دانشگاه شهید باهنر کرمان و انجمن مهندسی شیمی ایراننشریه علوم و مهندسی جداسازی2008-396316220241121Partitioning of protease using an ionic liquid based aqueous two phase system: Experimental study and thermodynamic modelingاستخراج آنزیم پروتئاز با استفاده از سیستم آبی دو فازی مبتنی بر مایع یونی: مطالعه آزمایشگاهی و مدل سازی ترمودینامیکی115444210.22103/jsse.2024.4442FAعلیرضافضلعلیگروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایران0000-0001-8970-2479وهبقلعه خندابیگروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایران0000-0002-1258-5865میثمباقی پورگروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایرانJournal Article20240301Objective: The aqueous two-phase system (ATPS) as a liquid-liquid fractionation technique has gained an interest because of great potential for recovery and purification of many biological materials such as proteins, enzymes, and nucleic acids. Ionic liquids (ILs), are a group of organic salts comprising entirely of ions and can be suggested as a suitable solvent for a specific purpose, especially separation processes. Among the various ILs, the alkyl-sulfate derivatives have the great advantages such as synthesizing easily in a halide-free way at a reasonable cost with relatively low viscosity and considering as a promising IL in ATPSs. In the present study, the partitioning of protease using the ATPS [1-Ethyl-3-Methyl-Imidazolium][EthylSulfate]([emim][eSO4])/Na2CO3 was evaluated. The effect of parameters, such as the initial concentration of enzyme (protease), concentration of ionic liquid (IL) ([emim][eSO4]) and concentration of salt (sodium carbonate) on the purification of protease was investigated.Materials and Methods: The design experiment of BOX-Behnken as a method of the response surface methodology (RSM) was applied to minimize the number of runs and the process optimization.Results: The optimum conditions were enzyme/IL of 0.210 and enzyme/salt of 0.381 and concentration of enzyme in the top phase (IL rich phase) and separation yield were obtained, 4 ppm and 94%, respectively.Conclusions: The results showed that the protein tends to be extracted in a top phase, hence the protein concentration in the bottom phase (salt rich phase) was negligible. Furthermore, the experimental results are correlated successfully using non-random two liquid non-random factor (NRTL-NRF) equation as a short-range contribution.هدف: سیستم دو فازی آبی به عنوان یک روش استخراج مایع-مایع به دلیل پتانسیل زیادی برای بازیابی و خالص‌سازی بسیاری از مواد بیولوژیکی مانند پروتئین‌ها، آنزیم‌ها و اسیدهای نوکلئیک مورد توجه قرار گرفته است. مایعات یونی، گروهی از نمک‌های آلی هستند که کاملاً از یون تشکیل شده‌اند و می‌توانند به عنوان یک حلال مناسب برای یک هدف خاص به ویژه فرآیندهای جداسازی پیشنهاد شوند. در بین مایعات یونی مختلف، مشتقات آلکیل سولفات دارای مزایای بسیار خوبی مانند سنتز آسان به روش بدون هالید با ویسکوزیته نسبتا کم و با هزینه مناسب هستند که به عنوان یک مایع یونی مطمئن در سیستم های دو فاز آبی در نظر گرفته می‌شوند. در این مطالعه، جداسازی آنزیم پروتئاز با استفاده از سامانه دو فازی آبی مایع یونی 1-اتیل،3-متیل ایمیدازولیوم اتیل سولفات و نمک سدیم کربنات مورد ارزیابی قرار گرفت. اثر پارامترهایی چون غلظت اولیه آنزیم، غلظت اولیه مایع یونی و غلظت اولیه نمک بر میزان خالص سازی پروتئاز بررسی شد.مواد و روش: طراحی آزمایش باکس-بنکن به عنوان یکی از روش های سطح-پاسخ بمنظور به حداقل رساندن تعداد آزمایشات و بهینه سازی فرآیند مورد استفاده قرار گرفت.نتایج: شرایط بهینه برای نسبت آنزیم به مایع یونی برابر 210/0 و نسبت آنزیم به نمک برابر 381/0 بدست آمد که در این شرایط، غلظت آنزیم در فاز بالا (فاز غنی از مایع یونی) و راندمان جداسازی به ترتیب 4 میلی گرم بر لیتر و 94 درصد بدست آمدند.نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که پروتئین تمایل به استخراج در فاز بالا دارد، و غلظت پروتئین در فاز پایین (فاز غنی از نمک) قابل چشم پوشی بوده است. بعلاوه نتایج آزمایشگاهی تطابق مطلوبی با معادله حالت پیشنهادی NRTL-NRF به عنوان یک معادله با دامنه همبستگی کوتاه داشتند.https://jsse.uk.ac.ir/article_4442_77305c2f862ad1d353f55bf38e5a5183.pdfدانشگاه شهید باهنر کرمان و انجمن مهندسی شیمی ایراننشریه علوم و مهندسی جداسازی2008-396316220241121Optimization of operational parameters affecting phenol degradation in a photocatalytic system under visible light irradiationبهینه‌سازی پارامترهای عملیاتی مؤثر بر تخریب فنول در یک سیستم فتوکاتالیستی تحت تابش نور مرئی1634447210.22103/jsse.2024.4472FAمهرآذیننیک سرشتمهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی امیر کبیر، تهران ایران0000-0003-1096-6514داودایرانشاهیدانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران0000-0002-6360-2864علیرضابدیعیگروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه تهران، تهران، ایران0000-0002-6985-7497Journal Article20240626Objective: "Phenol and its water-soluble derivatives are among the most important toxic pollutants. In recent years, the use of MOFs as photocatalysts for wastewater treatment has attracted much attention. Combining a MOF with a semiconductor that can minimize electron-hole recombination can be very effective in photocatalytic reactions."Method: In this research, TiO2/MIL88 composites with different percentages of titanium dioxide were synthesized using a one-pot hydrothermal method and investigated for phenol removal in a hexagonal photoreactor. The unique hexagonal design of the reactor increases the surface area available for radiation, resulting in more effective removal of contaminant. In order to achieve the highest degradation efficiency, the variables: amount of photocatalyst, reaction time, phenol concentration, pH, and H2O2 concentration (ml/L) were selected as effective parameters on the photocatalytic degradation process. In order to design the experiments, Design Expert software was used, and among the RSM methods, Box Behnken method was selected.Results: Catalyst characterization analyzes showed that TMA10 composite was correctly synthesized. Using this composite, the optimal conditions for the maximum efficiency of phenol degradation (95.96%) are as follows: initial concentration of phenol 58 mg/L, pH equal to 7.51, reaction time 68.61 minutes, H2O2 concentration equal to 0.18 mL/L, and the amount of catalyst equal to 0.4 g/L was obtained.Conclusions: The results of photocatalytic experiments showed that TMA10 composite (10 molar ratio TiO2:MOF) has a better performance than other composites in phenol degradation. Photoluminescence (PL) analysis showed that the better performance of TMA10 composite is due to the reduction of electron-hole recombination in it. Also, analysis of variance showed that the quadratic model fits well with the data.هدف: فنول و مشتقات محلول آن در آب از مهم‌ترین آلاینده‌های سمی هستند. در سال‌های اخیر استفاده از MOFها به‌عنوان فتوکاتالیست برای تصفیه پساب توجه زیادی را به خود جلب کرده است. ترکیب یک MOF با یک نیم‌رسانا که بتواند بازترکیب الکترون-حفره را به حداقل برساند می‌تواند در واکنش‌های فتوکاتالیستی بسیار مؤثر باشد.مواد و روش: در این پژوهش کامپوزیت‌های TiO2/MIL88 با درصدهای مختلف از تیتانیوم دی‌اکسید با استفاده از روش هیدروترمال تک‌مرحله‌ای سنتز شده و برای حذف فنول در یک فتوراکتور شش‌ضلعی مورد بررسی قرار گرفت. طراحی شش‌ضلعی منحصربه‌فرد راکتور، سطح در دسترس برای تابش را افزایش می‌دهد و منجر به حذف مؤثرتر آلاینده می‌شود. به‌منظور رسیدن به بالاترین راندمان تخریب متغیرهای: مقدار فتوکاتالیست، زمان واکنش، غلظت فنول، pH و غلظت هیدروژن پراکسید ml/L)) به‌عنوان پارامترهای مؤثر بر فرآیند تخریب فتوکاتالیستی انتخاب شدند. به‌منظور طراحی آزمایش‌ها از نرم‌افزار DesignExpert استفاده شد و از میان روش‌های RSM روش باکس بنکن انتخاب گردید. نتایج آنالیزهای مشخصه یابی کاتالیست نشان داد که کامپوزیت TMA10 به‌درستی سنتز شده است. با استفاده از این کامپوزیت، شرایط بهینه برای حداکثر راندمان تخریب فنول (96/95 درصد) به‌صورت: غلظت اولیه فنول 58 میلی‌گرم در لیتر،pH برابر با 51/7، زمان واکنش 61/68 دقیقه، غلظت هیدروژن پراکسید برابر باmL/L 18/0، و مقدار کاتالیست برابر g/L 4/0 به دست آمد.نتیجه‌گیری: نتایج آزمایش‌های فتوکاتالیستی نشان داد که کامپوزیت TMA10 )10نسبت مولی (TiO2:MOF عملکرد بهتری نسبت به سایر کامپوزیت‌ها در تخریب فنول دارد. آنالیز فتولومینسانس (PL) نشان داد که عملکرد بهتر کامپوزیت TMA10 به علت کاهش بازترکیب الکترون حفره در آن است. همچنین تجزیه‌وتحلیل آنالیز واریانس نشان داد که مدل درجه دوم به‌خوبی با داده‌ها برازش داده می‌شود.https://jsse.uk.ac.ir/article_4472_103303dd56a731e377d01f6a37badae3.pdfدانشگاه شهید باهنر کرمان و انجمن مهندسی شیمی ایراننشریه علوم و مهندسی جداسازی2008-396316220241121Efficient removal of Cu(II) from aqueous solution using activated carbon modified by rhamnolipid biosurfactantحذف کارآمد مس از محیطهای آبی با استفاده از کربن فعال بهبود یافته با بیوسورفکتانت‌های رامنولیپیدی3558448110.22103/jsse.2024.4481FAرضاحسنزاده سبلوئیبخش مهندسی معدن، مجتمع آموزش عالی زرند، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایرانحمیدخوشدستبخش مهندسی معدن، مجمتع آموزش عالی زرند،
پژوهشکده صنایع معدنی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایرانوحیدهشجاعیبخش مهندسی معدن، مجتمع آموزش عالی زرند، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران0000-0001-6771-1497نسرینمحمدیبخش مهندسی معدن، مجتمع آموزش عالی زرند، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایرانJournal Article20240514Objective: One of the environmental challenges of various industries is the removal of heavy metals from aquatic environments. Nowadays, the use of adsorption method is considered as an efficient method to overcome this challenge. Although, the physical and chemical characteristics of the sorbent are of particular importance. In this research, the efficiency of an activated carbon sample modified with rhamnolipid biosurfactants was evaluated in order to remove copper ions from the aqueous environment.Materials and methods: For this purpose, the effect of some operational parameters including the ratio of adsorbent to metal (50 to 200), initial solution pH (4 to 10) and stirring speed (100 to 300 rpm) on copper removal efficiency in the form of a central composite experimental design was investigated. The results of experimental studies were evaluated using statistical modeling and analysis of variance.Results: The statistical analysis of the results revealed that the effect of all parameters on the adsorption efficiency was significant, so That the efficiency increased with the increase of the ratio of adsorbent to metal and pH, and with the decrease of the stirring speed. As a result of optimizing the process, the removal efficiency of more than 99% was achieved under the ratio of adsorbent to metal of 200, pH of 7 and stirring speed of 100 rpm. Additional studies under optimal conditions showed that the process follows pseudo-second-order kinetics and the Freundlich isothermal adsorption model. Moreover, thermodynamics and multistep adsorption studies showed that the adsorption of copper on the modified adsorbent is a two-step process including a high-rate primary chemical adsorption followed by a slow physical secondary adsorption, likely precipitation. The evaluation of absorption selectivity also indicated substantially adverse effect of other metals on the absorption rate of copper ions.Conclusions: The results of this research showed that activated carbon improved with rhamnolipid biosurfactants can be used as a promising and efficient sorbent for the treatment of wastewater contaminated with heavy metals.هدف: یکی از چالشهای زیست‌محیطی صنایع مختلف، حذف فلزات سنگین از محیطهای آبی است. امروزه، استفاده از روش جذب سطحی به عنوان روشی کارآمد برای غلبه بر این چالش مورد توجه قرار دارد. اگر چه، مشخصات فیزیکی و شیمیایی جاذب از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.مواد و روش: در این پژوهش، کارایی یک نمونه زغال فعال بهبود یافته با بیوسورفکتانت‌های رامنولیپیدی به منظور حذف یونهای مس از محیط آبی مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای این منظور، تأثیر برخی پارامترهای عملیاتی شامل نسبت جاذب به فلز (50 تا 200)، pH محیط (4 تا 10) و دور همزن (100 تا 300 دور در دقیقه) بر راندمان حذف مس در قالب یک طرح آزمایشی مرکب مرکزی بررسی گردید. نتایج مطالعات آزمایشگاهی با استفاده از مدلسازی آماری و تحلیل آنالیز واریانس مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج: تحلیل آماری نتایج نشان داد که تأثیر کلیه پارامترها بر کارایی جذب بارز بوده به نحوی که با افزایش نسبت جاذب به فلز و pH، و همچنین با کاهش دور همزن، راندمان افزایش یافت. در نتیجه بهینه‌سازی فرایند، راندمان حذف بیش از 99% با نسبت جاذب به فلز 200، pH محیط 7 و دور همزن 100 دور در دقیقه حاصل شد. مطالعات تکمیلی تحت شرایط بهینه نشان داد که فرایند از سینتیک شبه درجه دو و مدل جذب همدمای فروندلیچ پیروی می‌کند. همچنین، بررسی‌های ترمودینامیکی و جذب چندمرحله‌ای نشان داد که جذب مس بر جاذب اصلاح شده یک فرایند دومرحله‌ای شامل جذب اولیه شیمیایی با نرخ بالا و سپس، جذب ثانویه فیزیکی آهسته، احتمالاً ترسیب، می‌باشد. ارزیابی گزینش‌پذیری جذب نیز بیانگر تأثیر منفی سایر فلزات بر جذب مس می‌باشد.نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که زغال فعال بهبود یافته با بیوسورفکتانت‌های رامنولیپیدی را می‌توان به عنوان جاذب بالقوه و کارآمد برای تصفیه پسابهای آلوده به فلزات سنگین مورد استفاده قرار داد.https://jsse.uk.ac.ir/article_4481_6c530aae768250b8d9c3c908a13ee287.pdfدانشگاه شهید باهنر کرمان و انجمن مهندسی شیمی ایراننشریه علوم و مهندسی جداسازی2008-396316220241121Electrosynthesis of poly(N-phenylpyrrole) /helical carbon nanotubes fiber for head-space solid-phase microextraction of benzene, toluene, ethylbenzene and xylene isomersالکتروسنتز فیبر پلی (N- فنیل پیرول) و نانوهلیکال‌های کربنی برای میکرواستخراج فاز جامد از فضای فوقانی بنزن، تولوئن، اتیل بنزن و ایزومرهای زایلن5974449710.22103/jsse.2024.4497FAمنصورهبهزادیبخش مهندسی معدن، مجتمع آموزش عالی زرند، دانشگاه شهید باهنر کرمان، زرند، ایران0000-0002-7918-5604Journal Article20240805Objective: Benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes (BTEX) are a group of volatile aromatic compounds of great environmental significance. They are used as solvents and intermediates in industrial products. These compounds have endocrine disrupting properties and can be caused cancer. In the present research, poly(N-phenylpyrrole) nanocomposite reinforced with modified helical carbon nanotubes was prepared by electrochemical method at potentiostatic mode on stainless steel wire and used as a new coating in head-space solid-phase microextraction of BTEX compounds.Materials and methods: In order to improve the properties of helical carbon nanotubes, first the nanohelices are functionalized by a mixture of strong acids and then the effective items in the coating preparation process, including the amount of applied potential, the electrodeposition time, the concentration of monomer (N-phenylpyrrole) and the amount of functionalized helical carbon nanotubes were evaluated and optimized. Then characterization was done to confirm the coating synthesis by FT-IR analysis, field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and thermal analysis (TGA). The significant parameters in head-space solid-phase microextraction such as desorption temperature and time, Extraction temperature and time, and ionic strength of the sample solution were investigated.Results: Under the obtained optimal conditions, the figures of merit of the method were measured with gas chromatography equipped with mass spectrometer detector. The calibration curve for benzene and ortho-xylene was obtained in the range of 0.1-500 ng mL-1 and for the others in the range of 0.5-500 ng mL-1 with an acceptable correlation coefficient. The highest and the lowest detection limits of this method were calculated as 0.05 ng mL-1 and 0.01 ng mL-1 for ortho-xylene and benzene, respectively. The intra-day repeatability of the method was in the range of 4.2-6.6%, the inter-day repeatability at several consecutive days was in the range of 5.3-8.7%, and the fiber-to-fiber reproducibility was in the range of 6.5-10.2%.Conclusions: In order to investigate the applicability of the method in determination of BTEX, an effluent sample of Zarand Coal Processing Industries, two samples of agricultural water from the vicinity of Zarand Coal Processing Industries and Zarand Coking and Tar Refining Industry and a sample of drinking water of Zarand city were analyzed. The obtained results for the drinking water of Zarand city were more than the optimal level in drinking water (in accordance with the national standard 1035), but fortunately, it was less than the permissible limit.هدف: بنزن، تولوئن، اتیل بنزن و زایلن ها (BTEX) گروهی از ترکیبات آروماتیک فرار هستند که اهمیت زیست محیطی زیادی دارند. آنها به عنوان حلال و واسطه در محصولات صنعتی استفاده می شوند. این ترکیبات خاصیت مختل کننده غدد درون ریز دارند و می توانند باعث ایجاد سرطان شوند. در پژوهش حاضر، نانوکامپوزیت پلی (N- فنیل پیرول) تقویت شده با نانولوله‌های کربنی هلیکال عاملدار شده به روش الکتروشیمیایی با مد پتانسیل ثابت بر روی سیم استیل ضد زنگ تهیه شد و به عنوان پوشش جدیدی در میکرواستخراج فاز جامد از فضای فوقانی ترکیباتBTEX به کار رفت.مواد و روش: جهت بهبود خواص نانوهلیکال‌های کربنی، در ابتدا نانوهلیکال‌ها توسط مخلوطی از اسیدهای قوی عاملدار شده و سپس آیتم‌هایی موثر در تهیه پوشش از جمله مقدار پتانسیل اعمال شده، مدت زمان اعمال پتانسیل، غلظت منومر (N- فنیل پیرول) و مقدار نانولوله‌های کربنی هلیکال عاملدار شده ارزیابی و بهینه شدند. سپس مشخصه یابی جهت تایید سنتز پوشش با استفاده از آنالیز FT-IR، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) و آنالیز حرارتی (TGA) انجام شد. پارامترهای مهم در میکرواستخراج فاز جامد از فضای فوقانی مانند دما و زمان واجذب، دما و زمان استخراج و قدرت یونی محلول نمونه مورد بررسی قرار گرفت.نتایج: در شرایط بهینه بدست آمده، ارقام شایستگی روش با دستگاه کروماتوگرافی گازی مجهز به دتکتور طیف سنج جرمی اندازه‌گیری شد. منحنی کالیبراسیون برای بنزن و ارتو زایلن در محدودهng mL-1 500-1/0 و برای بقیه آنالیت‌ها در گستره ng mL-1 500-5/0 با ضریب همبستگی قابل قبول بدست آمد. بالاترین و پایین ترین حد تشخیص این روش به ترتیب برای ارتو-زایلن و بنزن برابر با ng mL-1 05/0 و ng mL-1 01/0 محاسبه شد. تکرار پذیری روش در یک روز در گستره 2/4-6/6 % ، چند روز متوالی در گستره 3/5-7/8 % و تکرارپذیری فیبر به فیبر در محدوده 5/6-2/10 % متغییر بود.نتیجه‌گیری: جهت بررسی قابلیت کاربرد روش در تعیین ترکیبات BTEX ، نمونه‌ای از پساب کارخانه زغالشویی زرند، دو نمونه از آب‌های کشاورزی نزدیک به کارخانه زغالشویی زرند و مجتمع کک سازی و پالایش قطران زرند و آب شرب شهر زرند مورد آنالیز قرار گرفت. نتایج بدست آمده برای آب شرب شهر زرند بیشتر از حد مطلوب در آب آشامیدنی (مطابق با استاندارد ملی 1035) ولی خوشبختانه از حد مجاز کمتر بود.https://jsse.uk.ac.ir/article_4497_00b76fddeaaa7d8c2c43d504b2babd8a.pdfدانشگاه شهید باهنر کرمان و انجمن مهندسی شیمی ایراننشریه علوم و مهندسی جداسازی2008-396316220241121Comparison of Flat Sheet Supported Liquid Membranes in Germanium Transport with Different Carriersمقایسه غشاهای حلالی آلی صفحه ای در انتقال ژرمانیم با حامل‌های مختلف7591455810.22103/jsse.2024.4558FAحسینکامران حقیقیاستادیار گروه فرآوری مواد معدنی، دانشکده مهندسی معد، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران0000-0002-3466-0053مهدیایران نژاداستادیار گروه فرآوری مواد معدنی، دانشکده مهندسی معد، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران0000-0002-5469-084XJournal Article20240804Objective: In this study, for the first time, the transport permeability of germanium from aqueous solutions containing tartaric acid and oxalic acid as complexing agents by membrane system was compared.Materials and methods: This comparison was done using three Flat sheet supported liquid membrane (FSSLM) systems with different carriers, including Alamine 336 (5-30 %v/v), Aliquat 336 (0.5-10 %v/v), and Cyanex 923 (5-35 %v/v). Despite separate studies on these FSSLMs, no systematic comparison of the permeability of these membranes has been performed. This comparison was made based on the effective parameters, including carrier concentration, complexing agents (tartaric acid 0.0004- 0.0138 mol/L), and strip phase (0-2 mol/L).Results: According to the results, by comparing the value of the maximum permeability coefficient of carrier phases, it can be said that the maximum permeability coefficient of the membrane system containing Aliquat 336 (2.58 x 10-3 cm/s) is 1.4 and 2.7 times, respectively, that of the membrane containing Alamine 336 (1.87 x 10-3 cm/s) and Cyanex 923 (0.997 x 10-3 cm/s). The results related to the effect of the concentration of the complexing agent and the strip phase also showed that the permeability coefficient of germanium by Aliquat 336 as a carrier phase is higher among the three carrier phases. In this way, the optimal condition was obtained with the concentration of Aliquat 336 %v/v, 0.0021 mol/L tartaric acid, and 0.5 mol/L HCl in the strip phase.Conclusions: As a result, it can be emphasized that Aliquat 336 has high germanium transport permeability in all types of conditions applied in the three mentioned FSSLM systems. Low consumption of Aliquat 336 equals low cost; therefore, it is a suitable option for membrane systems in future research.هدف: در این تحقیق برای اولین بار، تراوایی انتقال ژرمانیم از محلول آبی حاوی کمپلکس‌سازهای اسیدتارتاریک و اسید اگزالیک توسط سیستم غشایی مقایسه شد.مواد و روش‌ها: این مقایسه در سه سیستم غشای آلی صفحه‌ای (FSSLM) با فازهای حامل مختلف شامل آلامین ۳۳۶ (%v/v ۵-۳۵)، آلیکوات ۳۳۶ (%v/v ۱۰ -۵/۰) و سیانکس ۹۲۳ (%v/v ۳۰ -۱) انجام شد. با وجود مطالعات جداگانه بر روی انتقال ژرمانیم به کمک سیستم غشای حلال آلی صفحه‌ای، هیچ مقایسه سیستماتیک نفوذپذیری در این خصوص انجام نشده است. این مقایسه بر اساس پارامترهای موثر بر تراوایی انتقال ژرمانیم شامل غلظت‌های فاز حامل، کمپلکس‌ساز اسید تارتاریک (۰۰۰۳/۰ تا ۰۱۳۸/۰ مولار) و فاز استریپ (۰ تا ۲ مولار) صورت گرفت.نتایج: طبق نتایج، با مقایسه مقدار ضریب تراوایی ماکزیمم فازهای حامل، می‌توان گفت ضریب تراوایی سیستم غشایی حاوی آلیکوات ۳۳۶ ( cm/s۱۰-۳ ۵۸ /۲) به ترتیب ۴/۱ و ۷/۲ برابر غشای حاوی حلال‌های آلامین ۳۳۶ ( cm/s 10-۳× ۸۷/۱) و سیانکس ۹۲۳ ( cm/s 10-۳× ۹97/۰) است. نتایج اثر غلظت کمپلکس‌سازها و فاز استریپ نیز نشان داد که تراوایی ژرمانیم توسط آلیکوات ۳۳۶ به عنوان فاز حامل در بین سه فاز حامل بیشتر است.نتیجه‌گیری: به عنوان نتیجه‌گیری کلی می‌توان گفت در انواع شرایط اعمال شده در سه سیستم غشایی یاد شده با حامل‌های مختلف، آلیکوات ۳۳۶ تراوایی انتقال ژرمانیم بالایی آن هم در غلظت‌های کمتر دارد. بدین ترتیب، حالت بهینه، در غلظت %v/v ۵ آلیکوات ۳۳۶، غلظت اسید تارتاریک ۰۰۲۱/۰ مولار و غلظت اسید کلریدریک در فاز استریپ ۵/۰ مولار بدست آمد. مصرف آلیکوات ۳۳۶ کمتر بدین معنی است که هزینه کمتری صرف خواهد شد و لذا انتخاب مناسبی برای سیستم‌های غشایی از لحاظ فنی-اقتصادی در تحقیقات آتی می‌باشد.https://jsse.uk.ac.ir/article_4558_952575f59148e0a9ceb364fdba14f8c5.pdfدانشگاه شهید باهنر کرمان و انجمن مهندسی شیمی ایراننشریه علوم و مهندسی جداسازی2008-396316220241121Investigating the possibility of predicting iron recovery in iron ore processing plants based on feed grade using artificial intelligenceبررسی امکان پیش بینی بازیابی آهن در کارخانه های فرآوری سنگ آهن بر مبنای عیار خوراک با استفاده از هوش مصنوعی92107455910.22103/jsse.2024.4559FAمحمدتهامیدانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران0009-0003-7841-5142مجیدشیروانیدانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران0009-0008-3678-8158محمدرضامحمدیدانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران0000-0002-6303-4246محمدرنجبردانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران0000-0002-1403-3394مهینشفیعیدانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران0000-0002-8989-886XJournal Article20240806Objective: The aim of processing iron ore in processing plants is to achieve a product with an appropriate grade and maximum iron recovery. The amount of iron recovery in processing systems depends on several parameters, and its determination through weighing and laboratory tests is time-consuming and costly. With the development of the use of artificial intelligence for predicting and optimizing the performance of industrial systems, it seems that this technology could address many of the issues faced in mineral processing industries, including iron ore processing plants. Therefore, the objective of this research is to assess the feasibility of using artificial intelligence to predict iron recovery based on iron (Fe) and iron oxide (FeO) grades as the first step towards developing the application of this technology in the mining industry.Materials and methods: For this study, daily data on the Fe and FeO grades in the feed as well as iron recovery from the Central Iron Ore Concentrate Plant, which includes two production lines (Choghart and Sechahun), were collected. Iron recovery modeling was performed using two neural network models: MLP (Multilayer Perceptron Neural Network) and CFNN (Cascade Forward Neural Network). In this modeling, the Fe and FeO grades of the feed were treated as the model inputs, while iron recovery was considered the output.Results: The results showed that both models performed relatively similarly, but CFNN exhibited better statistical parameters. The R² value for the CFNN model was obtained as 0.831 for the Choghart production line and 0.837 for the Sechahun line, while the RMSE for these models was calculated as 1.655 and 1.823, respectively. The analysis indicated that the CFNN model could confidently predict iron recovery with a relative error of less than 5% at a 95% confidence level for both production lines.Conclusions: Using Fe and FeO grades alone as inputs for the models cannot lead to a comprehensive model that can replace conventional calculations. Therefore, the influence of other effective parameters will be thoroughly identified in this study. Additionally, sensitivity analysis revealed a direct relationship between iron recovery and both input parameters, with the Fe grade having a greater impact on iron recovery. The results of this study show that using artificial intelligence to predict iron recovery is very promising. By increasing model accuracy through the addition of data and input parameters, it is possible to develop models that can reduce the costs and time required for grade assessment in the plant.هدف: هدف از فرآوری سنگ آهن در کارخانه‌های فرآوری، دستیابی به محصولی با عیار مناسب و حداکثر بازیابی آهن است. میزان بازیابی آهن در سیستم‌های فرآوری به پارامترهای متعددی وابسته است که تعیین آن از طریق توزین و تست‌های آزمایشگاهی، زمان‌بر و پرهزینه می‌باشد. با توسعه استفاده از هوش مصنوعی برای پیش‌بینی و بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌های صنعتی، به نظر می‌رسد که این فناوری بتواند راهگشای بسیاری از مسائل مطرح در صنایع فرآوری مواد معدنی، از جمله کارخانه‌های فرآوری سنگ آهن باشد. لذا هدف از این تحقیق، امکان‌سنجی استفاده از هوش مصنوعی برای پیش‌بینی بازیابی آهن بر مبنای عیار آهن (Fe) و اکسید آهن (FeO) به عنوان اولین قدم در راستای توسعه کاربرد این فناوری در صنایع معدنی است.مواد و روش: برای انجام این پژوهش، داده‌های روزانه عیار Fe و FeO در خوراک و بازیابی آهن مربوط به کارخانه کنسانتره سنگ آهن مرکزی، که شامل دو خط تولید چغارت و سه چاهون است، جمع‌آوری شد. مدلسازی بازیابی آهن با استفاده از دو مدل MLP (Multilayerperceptron neural network) و CFNN (Cascade forward neural network) انجام گرفت. در این مدلسازی، عیار Fe و FeO خوراک به‌عنوان ورودی‌های مدل و بازیابی آهن به‌عنوان خروجی در نظر گرفته شدند.نتایج: هر دو مدل عملکرد نسبتاً مشابهی دارند، اما CFNN از پارامترهای آماری بهتری برخوردار است. مقدار R² در مدل CFNN برای خطوط تولید چغارت و سه چاهون به ترتیب 831/0 و 837/0 به‌دست آمد، در حالی که RMSE این مدل‌ها به‌ترتیب 655/1و 823/1 محاسبه شد. با بررسی نتایج مشخص گردید که مدل CFNN قادر است با اطمینان ۹۵ درصد، بازیابی آهن را با خطای نسبی کمتر از ۵ درصد برای هر دو خط تولید پیش‌بینی کند.نتیجه‌گیری: استفاده از عیارهای Fe و FeO به تنهایی به عنوان ورودی مدل‌ها، نمی تواند به یک مدل جامع جهت جایگزینی با محاسبات مرسوم، تبدیل شود، لذا تاثیر سایر پارامتر های موثر کاملا در این پژوهش مشخص می گردد. همچنین آنالیز حساسیت نشان داد که بازیابی آهن با هر دو پارامتر ورودی مدل رابطه مستقیم دارد، اما عیار Fe خوراک تأثیر بیشتری بر بازیابی آهن می گذارد. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که استفاده از هوش مصنوعی برای پیش‌بینی بازیابی آهن بسیار امیدوارکننده است. با افزایش دقت مدل‌ها از طریق افزودن داده‌ها و پارامترهای ورودی، می‌توان به مدل‌هایی دست یافت که قادر به کاهش هزینه‌ها و زمان مورد نیاز برای عیارسنجی در کارخانه هستند.https://jsse.uk.ac.ir/article_4559_a5b93aaec935a59987f8a5f2280e7cd7.pdf