سنتز و ارزيابي فرآيند توليد بيوسوخت از ميكروجلبك به كمك روش بهينه سازي ابرساختار

كارشناسي ارشد

اثرات مخرب محيط‌زيستي ناشي از مصرف روزافزون سوخت‌هاي فسيلي از نگراني‌هاي اصلي بشر در دهه‌هاي اخير بوده است. منابع زيست‌توده به ويژه زيست‌توده‌ي ميكروجلبك با غلبه بر اين مشكلات همراه با توانايي تامين استقلال داخلي سوخت از اميدبخش‌ترين جايگزين‌هاي سوخت‌ فسيلي در آينده مي‌باشند. در اين ميان، طراحي و پيكربندي مسير بهينه توليد سوخت‌زيستي تحت مفهوم پالايشگاه زيستي مي‌تواند تاثير زيادي بر رشد اقتصادي و ‌محيط‌زيستي فرآيند داشته باشد و جايگزيني اين سوخت‌ها را هموار كند. با اين حال به خاطر تعداد بالاي جايگزين‌هاي فرآيندي، طراحي يك پالايشگاه‌زيستي، همواره با چالش مواجه بوده است. در پژوهش حاضر، براي غلبه بر اين مشكل به روشي مدون، از بهينه‌سازي مبتني بر مدل استفاده شده است. به اين منظور، ابتدا ابرساختاري از آلترناتيوهاي فرآيندي موجود تشكيل داده شده است. سپس بر مبناي ابرساختار پيشنهادي، يك مدل برنامه‌ريزي مختلط عدد صحيح (MINLP ) چندهدفه كه قادر به طراحي فرآيند توليد بيوسوخت مبتني بر زيست‌توده‌ي ميكروجلبك تحت ديدگاه توسعه پايدار مي‌باشد، توسعه داده شده است. تابع هدف اقتصادي توسعه داده شده به حداقل سازي هزينه‌هاي سالانه‌ي مي‌پردازد. براي ارزيابي اثرات محيط‌زيستي فرآيند مورد مطالعه، يكي از به روزترين روش‌هاي ارزيابي اثرات زيست‌محيطي كه مبتني بر ديدگاه ارزيابي دوره‌ي عمر عمل مي‌كند، به كار گرفته شده است. در پايان براي حل مدل چند هدفه، رويكرد حل چندهدفه‌ي اپسيلون محدوديت تقويت شده مورد استفاده قرار گرفته است. منحني پارتوي بدست آمده، حداقل هزينه‌ي بهينه را در بازه‌ي 98/20 تا 63/154 ميليون دلار در سال نشان مي دهد. در اينجا با به‌كارگيري آلترناتيوهايي كه بيشتر دوستدار محيط‌زيست هستند، با وجود افزايش هزينه نسبت به مطالعه‌ي پايه، حداقل اثرات زيست‌محيطي متناظر با مسير با 42 درصد كاهش، در محدوده‌ي 106× 45/7 تا 107× 056/1 قرار گرفته است.

196453

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر ميرسامان پيشوايي

مهندسي شيمي

دكتر محمد امين ثباتي