Optimisation des paramètres de préparation d’un charbon actif par le plan surface de réponse.

Abstract

L’objectif de cette étude est l’optimisation des paramètres de préparation d’un matériau adsorbant «le charbon actif » ayant une capacité d’adsorption et un rendement massique optimaux, à partir d’une biomasse végétale. Le rendement en adsorbant activé, l’indice d’Iode et l’indice de Bleu de Méthylène pour le charbon actif préparé ont été étudies. Les effets des paramètres expérimentaux, tels que le rapport d’imprégnation, la température de carbonisation et le temps de séjour sur le processus d’activation, ainsi que leurs interactions mutuelles sont déterminés à l’aide d’un plan surface de réponse à trois facteurs, et chaque facteur se caractérise pour trois niveaux, soit un plan de 15 essais. Le traitement des données expérimentales par le logiciel MINITAB a montré que le rapport d’imprégnation et le temps de séjour ont un effet considérable sur le rendement massique et les deux indices. Les résultats obtenus ont été optimisés par l’analyse des diagrammes de contours.

Abstract The objective of this study is to optimize the parameters for preparing an "activated carbon" adsorbent material with optimum absorption capacity and mass yield, from plant biomass. The yield of activated adsorbent, the iodine number and the methylene blue number for the prepared activated carbon were investigated. The effects of experimental parameters, such as impregnation ratio, carbonization temperature and residence time on the activation process, as well as their mutual interactions are determined using a three-surface response design factors, and each factor is characterized for three levels, ie a design of 15 tests. Processing of the experimental data by the MINITAB software showed that the impregnation ratioandresidence time have a considerable effect on the mass yield and both indices. The results obtained were optimized by the analysis of contour diagrams.

ملخص الهدف من هذه الدراسة هو تحضير "كربون منشط" ذا قدرة امتصاص مثالية ومردود كتلي لعملية التحضير المقبول. يتم تحضير الكربون المنشط باستعمال الكتلة الحيوية النباتية.الدراسة فعالية التحضير الكيميائي لهذ الكربون تم حساب نسبة المردود، مؤشر اليود ومؤشر ازرق الميثيلين للكربون المحضر. كذلك تمت دراسة العوامل التجريبية المؤثرة على عملية التفعيل، مثل نسبة التشريب، وقت البقاء في الفرن ودرجة حرارة الكربنة، بالإضافة إلى تداخلات تأثيراتها باستخدام تصميم تجريبي ذو ثلاثة عوامل کامل ويتميز كل عامل بثلاثة مستويات، اي تصميم 15 تجربة. اظهرت معالجة النتائج التجريبية بواسطة برنامج MINITAB آن نسبة التشريب ووقت البقاء في الفرن لهما تأثير كبير على مؤشر اليودومؤشر ازرق الميثيلين، تم تحسين النتائج التي تم الحصول عليها من خلال تحليل المخططات الكنتورية.

Mots clés Optimisation des paramètres, un matériau adsorbant « le charbon actif », une capacité d’adsorption, un rendement massique, une biomasse végétale, indice d’Iode, indice de Bleu de Méthylène, rapport d’imprégnation, température de carbonisation, temps de séjour, un plan surface de réponse, le logiciel MINITAB, diagrammes de contours.

Key words Optimize the parameters, "activated carbon" adsorbent material, absorption capacity, mass yield, plant biomass, iodine number, the methylene blue number, impregnation ratio, carbonization temperature, residence time, surface response design, the MINITAB software, contour diagrams.

الكلمات المفتاحية كربون منشط، قدرة امتصاص مثالية، مردود كتلي، الكتلة الحيوية النباتية، مؤشر اليود، مؤشر ازرق الميثيلين، نسبة التشريب، درجة حرارة الكربنة، وقت البقاء في الفرن، تصميم تجريبي، برنامج مينيتاب، المخططات الكنتورية