رفتن به محتوای اصلی
x
بهبود تجزیه پذیری و تولید بیومتان از هضم مشترك باگاس نیشكر و فضولات مرغی در شرایط بی هوازی با پیش فرآوری تركیبی اكسیداسیون-اتوكلاو
تاریخ دفاع
مقطع تحصیلی
كارشناسی ارشد
گروه آموزشی
مهندسی بیوسیستم
استاد

اسماعیل مهریار

در دسترس بودن انرژی یکی از حیاتی‌ترین نیازهای بشری است و استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر به عنوان جایگزین سوخت‌های فسیلی، می¬تواند بخش مهمی از نیازهای جامعه را برطرف کند. بیوگاز یکی از منابع انرژی تجدیدپذیر است که می¬تواند جایگزین سوخت¬های معمولی برای تولید گرما و نیرو شود. تولید بیوگاز از طریق فرآیند هضم بی¬‌هوازی به عنوان یک روش کارآمد و پایدار برای تبدیل ضایعات به انرژی و مواد با ارزش شناخته شده است. باگاس ‌نیشکر از نظر انرژی یک محصول مهم می¬باشد که برای تولید بیوگاز استفاده می‌شود. هضم مشترک فضولات مرغی با ضایعات کشاورزی همچون باگاس نیشکر در شرایط بی¬هوازی می¬تواند یکی از بهترین راهکارها انتخاب برای افزایش هضم¬پذیری و تولید بیوگاز با محتوای متان بیشتر باشد. در این پژوهش با هدف بهبود هضم‌پذیری باگاس نیشکر و افزایش نرخ لیگنین‌زدایی آن از طریق پیش‌فرآوری اکسیداسیون-اتوکلاو، محلول پراکسید هیدروژن با چهار سطح غلظت (0، 5، 10 و 15) درصد با نسبت جامد به مایع 1:10 به عنوان عامل قلیایی در ترکیب با پیش¬فرآوری اتوکلاو در مدت زمان‌های مختلف (15، 30، 45 و 60) دقیقه مورد مطالعه قرار گرفت و تغییرات مقادیر لیگنین، همی¬سلولز و سلولز با استفاده از روش ون¬سوست اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد تاثیر پیش‌تیمارهای استفاده شده در تحقیق حاضر بر نرخ لیگنین‌زدایی معنادار بوده و روش پیش‌فرآوری ترکیبی اکسیداسیون-اتوکلاو می‌تواند به عنوان یک روش موثر بر نرخ لیگنین‌زدایی باگاس نیشکر در نظر گرفته‌ شود. در بین تیمارهای به کار رفته، بیشترین نرخ لیگنین‌زدایی مربوط به تیمار 10 درصد غلظت پراکسید هیدروژن و 60 دقیقه اتوکلاو با مقدار 04/0±90/83 درصد لیگنین¬زدایی بود. تیمار¬های 10 درصد غلظت پراکسید هیدروژن و 45 دقیقه اتوکلاو و 15درصد غلظت پراکسید هیدروژن و 45 دقیقه اتوکلاو به ترتیب مقدار 17/0±82/69 و 09/0±21/51 درصد رتبه دوم و سوم را در نرخ لیگنین¬زدایی به خود اختصاص دادند. از بین تیمارهای پیش¬فرآوری شده سه تیمار که نرخ لیگنین¬زدایی بیشتری نسبت به دیگر تیمارها داشتند، برای هضم مشترک با کود مرغی با مدت زمان هضم 30 روز انتخاب شدند. تیمار 5 درصد غلظت پراکسید هیدروژن و 45 دقیقه اتوکلاو با نرخ لیگنین¬زدایی 06/0±65/50 درصد به دلیل مصرف انرژی کمتر و غلظت پراکسید هیدروژن مصرفی کمتر در پیش¬فرآوری و میزان آلودگی پایین¬تر در پساب به عنوان تیمار سوم برای آزمایش هضم بی هوازی با کود مرغی در نظر گرفته شد. 15 عدد هاضم ناپیوسته در محدوده دمایی 1±37 درجه سلسیوس با نسبت کربن به نیتروژن 20-10 در قالب طرح فاکتوریل راه¬اندازی شدند. نتایج نشان داد هاضم¬ها با تیمار-های مختلف دارای بیوگاز و بیومتان بیشتری نسبت به ترکیب کنترل باگاس تیمار نشده داشتند. که نشان از بهبود هضم¬پذیری باگاس نیشکر از طریق هضم مشترک با کود مرغی دارد. بیشترین بیوگاز تولیدی مربوط به هاضم حاوی باگاس نیشکر پیش-فرآوری شده با محلول 5 درصد غلظت پراکسید هیدروژن و 45 دقیقه اتوکلاو در ترکیب با فاضلاب فعال و کود مرغی برابر 64/19±94/233 میلی¬لیتر بر گرم جامدات فرار بود. این درحالیست که هاضم حاوی باگاس نیشکر تیمار داده شده با محلول 10 درصد غلظت پراکسید هیدروژن و 60 دقیقه اتوکلاو که بالاترین نرخ لیگنین¬زدایی را در بین 16 تیمار پیش-فرآوری قلیایی باگاس نیشکر نشان داده بود، با مقدار 83/1±05/229 میلی¬لیتر بر گرم جامدات فرار بیوگاز، بالاترین محتوای بیومتان 35/2±25/63 درصد را تولید کرد. اندازه گیری نرخ تغییرات سه شاخص زیست محیطی شامل اکسیژن خواهی شیمیایی (COD)، اکسیژن خواهی بیولوژیک (BOD) و آمونیاک در تیمارهای انتخاب شده نشان داد که هاضم با درصد لیگنین¬زدایی بالاتر و هضم مشترک دارای نرخ تغییرات بالاتری است که نشان از فعالیت باکتریایی و هضم¬پذیر شدن اجزای مواد ارگانیک موجود در هاضم به واسطه رشد و فعالیت بهتر میکروارگانیسم¬ها دارد. کلمات کلیدی: باگاس نیشکر، کود مرغی، بیومتان، هضم مشترک، لیگنین زدایی.


تحت نظارت وف ایرانی