي در برشي نفتي بکار گرفته مي‌شود. مهم‌ترين اين ترکيبات: مرکاپتان‌ها - هيدروژن سولفوره - گاز کربنيک - تيوفنل‌ها و آلکيل فنل‌ها - اسيد سيانيدريک - اسيدهاي چرب - اسيدهاي نفتي مي‌باشد که به اين مواد بايد سولفور کربونيل (COS) را هر چند که يک ترکيب خنثي است، اضافه نمود. زيرا اين ترکيب در اثر هيدروليز توليد CO2 و H2 مي‌نمايد. براي مثال ، مرکاپتانها بر اساس واکنش تعادلي زير با سود ترکيب مي‌گردند.

RSH + NaoH ? RSNa + H2O

عاري نمودن برشهاي نفتي از CO2 و H2S با محلول سود انجام پذير است، البته وقتي که مقدار آنها کم باشد. اما هنگامي که مقدار اين مواد زياد باشد بايد از روش ترتمان با آمين‌ها استفاده نمود. اغلب پس از عمل با قليا ، برش نفتي را با آب شستشو مي‌دهند.
تصفيه کروزون بوسيله انيدريد سولفورو (روش ادلينو) :

چون انيدريد سولفوروي مايع بسادگي مي‌تواند هيدروکربورهاي غير اشباع غني از کربن را در خود حل نمايد، لذا از آن ، جهت تصفيه نفت چراغ (کروزون) استفاده مي‌گردد.

روش‌هاي ملايم کردن :
اين روش‌ها ، امکان عاري نمودن برش‌ها را از ترکيبات گوگردي ، مرکاپتان‌ها و گوگرد بصورت عنصر مي‌دهد. مهمترين روشهاي بکار گرفته شده عبارتند از:

روش سلوتيزر "Solutizer":
اين روش مربوط به اکستراسيون همه کاني‌ها از کليه برش‌هاي بنزين (بدست آمده از تقطير يا کراکينگ يا رفرمينگ) مي‌گردد. از مزاياي اين روش ، افزايش قابليت بنزين جهت پذيرش سرب بوده که علت آن حذف ترکيبات گوگردي است.

روش دکتر:
انواع بنزين‌ها و همچنين ترکيبات سينگن‌تر ازقبيل برش نفت و کروزون را مي‌توان به توسط اين روش مورد ترتمان قرار داد. در اين روش از محلول قليايي پلمبيت سديم جهت ترتمان استفاده مي‌گردد.

روش هيپوکلريت:
اغلب از هيپوکلريت بعنوان يک عامل اکسيد کننده جهت کاهش بو و همچنين مقدار مرکاپتان‌ها در برش‌هاي نفتي استفاده مي‌شود. اين روش مي تواند يک روش تکميلي براي ترتمان برش‌ها با سود باشد.

روش هاي کلرکوئيوريک (روش پرکو):
در اين روش ، بر روي نفت ، کلرور مس افزوده مي‌گردد که باعث تبديل مرکاپتان‌ها به دي‌سولفور مي‌گردد.

روش تصفيه کاتاليکي:
در اين روش ، بجاي استفاده از ترکيبات حل کننده ذکر شده در روش هاي قبلي ، از کاتاليزور استفاده مي‌شود. براي مثال ، روش مراکس يک طريقه تصفيه کاتاليتکي است که در آن ، کاتاليزور يک بستر ثابت از اکسيد سرب مي‌باشد که طول عمر آن بيشتر از سه سال مي‌باشد.

رنگ بري و بي بو کردن نفت:
رنگ‌بري را مي‌توان اغلب اوقات بوسيله خاک‌هاي رنگ بر - آرژيل ها و هيدروسيليکات‌هاي طبيعي منيزيم انجام داد. جهت بي‌بو کردن نفت ، برخي آن را با کلرورو دوشو و کمي اسيد کلريدريک به هم زده ، سپس دکانته مي‌نمايند و بمنظور از بين بردن کلر محتوي ، بعدا آن را با آهک مخلوط نموده و تکان مي‌دهند. ضمنا ممکن است از مواد معطر و عطر بهار نارنج براي خوش‌بو کردن آن استفاده نمود. با افزايش مواد رنگي از قبيل نيترونفتالين و زرد کينولئين مي‌توان خاصيت فلوئورسانس را از بين برد.

تصفيه روغن‌هاي گريس‌کاري
تصفيه :

همان طور که مواد سفيد احتياج به تصفيه دارند، روغن‌هاي گريس‌کاري جهت حذف مواد مضر محتاج به پالايش مي‌باشند. عمل تصفيه در روغن‌ها بعلت ويسکوزيته زياد و خاصيت امولسيون شدنشان نسبت به مواد سفيد مشکل مي‌باشد. عمل تصفيه شامل شستشوهاي متوالي با اسيد سولفوريک ، سپس شستويش با مواد قليايي و سپس آب خواهد بود. براي خنثي‌شدن روغن ، از مخلوط کربنات سديم (خاک‌هاي رنگ‌بر) استفاده مي‌نمايند.

بي‌بو کردن :
روغن‌هاي معدني را با آلدئيد فرميک مخلوط و گرم مي‌کنند و بعدا ، قبل از اين‌که اسيد يا قليا بدان بيفزايند، بخار آب از آن عبور مي‌دهند. بيست درصد از روغن معدني خام را بوسيله بخار آب در مجاورت استات پلمب تقطير مي‌نمايند. مايع تقطير شده عاري از گوگرد است و از آن بعنوان روغن چراغ يا روغن موتور استفاده مي‌شود. روغني که از صاف نمودن باقيمانده بدست مي‌آيد، روغن چرک کننده سنگين (با دانسيته زياد) و بي‌بو مي‌باشد.

بي‌رنگ نمودن :
جهت بدست آوردن روغن‌هاي معدني بي‌رنگ (مانند روغن وازلين) از روغن‌هاي تيره ، آنها را از استوانه‌هاي بلند و پر از آرژيل (که جاذب رنگ است) با دماي 50-30 درجه سانتي‌گراد به آهستگي عبور مي‌دهند. اين آرژيل‌ها ، هيدروسيليکات آلومينيم و منيزيم مي‌باشند و پس از خاتمه عمل ، آرژيل‌ها را با بنزين شستشو داده ، مايع حاصله را جهت جمع آوري بنزين تقطير مي‌نمايند و بنزيني را که روي آرژيل مانده است، بوسيله عبور هوا به خارج رانده ، جمع آوري مي‌نمايند. آرژيل حاصله را در کوره‌هاي دوار حرارت مي‌دهند و بعد از آن ، وارد استوانه ديگري مي‌کنند. در نتيجه آرژيل حاصله مانند اول فعال مي‌گردد. با زغال حيواني و يا مخلوطي از زغال حيواني با سيليس - سيليکات - اکسيد دو فر مي‌توان روغن را بي‌رنگ نمود. قسمتي از رنگ روغن‌هاي معدني را که خيلي رنگين است، بوسيله اسيد سولفوريکي که به آن بيکرومات پتاسيم افزوده شده است از بين مي‌برند. براي روغن‌هايي که کمتر رنگين است، به عوض صاف نمودن مجدد ، روي خاک‌هاي رنگبر عمل تصفيه را با اسيد سولفوريک و يا سود انجام مي‌دهند.

نويسنده : مرتضي هادوي - دانشنامه رشد

[sajadhoosein]

ذخائر زير زميني نفت و گاز


سوختهاي فسيلي شامل نفت و گاز در عمق سه تا چهار کيلومتري اعماق زمين و در خلل و فرج لايه هاي آن و با فشار چند صد اتمسفر بصورت ذخيره ميباشند. گازهاي طبيعي زيرزميني يا به تنهايي و يا به همراه نفت تشکيل کانسار (معدن) مي‌دهند. که در هر دو صورت از نظر اقتصادي بسيار گرانبها مي‌باشد. درصورت همراه بودن با نفت گازها در داخل نفت حل مي‌شوند، و عمدتا نيز بهمين صورت يافت ميگردد و در اين رابطه مولفه هاي فيزيکي مواد - حرارت و فشار مخزن تاثيرات مستقيم دارند و نهايتا درصورت رسيدن به درجه اشباع تجزيه شده و بلحاظ وزن مخصوص کمتر در قسمت‌هاي فوقاني کانسار و بر روي نفت يا آب به شکل گنبدهاي گازي (GAS DOME) قرار ميگيرند.گاهآ درمخازن گازهاي محلول در آب نيز مشاهده شده است
گاز متان در حرارت و فشار موجود درکانسارها متراکم نميگردد بنابراين هميشه بصورت گاز باقي مانده ولي در مخازني که تحت فشار بالا هستند بشکل محلول در نفت در ميايد . ساير اجزاي گاز طبيعي در مخازن نسبت به شرايط موجود در کانسار در فاز مايع يا فاز بخار يافت ميشوند. گازهاي محلول در نفت بمثابه انرژي و پتانسيل توليدمخزن بوده و حتي المقدور سعي ميگردد به روشهايي از خروج آنها جلوگيري گردد ولي در هر حال بسياري از گاز محلول در نفت در زمان استخراج همراه با نفت خارج ميگردد .در سالهاي پيش از انقلاب در صد بالايي از آن از طريق مشعل سوزانده ميشدو بهدر ميرفت ولي در سالهاي بعد تا بحال بتدريج و با اجراي طرهايي منجمله طرح آماک از آنها به عنوان توليدات فرعي استحصالي از ميادين نفت کشور بمنظور تزريق به مخازن نفتي - توليد مواد خام شيميايي و سوختي با ارزش استفاده مي‌کنند.

استخراج گاز
در ايران گاز طبيعي خام را از دو نوع چاه استخراج مينمايند .

1 - چاههاي مسقل گازي - از قبيل ميادين گاز پارس جنوبي - نار و کنگان - خانگيران - تابناک- حوزهاي شانون، هما، وراوي و ميدان گازى پازنان و غيره .

2 - چاههاي نفت - از قبيل ميادين اهواز - آغاجاري - مارون - گچساران - بي بي حکيمه - - رامشير و غيره .

ترکيبات گاز طبيعي خام
1 - گاز طبيعي خام که از چاههاي مستقل گازي استخراج ميگردد و هنوز فرايندهاي سرچاهي و پالايشي را طي نکرده است عمدتا از هيدروكربور متان بعلاوه گاز اتان و همراه با هيدروكربورهاي ديگر( سنگين و مايع) مانند پروپان - بوتان - و هيدروكربورهاي سنگين تر يا چكيده نفتي (CONDENSATE) بعلاوه بنزين طبيعي ( NATURAL GASOLINE) و همچنين مقداري از ناخالصي هاي غير هيدروکربوري شامل بخار آب (H2O), كربن دي اكسيد(CO2) , كربن منواكسيد (CO), نيتروژن (N), هيدروژن سولفيد (H2S), هليوم (HE) كه درصد هر كدام بستگي به نوع مخازن دارد تشكيل شده است .
اين چاهها اصولا قادر به توليد در اندازه هاي تجاري بوده و محصول آنها با نام گاز غير همراه ( NON -ASSOCIATED GAS) نيز شناخته ميگردند گازهاي استخراجي از چاههاي مستقل گازي يا نفت همراه ندارند و يا مقدارنفت همراه آن بسيار ناچيز ميباشد.
گاز طبيعي خام استخراجي از چاههاي مستقل گازي با خود مقداري شن - ماسه و آب شور بهمراه دارد که قبل از ارسال به تاسيسات پالايشي در مجموعه تاسيسات سر چاهي و توسط ساينده ها از گاز جدا ميگردند.
دستگاههاي گرمکن موجود در نقاط مشخصي درطول خط لوله تا مرکز جمع آوري نيز مانع از انجماد بخار آّب موجود در گاز ميگردند زيرا در صورت نبود اين تجهيزات ترکيبات جامد و نيمه جامد هيدرات هاي گاز طبيعي احتمالي(کريستالهاي يخ) در روند کار سيستم گردآوري ايجاد مشکلات عديده مينمايند.

2 - گاز طبيعي خام از چاههاي نفت نيز بدو صورت استخراج ميگردد.
الف - در صورتي که گاز، محلول در نفت خام باشد گاز محلول (SOLUTION GAS ) نام دارد.
ب - در تماس مستقيم ولي جدا از نفت باشد گاز همراه (ASSOCIATED GAS) ناميده مي شود .

مشخصات و مزيتهاي گاز طبيعي
گاز طبيعي(متان - CH4) حاصل از عمليات فرآورش نهايي دارا ي مشخصات بدون رنگ - بدون بو و سبکتر از هوا ميباشد. ارزش حرارتي يك گاز، مقدار حرارتي است كه در اثر سوختـن يك مترمكعب آن گاز ايـجاد مي شود که بدين ترتيب ارزش حرارتي هر متر مکعب متان تقريبا معادل ارزش حرارتي يک ليتر نفت سفيد ميباشد و به عبارت ديگر چنانچه يک فوت مکعب از آن سوزانده شود معادل با 252 کيلو کالري انرژي حرارتي آزاد مينمايد که از اين لحاظ در مقايسه با ديگر سوختها بسيار قابل توجه ميباشد . هيدروکربنها با فرمول عمومي CnH2n+2 اجزاء اصلي گاز طبيعي بوده و منابع عمده انرژي ميباشند . افزايش اتمهاي کربن مولکول هيدروكربن را سنگينتر و ارزش حرارتي آن افزونتر ميسازد. ارزش حرارتي هيدروکربنهاي متان و اتان از 8400 تا 10200 كيلو كالري بازاي هر مترمكعب آنها مي باشد .
ارزش حرارتي هيدروکربن پروپان برابر با 22200 كيلو كالري بازاي هر مترمكعب آن مي باشد . ارزش حرارتي هيدروکربن بوتان برابر با 28500 كيلو كالري بازاي هر مترمكعب آن مي‌ باشد . گاز طبيعي شامل 85 درصد گاز متان و 12 درصد گاز اتان و 3 درصد گاز پروپان، بوتان، ازت و غيـره مي باشد
گاز طبيعي حاصل از ميادين گازي سرخس حاوي متان بادرجه خلوص 98 درصد ميباشد. ارجحيت ديگر گاز گاز طبيعي(متان - CH4) به ساير سوخت ها آن است که گاز طبيعي تميز ترين سوخت فسيلي است زيرا نه تنها با سوختن آن گاز سمي و خطرناك منواكسيد كربن توليد نميگردد بلکه جالب است بدانيم که ماحصل سوخت اين گاز غالبا آب بهمراه حداقل ميزان دي‌اكسيدكربن در مقايسه با تمام سوختهاي فسيلي ميباشد .

در يک تحقيق از ميزان آلايندگي گاز طبيعي و ديگر سوخت هاي فسيلي يافته ها به شرح ذيل بودند . ميزان انتشار co2 در گاز طبيعي 6/53 درصد، پروپان 67 درصد، بنزين 7/72 درصد، نفت گاز 76/2 درصد، نفت کوره 3/79 درصد و زغال سنگ 1/82 درصد به ازاي يک واحد گرما(Kg co2/Gj) است لذا با توجه به موارد فوق مي توان از آن به عنوان سوخت برتر - ايمن و سالم در محيطهاي خانگي- تجاري و اداري که داراي فضاهاي بسته و محدود ميباشند استفاده نمود.

دماي احتراق خود به خود گاز طبيعي 649 درجه سانتي گراد است. دماي جوش متان 49/ 161 درجه سانتي گراد زير صفر است .فرايند تبديل گاز طبيعي به گاز مايع LN G در همين درجه حرارت صورت ميگيرد.
يکي از عوامل مهم و مؤثر در کامل سوزي گاز طبيعي و آبي سوزي شعله تامين هواي کافي است. ميزان هواي لازم جهت هر مترمكعب گاز طبيعي هنگام سوختن حدودأ 10 مترمكعب ميباشد. آبي تر بودن شعله بمعني دريافت بهتر و بيشتر هوا مي باشد.

فرآورش گازطبيعي
مجموعه عمليات پيچيده اي است شامل فرايندهايي بقرار و ترتيب ذيل که در جريان آن بتوان گاز طبيعي را که شامل عمدتا متان بعنوان اصليترين ماده و با درصد خلوص 80 تا 97 ميباشد را بعنوان محصول نهائي پالايش نمود, صمن آنکه در اين فرايندها علاوه بر استحصال گوگرد ترکيبات ارزشمند مايعات گازطبيعي (NATURAL GAS LIQUIds -NGL)شامل گاز مايع LPG)) و (CONDENSATE) که تمامآ در رديف اقلام صادراتي نيزبشمار ميايند جداسازي ميگردند.

تفکيک گاز و نفت

گاز همراه با نفت
گازي که همراه نفت است الزاما بايد از آن جدا شود تا نفت خالص و پايدار بدست آيد. در صورتي که نفت و گاز استخراجي از چاه مستقيما به مخازن ذخيره نفت هدايت گردند.بعلت سبک و فرار بودن گاز مقداري از آن از منافذ فوقاني مخزن ذخيره خارج شده و در ضمن مقداري از اجزاي سبک و گرانبهاي نفت را هم با خود خارج مي‌کند. از اين رو نفت را پس از خروج از چاه و پيش از آنکه به مخزن روانه گردد به درون دستگاه تفکيک نفت و گاز هدايت مي‌کنيم.
عمليات تفکيک گاز همراه از نفت خام اصولا با ابزار موجود در سر چاه و طي فرايندهاي سرچاهي ، انجام مي شود .اين عمل توسط دستگاهي بنام جداکننده سنتي که هيدرو کربورهاي سنگين و مايع را از هيدروکربورهاي سبکتر و گازي تفکيک مينمايد صورت ميگيرد. سپس اين دو هيدروكربن براي فرآورش بيشتر به مسيرهاي مجزايي هدايت شده تا عمليات تصفيه اي لازم برروي آنها صورت گيرد.
اين دستگاه به شکل يک استوانه قائم دربسته بوده که در آن با استفاده از نيروي گرانش ذرات گاز از هم باز و به اصطلاح منبسط مي‌گردد، و در اين ضمن از سرعت آن نيز کاسته مي‌شود. وقتي فشار و سرعت گاز به مقدار زيادي کاهش يافت بخش انبوهي از گاز ، از نفت جدا مي‌گردد. آنگاه گاز حاصل را توسط لوله بمخزن ديگري هدايت مي‌کنند گازي که از دستگاه جدا کننده خارج مي‌گردد، غالبا از نوع گاز تر بوده و حاوي مقدار زيادي بنزين سبک(طبيعي) نيز ميباشد. بنزين سبک (طبيعي) به لحاظ آنکه دارا ي ارزش فراواني ميباشد الزاما بايد در مراحل بعدي از گاز طبيعي جدا گردد .

گاز محلول در نفت خام
در مواردي که گاز در نفت خام محلول است مقداري از آن به جهت ماهيت گاز و تحت تاثير کاهش فشار موجود در سر چاه از نفت جدا ميگردد و سپس اين دو گروه از هيدروكربنها براي فرآورش بيشتر هر يک به مجاري مخصوص بخود فرستاده مي شوند.

1- تفکيک مايعات گازي
اين فرايند اولين مرحله از مجموعه عمليات پالايش گاز طبيعي خام ميباشد . در به عمل آوري مايعات گازطبيعي فرايندي سه مرحله اي وجود دارد. زيرا ابتدا مايعات (NGL) توسط جاذب NGL از گازطبيعي استخراج و سپس ماده جاذب طي فرايند دوم قابليت استفاده مجدد (مکرر) را در فرايند ابتدايي کسب مينمايد و نهايتا در فرايند سوم عناصر تشکيل دهنده و گرانبهاي اين مايعات نيز بايد از خودشان جدا سازي شده و به اجزاي پايه اي تبديل گردند . که اين فرايند در يك نيروگاه فرآورش نسبتا متمركز بنام کارخانه گاز مايع بر روي مايعات حاصل انجام مي شود. بخش اعظم مايعات گازي درمحدوده بنزين و نفت سفيد مي باشد . ضمن آنکه ميتوان فرآورده هاي ديگري مانند حلال و سوخت جت و ديزل نيز از آن توليد نمود. مواد متشكله در مايعات گازطبيعي (NGL) عبارتند از .

1- 1 اتان - ماده اي است ارزشمند و خوراک مناسب جهت مجتمع هاي پتروشيمي و تبديل آن به ماده ايي با ارزش بيشتر به نام اتيلن و پلي اتيلن . گازطبيعي ميدان پارس جنوبي حدودآ حاوي شش درصد اتان ميباشد كه با جداسازي آن و ساخت اتيلن و پلي اتيلن مزيت هاي اقتصادي فراواني براي کشورمان ايجاد مي شود. کاربردفناوري تفکيک اتان از مايعات گازي در ايران بسيار جديد است و هم اکنون در فازهاي 4و5 پارس جنوبي بکارگرفته ميشود
1- 2گاز مايع (LPG) - گاز مايع عمدتآ شامل پروپان و بوتان بوده که آن را ميتوان با پالايش نفت خام نيز بدست آورد. ضمنآ در فرايند شكست ملكولي (کراکينگ) نفت خام و يا فرايند افزايش اكتان بنزين (ريفرم کاتاليستي) نيز اين ماده ارزشمند به صورت محصول جانبي حاصل مي شود . درصد پروپان و بوتان موجود در گاز مايع (LPG) که مصارف سوختي در خودرو (کمتر) و در منازل (بيشتر) دارد متغير بوده بطوري که در فصل گرم پروپان کمتر و در فصل سرد پروپان بيشتر خواهد بود در فصل سرد افزايش در صد پروپان به علت سبکتر بودن باعث تبخير بهتر سوخت ميگردد . معمولا درصد پروپان در گاز مايع بين 10 الي 50 درصد متغير است .
1- 3كاندنسيت ( condensate) شامل ترکيبات سنگينتر از بوتان ( (C4H10 - مولکولهايي داراي اتمهاي کربن بيشتر و حالت مايع درشرايط اتمسفر را شامل ميگردند. اين ترکيبات را ميتوان بمنظور صادرات پس از تثبيت فشار بخار و تنظيم نقطه ي شبنم طبق مشخصات اعلام شده متقاضي (خريدار) به مخازن انتقال يافته و بمحض تکميل ظرفيت مخزن صادر شوند. ولي اين گروه از هيدرکربورها بلحاظ ارزشمندي بيشتري که نسبت به ديگر محصولات جدا شده دارند مقرون به صرفه است كه طي فرايند ديگري در پالايشگاه کاندنسيت به سوختهايي تبديل گردد که تا کنون در پالايشگاههاي نفت از پالايش نفت خام حاصل ميگرديد ولي اينبار همراه با مزيتهايي که خواهد آمد . با توجه به اينکه پالايشگاه 500 ميليون دلاري كاندنسيت (مايعات گازي) در امارات متحده عربي بخشي ازخوراك مورد نياز خود را از ايران تامين مينمايد و حجم فراوان مايعات گازي که با بهره برداري از فازهاي پارس جنوبي و ديگر پالايشگاههاي گاز کشور حاصل ميگردد، احداث پالايشگاه هاي کاندنسيت با امکاناتي شامل يك برج تقطيرو چند فرآيند تصفيه و ريفرمينگ كاتاليستي بنا به مزيتهاي موجود در ذيل بسيار حائز اهميت ميباشد .

1 - توليد بنزين بيش از دو برابر بنزين توليدي در پالايشگاههاي نفت.
2 - بدون توليد اندکي از نفت كوره و طبعا رفع مشكلات ناشي از توليد اين فراورده ضمن آنکه باقيمانده هاي تقطير مايعات گازي نيز به محصولات ميان تقطير و سبک تبديل ميگردد .
3 - در ازاي تخصيص نيمي از تجهيزان موجود در پالايشگاه هاي نفت خام به پالايشگاه كاندنسيت ميتوان محصولات با ارزش بيشتري توليد نمود .
4 - هزينه توليد هر واحد محصول دراين نوع پالايشگاه، بسيار پايين تراز پالايشگاه نفت خام است.
5 - ميزان سرمايه گذاري در مقايسه بااحداث پالايشگاه نفت خام حدوداً به نصف ميرسد.
6 - درصورتي كه مجموعه مايعات گازي توليدي كشور به توليد بنزين و فراورده هاي ديگر اضافه شود، تا سال 1390 نيازي به واردات بنزين نخواهد بود

درحال حاضر کليه مايعات گازي توليدي در دو بخش صنايع پتروشيمي و پالايشگاه ها جهت خوراک مورد استفاده قرارگرفته و بخش سوم آن نيز صادر ميگردد . مايعات گازي حاصل از پالايش گازهاي ترش نيز ترش بوده و حاوي درصد فراواني از هيدروژن سولفيد و مركپتان ميباشد . بنابراين بعد از تقطير و تهيه فراورده ها نياز به فرايندهاي پالايشي جهت زدودن و ياکاستن از ميزان گوگرد و مركپتان موجود دارند
هم اکنون پالايشگاه قديمي مايعات گازي در بندرعباس روزانه 260 هزار بشکه نفت خام و 20 هزار بشکه مايعات گازى را فرآورش ميکند . احداث پالايشگاه جديد مايعات گازي در بندرعباس به شرکت سرمايه گذاري نفت سپرده شده و مطالعات آن در حال انجام است. پالايشگاه جديد مايعات گازي در بندرعباس و با ظرفيت 360 هزار بشکه احداث ميگردد . و تا کنون طراحي بنيادي و اخذ دانش فني آن طبق برنامه توسط شرکت ملي مهندسي و ساختمان نفت به پايان رسيده است .
قديميترين پروژه از اين دست پروژه واحدهاي تقطير مايعات گازي پالايشگاه گاز شهيد هاشمي نژاد(خانگيران) است که پيشينه 20 ساله دارد . درآن زمان پيشنهاد داده شد که مايعات توليدي از ميادين شمال شرقي( خانگيران )در واحدهاي تقطير به فرآورده هاي نفتي همچون حلال هاي ويژه نفتي ، نفتا ، نفت سفيد و گازوئيل مرغوب تبديل شود. پروژه واحدهاي تقطير مايعات گازي خانگيران مورد تاييد برنامه ريزي تلفيقي شرکت ملي نفت ايران نيز قرارگرفت . شرکت ايتاليايي I.M.S در سال 1380طي يک مناقصه مسئوليت ساخت واحدهاي تقطير را بدست گرفت . اين شرکت در همان سال (1380 ) مشغول ساخت دستگاه هاي مربوطه شد که بنا به پيش بيني مجري وقت طرح هاي پالايش گاز شرکت ملي گاز ايران حداکثرتا يک سال بعدبه اتمام مي رسد . که خوشبختانه جديدآ خبر ها حکايت از راه اندازي اين تاسيسات دارد .

2- حذف دي اكسيدكربن و سولفور
بعد از جداسازي مايعات گازي از گاز طبيعي خام دومين قسمت از فرآورش گاز نيز صورت ميگيرد که شامل جداسازي دي اكسيد كربن و سولفيد هيدروژن است. گازطبيعي بسته به موقعيت چاه مربوط مقادير متفاوتي از اين دو ماده را شامل ميگردد.
فرايند تفکيک سولفيد هيدروژن و دي اكسيد كربن از گازترش، شيرين كردن گاز ناميده مي شود. سولفيد هيدروژن و دي اكسيد كربن را ميتوان سوزاند و از گوگرد نيز صرفنظر نمود ولي اين عمل باعث آلودگي شديد محيط زيست ميگردد . با توجه به اينکه سولفور موجود در گاز عمدتآدر ترکيب سولفيد هيدروژن ((H2S قرار داردحا ل چنانچه ميزان سولفيد هيدروژن موجود از مقدار 7/5 ميليگرم در هر متر مکعب گازطبيعي بيشتر باشد به آن گاز ترش اطلاق ميگردد. وچنانچه از اين مقدار کمتر باشد نياز به تصفيه نميباشد.
سولفور موجود درگازطبيعي به علت دارا بودن بوي زننده و تنفس هاي مرگ آور و عامل فرسايندگي خطوط لوله انتقال، گاز را غير مطلوب و انتقال آن را پر هزينه ميسازد. تکنيکهاي مورد استفاده در فرايند شيرين سازي گاز ترش موسوم به «فرايند آمين» که متداولترين نوع در عمليات شيرين سازي ميباشد تشابه فراواني با فرايندقبل( جاذب NGL) و فرايند بعدي خود يعني نم زدايي توسط گلايكول دارند . مواد مورد استفاده دراين فرايند انواع محلول هاي آمين ميباشد. دراين نوع فرايندها اغلب از دو محلول آمين باسامي مونو اتا نو ل آمين (MEA) و دي اتا نو ل آمين (DEA ) استفاده ميگردد.
گاز ترش از ميان برجي که با محلول آمين پر شده است جريان داده ميشود .تشابه خواص ملکولي محلول آمين با سولفور موجود در سولفيد هيدروژن باعث ميگردد تا بخش عمده اي از مواد سولفوره جذب محلول گردد و سپس اين محلول با شرکت در فرايند ثانوي ضمن جداسازي از سولفيد هيدروژن جذب شده مجددا قابل بهره برداري در فرايند ابتدايي ميگردد . روش ديگري در رابطه با شيرين سازي گاز ترش با استفاده از جاذب هاي جامد براي جداسازي دي اكسيدكربن و سولفيد هيدروژن نيز وجود دارد. دي اكسيدكربن حاصل از فرايند از طريق مشعل وارد محيط شده و طبعآ آلودگي هايي از خود بجا ميگذارد که اجتناب ناپذير ميباشد . ولي سولفيد هيدروژن حاصل از فرايندقبل پس از انتقال به واحد گوگرد سازي با شرکت در فرايندي کاتاليستي و با واکنشهاي گرمايي بنام فرايند کلاوس سولفور موجودرا بصورت مايع آزاد مينمايد. مايع حاصل بعد ازانتقال به واحدديگري و بعد از عمليات دانه بندي و انبار ميشود اين فرايند تا 97 درصد سولفور موجود در گاز طبيعي را باز يافت مينمايد. اين ماده که سولفور پايه ناميده ميشود بشکل پودر زرد رنگ بوده و آن را ميتوان داخل محوطه پالايشگاه يا خارج از آن مشاهده نمو د. البته نظر به نيازبازار جهاني ، سولفور موجود بعد از استخراج و تصفيه و آماده سازي کامل جزو اقلام صادراتي محسوب و جداگانه به بازار عرضه مي گردد .
مرکاپتان ها گروه ديگري از ترکيبات گوگرد دار ميباشند که بايداز ترکيب گاز قابل مصرف توسط فرايندي از نوع غربال مولکولي جداسازي گردد .ازآنجاييکه سيستم لوله کشي هاي مشترکين فاقد هشدار دهنده هاي نشت گاز ميباشد ضرورتآ و به همين منظور مقدار اندکي از آن که منجر به ضايعات در خطوط لوله نگردد را درترکيب گاز بجا ميگذارند تا بکمک اين مواد بودار (بوي تخم مرغ گنديده ) مصرف کننده از وجود نشتي در لوله هاي گاز آگاه گردد.

در همين رابطه در ايستگاههاي CGS نيز بطور جداگانه مقداري مرکاپتان به جريان گاز تزريق ميگردد . گاز ميادين پارس جنوبي - نار و کنگان - سرخس و گاز همراه ميدان آغاجاري از نوع ترش بوده و لذا حاوي مقدار معتنابهي گوگرد ميباشد.
گاز ميادين تابناک - شانون، هما، وراوي و گاز همراه ميادين مارون و اهواز از نوع شيرين بوده و طبعا بعلت فقدان گوگرد و حذف فرايندهاي مربوطه نسبت به گار ميادين ديگر با ارزشتر ميباشد.

3-نم زدايي يا رطوبت زدايي
3- 1 -رطوبت زدايي با محلول گلايکول
علاوه بر تفکيک نفت با گاز مقداري آب آزاد همراه با گازطبيعي وجود دارد که بيشتر آن توسط روش هاي جداسازي ساده در سر چاه يا در نزديكي آن از گاز جدا مي شود. در حاليکه بخار آب موجود در محلول گاز ميبايست طي فرايندي بسيار پيچيده تحت عنوان عمليات نم زدايي و يا رطوبت زدايي از گازطبيعي تفکيک گردند .
در اين فرايند بخار آب متراکم و موجود در سطح توسط ماده نم زدا جذب و جمع آوري ميگردد. نوع متداول نم زدايي جذب (absorption) با عنوان نم زدايي گلايكول که ماده اصلي اين فرايند ميباشد شناخته مي شود. در اين فرايند، از مايع نم زداي خشك كننده حاوي گلايکول براي جذب بخار آب از جريان گاز استفاده مي شود. دراين نوع فرايند اغلب از دو محلول گلايكول باسامي دي اتيل گلايكول (DEG) يا تري اتيل گلايكول (TEG) استفاده ميگردد.
خواص ملکولي ماده گلايکول شباهت بسياري با آب دارد لذا چنانچه در تماس با جرياني از گازطبيعي قرار گيرد، رطوبت آب موجود در جريان گاز را جذب و جمع آوري مينمايد. ملکولهاي سنگين شده گلايکول در انتهاي تماس دهنده جهت خروج از نم زدا جمع و خارج ميشو ند سپس گازطبيعي خشک نيزاز جانب ديگر به بيرون از نم زدا انتقال مي يايد.
محلول گلايكول را از ميان ديگ بخار به منظور تبخير نمودن آب محلول در آن و آزاد کردن گلايكول جهت استفاده مجدد آن در فرايندهاي بعدي نم زدايي عبور ميدهند. اين عمل با بهره گيري از پديده فيزيکي يعني وجود اختلاف در نقطه جوش آب تا 212درجه فارنهايت (100 درجه سانتيگراد ) و گلايكول تا 400 درجه فارنهايت صورت ميگيرد.

3- 2رطوبت زدايي با ماده خشك كننده جامد
رطوبت زدايي با ماده خشك كننده جامد که معمولا مؤثرتر از نم زداهاي گلايكول هستند نيز با استفاده از روش جذب سطحي صورت ميگيرد . جهت اين کار به حداقل دو برج يابيشتر نياز ميباشد که بکمک يك ماده خشك كننده جامد شامل آلومينا يا ماده سيليكاژل پرشده است. نم زدايي با ماده خشك كننده جامد اولين شيوه نم زدايي گازطبيعي با استفاده از روش جذب سطحي است گازطبيعي از داخل اين برج ها، از بالا به پايين عبور داده ميشوند. گازطبيعي دراين فرايند ضمن عبور از اطراف ذرات ماده خشك كننده رطوبت هاي موجود در جريان گازطبيعي به سطح ذرات ماده خشك كننده جذب ميگردد و باتکميل اين فرايند تقريبا تمام آب توسط ماده خشك كننده جامد جذب شده و نهايتا گاز خشك از انتهاي برج خارج شود.
اين نوع از سيستم نم زدايي از آنجاييکه در رابطه باحجم فراوان گاز تحت فشارهاي بالا مناسب هستند معمولا در انتهاي يك خط لوله در يك ايستگاه كمپرسور قرار دارند. در اين سيستم نيز همانند گلايکول در روش اول ماده خشک کننده جامد بعد از اشباع شدن از آب جهت احياء و استفاده هاي مکرر از سيستمهاي گرمکن با درجه حرارت بالا جهت تبخير بخار آب موجود در گلايکول بکار گرفته ميشوند .
گازطبيعي اينک با طي تمام مراحل تصفيه به طور كامل فرآورش و براي مصرف آماده گرديد لذا در پايان با تقويت فشار آن تا حدود 1000 psi و پس از محاسبه حجم آن توسط سيستم اندازه گيري به خط لوله خروجي پالايشگاه هدايت و تحويل مديريت منطقه عمليات انتقال گاز مربوطه ميگردد.


نويسنده : سيد مرتضي سعيديان
منابع :

shana.ir - nigc.ir - RIPI.ir - assaluyeh.com tehran-gas.ir - نشريه نداي گاز

منبع مقاله : سايت عسلويه

[sajadhoosein]

جالب در مورد نمک و نوشابه

چرا وقتی در نوشابه نمک می ریزیم, با شدت بیشتری گاز آزاد می شود ؟


‌ابتدای ماجرا :
هرچه دمای آب کمتر و فشار بیشتر باشد , ظرفیت پذیرش گاز بیشتری را خواهد داشت و به عنوان مثال CO2 بیشتری را در خود حل می کند. هنگام تولید نوشابه با استفاده از این خاصیت , در دماهای پایین و فشار بالا , نوشیدنی با تزریق گاز CO حالت اشباع می رسد. بنابراین وقتی در نوشابه باز شود و نوشابه در دما و فشار معمولی قرار گیرد , محلول خاصیت فوق اشباع دارد یعنی مقدار CO2 حل شده در آن بیش از ظرفیت انحلال در آن دما و فشار است. چنین محلولی اگر شرایط مهیا باشد تمایل به آزاد کردن CO2 دارد. برای این کار گاز CO2 محلول باید به صورت حباب درآید یعنی مولکولهای CO2 حل شده باید در نقطه ای جمع شوند و با به هم پیوستن , یک حباب تشکیل دهند و به سطح نوشابه بیایند و از آن خارج شوند. اگر دقت کرده باشید تشکیل حباب در سطوح تماس خارجی نوشابه اتفاق می افتد یعنی در سطح نوشابه و دیواره های بطری یا دورنی . به زبان ساده این سطوح و به خصوص نا همواری های موجود روی آنها یا هر نوع ناهمگنی موجود در محیط نقش جایگاههای تجمع یا مکانهایی برای به هم پیوستن مولکولها و تشکیل حباب را بازی می کنند.به عبارت عامیانه یعنی مولکولها برای ایجاد حباب دنبال بهانه می گردند و این بهانه را در این سطوح پیدا می کنند. در این وضعیت ریختن نمک در نوشابه باعث خروج سریع تر گاز از محلول می شود. زیرا سطح بیشتری برای تشکیل حباب در اختیار مولکولها قرار می گیرد ( سطح جانبی بلورهای نمک ) . چیزی مانند تبلور ( = بلور شدن ) شکر پس از قرار دادن بلور یا نخ در محلول فوق اشباع آن.بنابراین چنین اتفاقی اصلا شیمیایی نیست. هیچ واکنشی هم صورت نمی گیرد و تقریبا هر ماده ای از نمک و شکر گرفته تا شن و ماسه که بتوانند نوعی ناهمگنی در محیط نوشابه ایجاد کند یا سطح آزاد در اختیار آن قرار دهد ( یا به طور خلاصه بهانه دست مولکولها بدهد ! ) میتواند این کار را بکند . این اتفاق را حتما در هنگام وارد کردن نی در نوشابه دیده اید. تنها مزیت نمک با شکر این است که به دلیل داشتن دانه های ریز سطح جانبی نسبی بیشتری در مقایسه با مواد درشت تر دارند. همین! از این به بعد می توانید در نوشابه دوستتان به جای نمک خاک بریزید !!!