نویسنده: مهسا مسعودی

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی

گرایش داروسازی مهندسی شیمی با هدف به کار گیری علوم و فنون جدید مهندسی در طراحی دستگاهها, خطوط فرآیند و تولید مواد دارویی برنامه ریزی و ایجاد گردیده است. این گرایش جنبه های تئوری و عملی طراحی را که شامل طراحی واحدهای فرآیند، طراحی خطوط مختلف آماده سازی، فرآوری، کنترل و بسته بندی مواد دارویی و همچنین طراحی کارخانجات تولیدی صنایع داروسازی می باشد را مورد توجه قرار می دهد.

این دوره آموزشی-پژوهشی با اهداف زیر تشکیل می گردد: آموزش مهندسین شیمی به منظور توسعه، راهبری، بهره برداری و طراحی فرآیند های صنعت داروسازی و صنایع جانبی آن برای تولید مواد دارویی (Bulk Drugs)، الگوهای استفاده از مواد موثره در تولید دارو (Dosage forms) تولید مواد شیمیایی خیلی خالص دارویی (Fine chemicals) و فرآیندهای بیوتکنولوژیکی کاربردی در صنایع داروسازی می باشد.

صنعت داروسازی کشور، به عنوان یکی از صنایع بزرگ و حیاتی، در مقایسه با دیگر صنایعی که محصولات پیچیده ای تولید می نمایند در حال حاضر از شالوده مهندسی ضعیف تری برخوردار است که این وضعیت درخیلی از کشورهای جهان، حتی در کشورهای پیشرفته نیز مشاهده می گردد. این وضعیت ساده و سنتی به خاطر وجود ارزش افزوده بالا در تولیدات این صنعت دیگر قابل قبول نبوده بلکه وجود پارامترهایی نظیر ایمنی، کیفیت بالا، خلوص، هزینه های بالای راهبری و محافظت های زیست محیطی، لزوم توجه علمی به صنعت و عنایت مضاعف به تحقیقات را بطور آشکار طلب می نماید.

نیاز روز بازار:

امروزه مدیران صنایع داروسازی به دلیل نیاز روز افزون و بی سابقه جامعه به محصولات دارویی، فشار فوق العاده زیادی را در مجموعه خود احساس می کنند. از طرفی دیگر اعمال استانداردهای جدید و سخت توسط دولت ها، باعث شده است که تکنولوژی های موجود جوابگوی آن استانداردها و نیازها نباشد و این در حالیست که صنعت تولید مواد شیمیایی خیلی خالص دارویی و الگوهای استفاده از مواد موثره در تولید مواد اولیه دارویی و دارو از نبودن یک پایه مهندسی قوی رنج می برند.

در حقیقت مقررات جدید در صنعت داروسازی طوری وضع شده اند که فرآیندهای ساخت در ثبت داروهای جدید تضمینی نبوده و نیاز به بازبینی و اصلاح پیوسته روش ساخت دارند، لذا جهت تحقق این امر گزینه دیگری غیر از تربیت نیروهای متخصص و ماهر در این زمینه وجود ندارد.

توسعه های این رشته:

بیش از چندین دهه است که رشته مهندسی شیمی از چارچوب کاملاْ سنتی خود پا فراتر گذاشته و به فرم دانش های به هم پیوسته متشکل از پدیده های انتقال، ترمودینامیک، شیمی، سینتیک و … در آمده است . در سالهای اخیر این علوم آنچنان توسعه یافته اند که ابزارهای قوی علمی بوجود آمده از ماحصل پیشرفت های وسیع علمی این امکان را به بشریت داده است که دانش به دست آمده در یک زمینه از علوم طبیعی به راحتی در زمینه های دیگر قابل استفاده باشد.

چنین انگیزه ای در مهندسی شیمی باعث گسترش اندیشه ها و زمینه های کاملاً نو و جدیدی گردیده است که از جمله آنها می توان به مهندسی داروسازی که در ارتباط تنگاتنگ با علوم زیستی است اشاره نمود.

یک برنامه جامع داروسازی می تواند شکوفایی بخش های قدیمی صنعت داروسازی در تولید انبوه و الگوهای مصرف مواد موثره دارویی را به ارمغان آورد. با گشایش این رشته تحصیلی در دانشگاه، در کوتاه مدت، بنیه علمی صنعت داروسازی تقویت شده و فارغ التحصیلان قادر خواهند بود نیازهای تحقیقاتی این صنعت را در بخش مهندسی شناسایی و راهکارهای مناسب عرضه نمایند. از نقطه نظر آموزشی این امیدواری وجود دارد که دانشجویان با استعداد جذب این دوره شده تا با فراگیری روش های علمی و عملی به یاری صنعت بشتابند.

چارت گرایش داروسازی مهندسی شیمی:

این گرایش همانند سایر گرایش ها ۳۲ واحد دارد که از این ۳۲ واحد، ۲ واحد مربوط به سمینار و ۶ واحد مربوط به پایان نامه است. ۲۴ واحد باقی مانده شامل دروس زیر است که می توان به طور انتخابی مطابق با چارت پیشنهادی دانشگاه انتخاب کرد.

دروس اجباری: سنتيك و طراحي راكتور پيشرفته، طراحي فرآيندهاي صنايع دارويي، رياضيات مهندسي پيشرفته، پديده هاي انتقال و صنايع داروسازي، و تكنولوژي پودر.

دروس اختیاری: اصول استخراج و خالص سازي مواد موثر دارويي، طراحي آزمايش ها و آمار كاربردي، بزرگنمايي دستگاه ها، فرايند اختلاط، سيستم هاي نوين داروسازي.

ذکر این نکته ضروریست که دانشجویان باید از مجموعه دروس اختیاری بالا تنها سه درس را انتخاب کنند. در حال حاضر این گرایش فقط در دانشگاه تهران ارائه می شود و ظرفیت بسیار محدودی دارد. همچنین به منظور آشنايي دانشجويان اين رشته با صنعت و مسائل عملي، دوره كارآموزي اجباري (به عنوان درس جبراني يك واحدي) به مدت ۳ ماه در صنعت داروسازي به برنامه دوره كارشناسي ارشد افزوده مي شود. كارآموزي بايد در تابستان سال اول و بعد از ترم دوم انجام شود.

بازار کار گرایش داروسازی مهندسی شیمی:

بازار کار گرایش داروسازی در مقایسه با سایر گرایش ها محدودتر است و به حوزه معینی محدود می شود. به طور مشخص بازار کار این گرایش در کارخانجات داروسازی کشور می باشد. این گرایش نوپا بوده و هنوز به خوبی در صنعت جا نیفتاده است.

دکتری گرایش داروسازی مهندسی شیمی:

از نظر ادامه تحصیل در مقطع دکتری داخل کشور نیز فعلاً پذیرش ندارد. اما به دلیل جایگاه بالای این رشته در سایر نقاط جهان از نظر شرایط اپلای (ادامه تحصیل در خارج از کشور) جایگاه خیلی خوبی دارد.

ظرفیت پذیرش گرایش داروسازی مهندسی شیمی:

گرایش داروسازی در مقطع کارشناسی ارشد مهندسی شیمی پذیرش بسیار محدودی دارد. در حال حاضر تنها دانشگاه دارای گرایش داروسازی در مقطع ارشد دانشگاه تهران است که مجموع پذیرش های روزانه و شبانه آن کمتر از ۱۰ نفر است.

مجوز داروخانه در گرایش داروسازی مهندسی شیمی:

این گرایش کاملا با رشته داروسازی (رشته تجربی) متفاوت بوده و با این گرایش گرایش نمی توان مجوز باز کردن داروخانه دریافت کرد.

 

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری آنا از اداره کل روابط عمومی وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، خط تولید اتانول، با حضور منصور غلامی، وزیر علوم، تحقیقات و فناوری، جمعی از مدیران این وزارت و همچنین رئیس، معاونان، مدیران و جمعی از اعضای هیأت علمی پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران، صبح امروز (پنج‌شنبه) در این پژوهشگاه افتتاح شد.

محققان پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران در راستای تحقق فرمایشات مقام معظم رهبری در سال جهش تولید و در راستای ایفای نقش موثر در کمک به غلبه بر کرونا ویروس با استفاده از امکانات موجود در پژوهشگاه در کمتر از ۱۴ روز موفق به تولید اتانول از روش تخمیر شدند.

در این مراسم امیدخواه رئیس پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران اظهار کرد: پیرو مصوبات کمیته پیشگیری و مقابله با کرونا ویروس و با توجه به شرایط حساس کنونی کشور و کمبود مواد ضدعفونی‌کننده در بازار و ضرورت ورود و همکاری تمامی دستگاه‌های اجرایی که در این خصوص توانایی لازم را دارند، محققان پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران با عزمی راسخ در جهت تولید الکل اتیلیک یا اتانول که ماده اولیه تهیه مواد ضدعفونی‌کننده بر پایه الکلی است، موفق به تولید الکل اتانول با خلوص ۹۰ درجه مناسب جهت استفاده تهیه مواد ضدعفونی‌کننده براساس فرمولاسیون پیشنهادی سازمان بهداشت جهانی(WHO) شدند.

راندمان تولید:

وی افزود: فرآیند تخمیر برای تولید اتانول مدت زمانی حدود ۸ تا ۱۴ روز زمان نیاز دارد که برای اولین بار در ایران توسط محققان پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران این فرآیند در سریع‌ترین زمان و به کمتر از ۲۴ ساعت کاهش پیدا کرده است و در حال حاضر با استفاده از این تکنولوژی تولید اتانول به حداقل زمان وبیشترین راندمان به تولید هزار لیتر در روز منجر شده است؛ این ظرفیت قابل افزایش تا ۳ هزار لیتر در روز است.

رئیس پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران افزود: با توجه به وجود دستگاه‌های پیشرفته در مجموعه آزمایشگاه مرکزی پژوهشگاه فرآیند تولید در سه مرحله، کنترل کیفیت مواد اولیه، کنترل در حین انجام پروسه تولید و کنترل کیفیت محصول نهایی نیز انجام می‌شود.

وی گفت: مراحل آزمایشگاهی برای تولید اتانول با خلوص بالای ۹۹ درجه برای کاربردهای مورد نیاز صنایع دارویی، پزشکی و آنالیز دستگاهی نیز در این پژوهشگاه انجام شده است.

امیدخواه در پایان خاطرنشان کرد: محققان این پژوهشگاه در تولید موادضدعفونی‌کننده پایه آبی نیز گام‌های موثری برداشته‌اند که در آینده نزدیک با همکاری ارگان‌های مربوطه این مواد به بازار عرضه خواهد شد.

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی

محققان هندی نشان دادند که اگر تخم‌مرغ را میان نوعی کاغذ آغشته به نانوذرات نقره قرار داد، فاسد نمی‌شود. آن‌ها برای این کار کاغذی ساختند که درون آن نانوذرات نقره قرار دارد. در نهایت ثابت کردند که اگر تخم‌مرغ درون این کاغذ پیچیده شود، می‌توان تا یک ماه بدون فاسد شدن آن را نگهداری کرد.
این گروه تحقیقاتی معتقداند که با توسعه این روش می‌توان ابزاری ساخت که به دامداران و مزرعه‌داران کمک می‌کند تا محصولات خود را مدت طولانی‌تری ذخیره کرده و دیگر نگران زوال و فساد محصولات خود نباشند.

صحبت های محققان:

گوپال دیناکارراج از دانشگاه علوم دامپزشکی تامیل نادو (TANUVAS) می‌گوید: «این یک کاغذ آغشته به نانوذرات نقره، کیتوزان و ژلاتین است که شما می‌توانید به راحتی با یک اسپری ساده آن را تولید کنید. در صورتی که تخم‌مرغ در میان این کاغذ آغشته با این ترکیبات قرار داده شود، از گزند آلودگی باکتری‌ها مصون می‌ماند. دلیل دور ماندن باکتری‌ها از این تخم مرغ آن است که یون‌های نقره خواص آنتی‌باکتریال دارند.»
در صورتی که از این کاغذ استفاده شود، می‌توان زمان ماندگاری تخم‌مرغ را از 10 تا 14 روز به 25 تا 30 روز رساند.
گوپال می‌گوید: «فعالیت‌های قوی آنتی‌باکتریال نانوذرات نقره می‌تواند محیط امن برای مواد غذایی ایجاد کند به طوری که باکتری‌هایی نظیر Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Streptococcus و Salmonella به سرعت از بین می‌روند.
از مزیت‌های این روش آن است که به سرعت می‌توان آن را با یک اسپری ساده ایجاد کرد. البته مشکل این روش آن است که روی سطح پلاستیک قابل انجام نیست. این گروه معتقد است که هزینه تولید یک ورق کاغذ برای حفظ 6 عدد تخم‌مرغ بین 4 تا 5 روپیه است و اگر شما بخواهید این کاغذ را بازیافت کنید این هزینه کاهش خواهد یافت. با توجه به این که عمر این کاغذ تقریبا 9 ماه است، می‌توان در دراز مدت از آن استفاده کرد.»

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی

انتخاب جذب كننده يكي از مشكل ترين مسائل در فرآيند تصفيه گاز مي باشد. انتخاب صحيح جذب كننده نه تنها كيفيت محصولات را تعيين مي كند بلكه در تعيين استفاده از فلزات و انرژي در واحد نيز موثر است. دركل جذب كننده ها بايد داراي خواص ذيل باشند:

خواص جذب کننده ها:

– فشار بخار اشباع پايين در دماي عملياتي، تا وجود آن در گاز تصفيه شده در حداقل ممكن باشد؛
– همزمان جذب كننده بايد خاصيت جذب بالا در اينتروال وسيعي از غلظت تركيبات اسيدي از گاز را داشته باشد؛
– ويسكوزيته پايين، تا تامين كننده برخورد بين فازي با گاز باشد؛
– خاصيت حلاليت پاييني نسبت به هيدروكربن ها داشته باشد؛
– عدم خاصيت خوردگي؛
– ثبات بالا نسبت به اكسيد شدن؛
– ثبات بالا نسبت به واكنش هاي جانبي؛
– قيمت ارزان؛
– از آنجايي كه به هر حال مقداري از اين مواد، خواسته و يا ناخواسته به آب هاي سطحي و زيرزميني راه مي يابند، پس بايد داراي سميت كم، قابليت تجزيه كامل و سازگار با محيط زيست باشند.

جذب کننده ایده آل:

مسلما جذب كننده ايده آل كه تمام خواص فوق را داشته باشد وجود ندارد. جذب كننده هاي مورد استفاده تا حال حاضر، داراي بخشي از خواص فوق بوده و مسلما هم داراي معايب خاص خود مي باشند.لازم به تذكر است كه افزايش آب جذب كننده ها امكان كاهش دماي انجماد و ويسكوزيته را مي دهد.

با افزايش غلظت آمين در محلول، فشار بخار اشباع در آنها افزايش مي يابد.
حلاليت هيدروكربن ها در آمين ها افزايش يافته و از حلاليت ، (–CHm) با افزايش عدد گروه هاي متيلني
آمين ها در آب كم مي شود.
فشار بخار اشباع آمين ها را در محلول كم مي كنند و افزايش عدد آنها در مولكول ،(–OH) اكسي گروه ها باعث افزايش حلاليت آنها در آب شده از حل شدن هيدروكربن ها جلوگيري مي كند.

گروه هاي آميني (–NHm)   باعث قليايي شدن محلول شده و اثر كمي در حلاليت هيدروكربن ها دارد.از آنچه كه در بالا گفته شد مي توان نتيجه گرفت كه DGAبا 2گروه OHو4گروه متیلنی دارای بیشترین خاصیت جذب هیدروکربن هاست. هيدروكربن ها در MEA وDIPA تقريبا به يك نسبت حل مي شوند وDGAکه فقط یک گروه OHدارد، شباهت زيادي به هيدروكربن هاي گاز داشته، پس كمترين حد جذب را نسبت به آنها دارد.

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی

گاز طبيعي را از وجود سولفيد هيدروژن هر چند كه مقدار آن كم باشد تصفيه مي كنند، چون مقدار مجاز آن در
لوله ها انتقال حداكثر 20 ميلي گرم در متر مكعب مي باشد.
در اغلب موارد تصفيه گاز را نه تنها براي جداسازي مواد زائد تا حد استاندارد، بلكه به منظور جداسازي مواد
ارزشمند صنعتي از آن انجام مي دهند. به عنوان مثال 30 % توليدات جهاني گوگرد از گازهاي طبيعي غني از سولفيدهيدروژن بدست مي آيد. بعضي از آنها مثل ميدان گازي هارمتن، پانتر- ريور، و باربري در كانادا و مي سي سي پي در آمريكا، ژائو لان گيوانگ در كره شمالي تا 70 % حجمي داراي سولفيد هيدروژن مي باشند.

در حال حاضر بيشترين روش ها، در تصفيه (شيرين سازي) گاز، به 2 گروه عمده ابسورپسيوني و ادسورپسيوني مربوط مي شود تعلق دارند. البته در بين آنها هم بيشترين روش ها در گروه اول جاي مي گيرند. روش ابسورپسيوني- جذب هوشمند مايعات و يا گازها توسط جذب كننده مايع (ابسوربنت)، را مي توان بدون توجبه مقدار اوليه درصد ناخالصي ها بكار گرفت.

روش ادسورپسيوني – جذب هوشمند مايعات و گازها در روزنه هاي جذب كننده 5% حجمي باشد، انجام پذير است. در اين روش تصفيه عميق – جامد (ادسوربنت)، در مواردي كه درصد ناخالصي تا 3 از گاز صورت مي گيرد.

روشهاي ابسورپسيوني

با توجه به خصوصيات ابسوربنت هاي مورد استفاده، به روش هاي: جذب شيميايي، جذب فيزيكي، جذب
تركيبي و اكسيداسيوني (اكسايشي) تقسيم مي شوند.
با تركيبات CO و 2 H2S روش هاي جذب شيميايي (كميسورپشن) 9 بر اساس تاثيرات (واكنش هاي) شيميايي
فعالي (ابسوربنت ها) چون آمين ها (منو، دي، تري و متيل دي اتانول آمين ها، دي ايزوپروپانول آمين) و بازها استوار است.

روش هاي جذب فيزيكي بر پايه حل فيزيكي مواد زائد در ابسوربنت هايي چون گليكول ها (دي و تري اتيلن
متيل پريليدون، تري بوتيل فسفات، سولفولان، متانول و غيره بنا نهاده شده است. – N ،( گليكول
روش هاي جذب تركيبي در استفاده هم زمان هر 2 فرآيند فوق (جذب شيميايي و فيزيكي) خلاصه مي شوند.
يكي از فرآيندهاي جذب تركيبي، فرآيند سولفينول است كه واحدهاي زيادي از آن احداث شده است. در واحدهاي
مدرن ، هم زمان از سولفولان و متيل دي اتانول آمين به عنوان ابسوربنت استفاده مي شود.

به گوگرد عنصري توسط جذب كننده ها H2S روش هاي جذب اكسيداسيوني براساس تبديل بازگشت ناپذير
استوار است. جذب كننده ها در اين روش حاوي كاتاليست هايي اكسيد كننده مي باشند و معمولا به شكل محلول
قليايي – آبي مثل تركيب محلول نمك 2 سديمي اتيلن دي آمين تترااستيك اسيد با كلريدآهن در آب و يا محلول گرم
نمك هاي نشادري فلزات قليايي هستند.

روش هاي ادسورپسيوني

در روزنه هاي جذب كننده جامد مثل كربن فعال و CO و H2S ، همانطور كه قبلا اشاره شد در اين روش ها يا زئوليت هاي سنتزي جذب مي شوند.

انتخاب هر كدام از اين روش ها مستلزم در نظر گرفتن فاكتورهاي مختلفي چون حد غلظت اوليه ونهاييH2S,CO2 موارد مصرف گاز تصفيه شده (در خانه ها، پتروشيمي و يا سوخت ماشين)، يا استفاده اقتصادي از يك جذب  كننده و غيره بستگي دارد ولي اساسي ترين آنها شامل غلظتCO2 ، و تركيبات گوگرددار آلي در گاز اوليه میباشد.

در زماني كه تركيبات اسيدي داراي فشار بخار بالايي در گاز باشند، بهتر است از روش هاي ابسوپشني بر پايه عدم جذب و يا جذب محدود هيدروكربن ها استفاده نمود كه شرط آن، حذف هيدروكربن هاي سنگين در مراحل اوليه میباشد.

در كل روش هاي جذب شيميايي و تركيبي در زماني استفاده مي شوند كه فشار بخار تركيبات اسيدي، بالا و يامتوسط باشند. در حال حاضر در مواقعي كه فشار بخار اين تركيبات كم باشد از روش هاي اكسيداسيوني استفاده میکنند.

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی

يكي از روش هاي متعدد جداسازي، استفاده از روش نشست صوتي مي باشد. در اين روش از امواج ماوراي
صوت استفاده مي شود. امواج ماوراي صوت، امواجي با فركانس بزرگتر از 20 هزار هرتز هستند كه گوش نسبت به آنها حساس نيست ولي با آثاري كه اين امواج دارند م يتوان به وجود آنها پي برد. اين اثرات از برخورد موج با هوا ، مايعات و تغييراتي كه در آنها و موارد ديگر بوجود مي آيد، ايجاد م يشوند. امواج مافوق صوت داراي خواص فيزيكي زيادي هستند كه از اين خواص مي توان در توجيه آثار شيميايي و بيولوژيكي امواج مافوق صوت استفاده كرد.
در محيط پراكندگي اي كه امواج ماوراي صوت انتشار م ييابند، فشار در يك نقطه معين محيط نسبت به مقدار
متوسط آن متناوباً كم و زياد م يشود، يا به عبارت ديگر در دو طرف حد وسط آن نوسان مي يابد (نتيجه ارتعاش طولي).
در نتيجه تغيير فشار، حالت پايداري سيستم پراكندگي از بين رفته و مواد در لايه هاي جداگانه اي تجمع مي كنند. در اين حالت، ذرات مايع و جامد رسوب كرده و از جداساز خارج مي شوند. اين روش به خاطر استفاده از نيروي زياد الكتريكي هنوز جايگاه مناسبي در صنعت پيدا نكرده است.

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی

يكي از انواع روش هاي جداسازي، روش فيلتر الكترواستاتيكي مي باشد. نشست ذرات مايع و جامد در سيستم پراكندگي در ميدان الكتريكي، اجازه تصفيه موثر گاز از ذرات خيلي كوچك را مي دهد. اساس اين روش، يونيزاسيون گاز توسط بارهاي الكتريكي مي باشد.

اگر گاز داراي بارهاي آزاد (الكترون ها و يون ها) از بين دو الكترود كه ايجاد ميدان الكتريكي متوالي مي كنند عبور داده شوند، بارهاي آزاد در مدارهاي ميدان به حركت در مي آيند.كه سرعت حركت و سينتيك انرژي آن را شدت ميدان آن تعيين مي كند. در هنگام افزايش اختلاف پتانسيل تا ده ها كيلوولت، سينتيك انرژي الكترون ها و يون هاي آزاد، براي برخورد با مولكول هاي گاز خنثي نيز كافي مي باشند. آنها را به يونها و الكترون هاي آزاد تبديل مي كنند. اين ذرات باردار تازه متولد شده نيز ، گازهاي ديگر را باردار مي كنند.

یونیزاسیون ضربه ای:

در نتيجه تشكيل يون ها، تمام گاز به شكل بهمن گونه اي يونيزه مي شوند. يونيزاسيون گاز به اين روش را، “يونيزاسيون ضربه اي” مي گويند. در ادامه، افزايش شدت ميدان باعث بوجود آمدن توقف الكتريكي و يا اتصال كوتاه الكترودها مي شود.
براي جلوگيري از اين امر از 2 الكترود غير هم جنس استفاده مي كنند. به عنوان مثال، يك الكترود را به صورت سيم باريك، و الكترود ديگر را، يا به صورت لوله اي كه الكترود اول را احاطه كرده و يا به صورت صفحات الكتريكي نزديك الكترود اول مي سازند. اشكالي از اين الكترودها را مشاهده مي كنيد. 

روش کار:

در اين حالت، بيشترين شدت ميدان در اطراف سيم است و هر چه به طرف لوله نزديكتر شود از شدت آن
كاسته مي شود. شرايط براي توقف و يا اتصال كوتاه الكتريكي از بين مي رود. بين 2 الكترود، در شدت جرياني كه باعث يونيزه شدن تمام گاز شود، تاج الكتريكي بوجود مي آيد و تاجي نوراني در اطراف سيم بوجود مي آيد (اثر
كريليان 1949 م. – تمام اجسامي كه در يك ميدان شديد مغناطيسي و يا الكتريكي قرار مي گيرند از خود نور ساطع
مي كنند. هر چه جسم انرژي بيشتري داشته باشد، نور متصاعد شده از آن بيشتر است). بنابراين اين الكترودها را تاجدارشده و الكترودهاي مقابل (لوله و يا صفحه) را رسوب گير مي نامند.

صفحات رسوب گير را به قطب مثبت و سيم هاي تاجدار را به قطب منفي جريان الكتريكي متصل مي كنند.
بدين صورت استفاده از شدت ميدان شديدتر را بدون هيچ مشكلي مهيا مي كنند.

يون هاي مثبت كه در اطراف تاج بوجود آمده اند به طرف الكترود تاجدار حركت كرده و در برخورد با آن از
بار الكتريكي خالي مي شوند. يون هاي منفي و يون هاي آزاد از طرف الكترود تاجدار حركت كرده، در مسير حركت خود با ذرات جامد و مايع برخورد نموده و آنها را نيز هم بار خود كرده و به طرف صفحات رسوب گيرميبرد.درنتيجه ذرات پراكنده در رسوب گير نشست مي كنند. البته مقدار خيلي كمي از ذرات پراكندگي كه با يون هاي مثبت در ناحيه تاج (در ناحيه اي كمتر از فضاي بين الكتروني) برخورد مي كنند، در سيم هاي تاجدار رسوب مي كنند. 

توان مورد نیاز:

توان تصفيه گاز در اين فيلترهاي الكتريكي، بيشتر به خواص رسانايي و چسبندگي (پيوستگي) ذرات غبار
بستگي دارد. هر چه ذرات جامد، هادي الكتريكي خوب و نيروي پيوستگي كم باشند، به الكترود برخورد كرده و بارخود را تخليه مي كنند و دوباره وارد جريان شده و توان تصفيه را كم مي كنند. بر عكس، اگر ذرات داراي رسانايي بد ونيروي پيوستگي بالايي باشند، در اين صورت در اطراف الكترود، لايه ضخيمي از ذرات با بار منفي چسبيده و ضد ميدان الكتريكي عمل مي كنند. در لايه هاي ضخيم، شدت جريان در روزنه هاي آن مي تواند تا حد بحراني برسد و باعث بوجود آمدن تاج در صفحات رسوب گير شود (تاج معكوس). اين پديده نيز باعث افت توان تصفيه مي شود. براي جلوگيري از اين پديده بايد اين صفحات مرتبا از رسوب پاك شوند.

الكتروفيلترهاي صفحه اي فشرده تر (جمع و جور تر) از نوع لوله اي آن مي باشد و جداسازي ذرات غبار در
آنها بهتر صورت مي گيرد. الكتروفيلترهاي لوله اي، توان ايجاد شدت جريان بيشتري را دارند.در نتيجه در آنها مقدار بيشتري گاز را مي توان تصفيه كرد. بعلاوه سيستم هاي پراكندگي پايدارتر و همچنين مه مانند را بهتر تصفيه مي كنند.
در شرايط عادي توان تصفيه الكتروفيلترها، به عواملي مثل: خواص گاز (تركيبات شيميايي، دما، رطوبت)،
خواص ذرات جامد غبار (خواص الكتريكي، شيميايي و پراكندگي)، غلظت غبارها، سرعت گاز و غيره بستگي دارد. درحقيقت اين پديده ها به قدري زيادند كه با روش هاي تئوري نمي توان توان تصفيه را بدست آورد و فقط از راه هاي تجربي حاصل مي شوند.

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی

گاز طبيعي هنگام خروج از چاه، داراي قطرات مايع (ميعانات و آب) و ذرات كوچك شن و ماسه است. در
حقيقت گاز سيستم پراكندگي محسوب مي شود با فاز پراگندگي مايع و جامد.
منظور از آماده سازي گاز در پالايش، جداسازي فازهاي پراكندگي با استفاده از جداسازهاي مختلف مي باشد.
ويژگي اين مرحله در تغيير اندازه قطره رطوبتي و ذرات جامد (حالت پراكندگي) در جريان و ادامه مسير در
جداسازي مي باشد. چنانچه در محدوده ورودي، اندازه قطره در جريان، از 100 تا 1000 ميكرون (ميانگين معمولي آن از 700 الي 800 ميكرون) نوسان دارد و ممكن است كه ايجاد فيلم مايع كند. بعد از اولين مرحله جداسازي بايد فقط مايعاتي با قطر 30 الي 150 ميكرون باقي بمانند و پس از پايان دومين مرحله در گاز قطراتي با قطر 1 تا30-50میکرون وجود دارند. كه اين اندازه بستگي به نوع جداساز دارد.

هنگام خروج گاز از مرحله آماده سازي اوليه، مجموع مقدار فاز پراكندگي مايع نبايد از 350 ميلي گرم در مترمكعب گاز بيشتر باشد.

مطابق درخواست ميزان تصفيه و تركيب پراكندگي گاز، از دستگاه هاي جداساز با اثر (افكت) و تركيب وساختمان مختلف استفاده مي كنند. جداسازها طبق نحوه عملكردشان به گرانشي، لختي (اينرسيايي) يا پرشده، گريز مركز و فيلتري تقسيم مي شوند. در بيشتر مواقع براي اثر بهتر در ساختمان جداساز چند نوع از آنها را به هم متصل و يا ادغام مي كنند.

جداسازهاي گرانشي:

جداسازهاي گرانشي داراي انواع افقي، عمودي و كروي مي باشند.بخش مشترك آنهاوجود قسمت (يا مخزن) ته نشيني است كه در آن جداسازي ذرات پراكندگي تحت تاثير نيروي جاذبه و سرعت ته نشيني ذرات جامد در گاز 
 صورت مي گيرد. 

 جداسازهاي اينرسيايي:

از نظر ساختاري داراي انواع مختلف مي باشد اما بيشترين استفاده از 2 نوع پرشده و كركره اي مي شود. اساسكار آن بر پايه برخورد غير منتظره گاز با جسم سخت و چرخش ناگهاني و متعدد مي باشد. سطح محسوس تماس دراين جداسازها، از 10 الي 500 متر مربع در متر مكعب متغير است.
در نمونه پرشده از اجزايي مثل حلقه راشيگ، و سوزني استفاده مي شود. درصد رطوبت گيري اين جداسازها به
%99 هم مي رسد. در نمونه هاي كركره اي از پكيج هايي با صفحات موج دار فولادي كه به صورت افقي با قدم كوتاه نسبت به هم قرار گرفته اند، استفاده مي شود. اين كركره ها قادر به تله انداختن قطرات بزرگ تر از 20 ميكرون و قادر به تصفيه 6 ميليون متر مكعب گاز در شبانه روز مي باشد.

يكي از ويژگي هاي اين جداسازها ايجاد فيلم از مواد جامد و مايع در مقابل جريان گاز مي باشد. در سرعت
جريان بخصوصي، مي تواند لحظه اي ايجاد شود كه سرعت گاز به خاطر نيروي اصطحكاك جلوي جريان اين فيلم را بگيرد. بدين ترتيب در حركت مايع و كار دستگاه لحظه اي ايجاد مي شود كه اصطلاحا به آن غرق شدن مي گويند.

 سرعتي از گاز كه چنين پديده اي ايجاد مي شود را “سرعت بحراني” مي نامند .

جداسازهای غربالی:

جداسازهاي غربالي هم از نظر ساختماني مشابه كركره اي مي باشند با اين تفاوت كه به جاي كركره از يك سري پكيج توري دار با ضخامت 150 ميلي متر استفاده مي كنند. در اين پكيج هاي قطره گير، قطراتي از 5 الي 10ميكرون و بزرگ تر از آن جمع آوري مي شوند. بنابراين تاثير آن بهتر از نمونه كركره اي مي باشد و سرعت بحراني در 2 برابر بيشتر است. معمولا اين جداساز ها را در آخرين مرحله تصفيه استفاده كرده و در ساختار جداسازها /0 – 1/ آن 5 در انتهاي دستگاه (از نظر جريان خروجي) قرار مي دهند.